BRPI0610453A2 - comutação de rede seletiva em uma rede de broadcast sem fio - Google Patents

Abstract

A revelação refere-se a um dispositivo de comunicação móvel que pode receber sinais de broadcast sem fio de um número de estações base ou transmissores diferentes. à medida que a localização do dispositivo se move com relação aos transmissores, um transmissor será provavelmente identificado como o transmissor que transmite por broadcast o sinal mais potente, ou de qualidade mais elevada. Quando tal determinação é feita, ao usuário do dispositivo móvel é apresentada a oportunidade de comutar para receber esse sinal dos transmissores. Com base na resposta do usuário, o dispositivo pode continuar com o transmissor atual, embora ele não tenha o sinal mais potente, ou o dispositivo pode ser configurado para adquirir e começar a receber o sinal do novo transmissor. A medição da qualidade de um sinal do transmissor pode ser baseada em um escore composto que combina um número de medições individuais feitas ao longo de um período predeterminado de tempo.

Description

"COMUTAÇÃO DE REDE SELETIVA EM UMA REDE DE BROADCAST SEMFIO"

Reivindicação de Prioridade de acordo com 35 U.S.C. §119

0 presente pedido de patente reivindicaprioridade para o pedido provisório N° 60/669 555,intitulado "RECUPERAÇÃO DE TEMPORIZAÇAO E COMUTAÇÃO DE REDEPARA FLO", depositado a 7 de abril de 2005 e cedido aocessionário deste e por ele expressamente aqui incorporadoa titulo de referência.

FUNDAMENTOS

Campo

A presente invenção refere-se, de maneira geral,a telecomunicações e, mais especificamente, a sistemas emétodos para suportar um dispositivo de comunicação móvelcapaz de comunicar-se via uma rede de broadcast sem fio.

Fundamentos

Redes de broadcast sem fio e de linha de fioselétricos são amplamente utilizadas para prover diversosconteúdos de dados a um grupo grande de usuários. Uma redede broadcast de linha de fios elétricos comum é uma rede acabo que entrega conteúdo multimídia a um número grande deresidências. Uma rede a cabo inclui tipicamente extremos decabeça e nós de distribuição. Cada extremo de cabeça recebeprogramas de diversas fontes, gera um sinal moduladoseparado para cada programa, multiplexa os sinais moduladospara todos os programas em um sinal de saida e envia seusinal de saida aos nós de distribuição. Cada programa podeser distribuído através de uma ampla área geográfica(um estado inteiro, por exemplo) ou uma área geográficamenor (uma cidade, por exemplo) . Cada nó de distribuiçãocobre uma área especifica dentro da ampla área geográfica(uma comunidade, por exemplo) . Cada nó de distribuiçãorecebe os sinais de saida dos extremos de cabeça,multiplexa os sinais modulados para os programas a seremdistribuídos em sua área de cobertura em diferentes canaisde freqüência e envia seu sinal de saida a residênciasdentro de sua área de cobertura. O sinal de saida para cadanó de distribuição porta tipicamente programas tantonacionais quanto locais, que são freqüentemente enviados emsinais modulados separados que são multiplexados no sinalde saida.

Uma rede de broadcast sem fio transmite dadosatravés do ar para dispositivos sem fio dentro da área decobertura da rede. Entretanto, uma rede de broadcast semfio pode diferir de uma rede de broadcast de linha de fioselétricos sob muitos aspectos chave. Uma destas áreasdiferentes é que o resultado direto dos usuários sem fio émóvel, enquanto os usuários de TV a cabo, quase pordefinição, permanecem no ponto terminal do sistema dedistribuição a cabo (sua residência, ou local de trabalho).

Uma vez que os usuários sem fio são moveis, podem surgircircunstâncias em que o local do usuário muda da área decobertura de uma rede de broadcast para a área de coberturade outra rede de broadcast. Se as duas redes de broadcastefetuam o broadcast exatamente do mesmo conteúdo exatamentenos mesmos canais, o usuário pode ser comutado de umtransmissor de rede para outro (muito à semelhança dehandoffs de celulares) sem dificuldade. Em muitos casos,contudo, as redes de broadcast vizinhas não fornecem osmesmos programas nem os fornecem nos mesmos canais. Assim,a comutação automática do usuário para a rede de broadcastmais próxima pode interferir com o conteúdo multimídia, ouinterativo, que o usuário está apreciando atualmente. Porconseguinte, há necessidade de se poder comutar usuáriossem fio em uma rede de broadcast sem fio para outra rede debroadcast vizinha de uma maneira que seja tanto eficazquanto conveniente para o cliente.

SUMÁRIO

Uma aspecto de um sistema de rede de broadcastsem fio refere-se a um método de comutação entre redes debroadcast em um dispositivo de comunicação sem fio. Deacordo com este método, um sinal de broadcast atual édecodificado dentre uma série de sinais de broadcast, cadaum de uma respectiva rede de broadcast. Se for determinadoque um da série de sinais de broadcast tem um escore dequalidade mais elevado que o do sinal de broadcast atual,então o usuário do dispositivo é interrogado quanto a sercomutado ou não para o sinal referido da série de sinais debroadcast. Se o usuário optar pela comutação, então odispositivo começa a decodificar o referido da série desinais de broadcast em lugar do sinal de broadcast atual;caso contrário, a decodificação do sinal de broadcast atualcontinua.

Outro aspecto de um dispositivo de comunicaçãosem fio refere-se a um dispositivo que inclui umprocessador configurado para determinar uma de uma série deredes de broadcast com o escore de qualidade mais elevado.O dispositivo inclui também uma interface com usuárioconfigurada para receber do usuário do dispositivo umcomando relacionado com selecionar a referida da série deredes; e um receptor, controlado pelo processador,configurado para mudar da decodificação de um sinal debroadcast atual para a decodificação de um sinal dareferida rede da série de redes de broadcast com base nocomando.

Ainda outro aspecto de um dispositivo decomunicação sem fio refere-se a um dispositivo que incluium receptor configurado para decodificar um sinal atual deuma rede de broadcast atual dentro de uma serie de redes debroadcast, cada uma tendo um respectivo sinal. 0dispositivo tem também um processador configurado paradeterminar um dos respectivos sinais que tem o escore dequalidade mais elevado, com relação aos outros. Há tambémuma interface com usuário configurada (a) para apresentarao usuário do dispositivo uma consulta que inclui umapergunta sobre a seleção do referido sinal dos respectivossinais para decodificação, e (b) para receber uma instruçãodo usuário em resposta à consulta. 0 dispositivo inclui umreceptor configurado, dependendo da instrução, para a)continuar a decodificar o sinal atual se o referido sinaldos respectivos sinais não for o sinal atual, se ainstrução assim indicar ou b) comutar para a decodificaçãodo referido dos respectivos sinais, se a instrução assimindicar.

Deve ficar entendido que outras modalidades dapresente invenção se tornarão prontamente evidentes aosversados na técnica com a descrição detalhada seguinte, naqual são mostradas e descritas diversas modalidades dainvenção apenas a titulo de ilustração. Conforme seperceberá, a invenção é passível de outras e diferentesmodalidades e seus vários detalhes são passíveis demodificação sob diversos outros aspectos, todos sem que seabandonem o espirito e o alcance da presente invenção. Porconseguinte, os desenhos e a descrição detalhada devem serconsiderados como de natureza ilustrativa e não restritiva.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Diversos aspectos de um sistema de comunicaçãosem fio são mostrados à guisa de exemplo, e não à guisa delimitação, nos desenhos anexos, nos quais:

A Figura IA é um diagrama de duas redes debroadcast sem fio adjacentes;A Figura 1B é um diagrama de redes de broadcastsem fio adjacentes que têm diferentes conteúdos locais;

A Figura 2 mostra um superquadro exemplar quepode ser transmitido dentro das redes das Figuras IA e 1B;

A Figura 3 mostra uma estação base e umdispositivo móvel para implementar partes das redes dasFiguras IA e 1B;

A Figura 4 mostra um fluxograma de um métodoexemplar para que um dispositivo móvel seja comutado entrediferentes redes de broadcast sem fio; e

A Figura 5 mostra uma modalidade alternativa deum dispositivo móvel de acordo com o principio da presenteinvenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A descrição detalhada apresentada a seguir emconexão com os desenhos anexos pretende ser uma descriçãode diversas modalidades da invenção e não visa arepresentar as únicas modalidades nas quais a invenção podeser posta em prática. A descrição detalhada inclui detalhesespecíficos para fins de proporcionar um entendimentocompleto da invenção. Entretanto, será evidente aosversados na técnica que a invenção pode ser posta emprática sem estes detalhes específicos. Em algumasocorrências, estruturas e componentes notoriamenteconhecidos não mostrados em forma de diagrama de blocos demodo a se evitar o obscurecimento dos conceitos da invenção.

São aqui descritas técnicas para efetuar obroadcast de diferentes tipos de transmissão (transmissõesde área local e estendida, por exemplo) em uma rede debroadcast sem fio. Conforme utilizados aqui, "broadcast" e"efetuar broadcast" referem-se à transmissão deconteúdo/dados a um grupo de usuários de qualquer tamanho epodem ser também referidos como "multicast" ou alguma outraterminologia. Uma transmissão de área ampla é umatransmissão da qual pode ser efetuado o broadcast por todosou muitos transmissores na rede. Uma transmissão local éuma transmissão da qual pode ser efetuado o broadcast porum subconjunto dos transmissores para uma dada transmissãode área ampla. Diferentes subconjuntos dos transmissorespodem efetuar o broadcast de diferentes transmissões locaispara uma dada transmissão de área ampla. Diferentes gruposde transmissores na rede podem também efetuar o broadcastde diferentes transmissões de área ampla. As transmissõesde área ampla e locais portam tipicamente conteúdosdiferentes, mas estas transmissões podem também portar omesmo conteúdo.

Um exemplo de tal rede de broadcast é a redeMediaFLO™ da QUALCOMM, que entrega uma fileira deprogramação com uma taxa de bits de cerca de 2 bits porsegundo por Hz. A tecnologia utilizada é uma interfaceaérea baseada na multiplexação por divisão de freqüênciaortogonal (OFDM), projetada especificamente para efetuar omulticast de um volume significativo de conteúdo multimídiarico a baixo custo para assinantes sem fio. Ela tiravantagem da tecnologia de execução de multicast em uma redede freqüência única para reduzir de maneira significativa ocusto da entrega de conteúdo idêntico a numerosos usuáriossimultaneamente. Além disto, a coexistência de cobertura deárea local e área ampla dentro de um único canal RF (700MHz, por exemplo) é suportada conforme descrito acima. Estasegmentação entre área ampla e área local suportaprogramação mais focalizada, propaganda local e acapacidade de blackout e re-sintonização conformenecessário. A MediaFLO™ é meramente um exemplo do tipo deredes de broadcast aqui descrito, e outras redes debroadcast funcionalmente equivalentes são tambémcontempladas.

Muito à semelhança da TV a cabo, um assinantedentro de uma rede de broadcast sem fio pode ter aassinatura de diferentes pacotes e niveis de serviço (como,por exemplo, filmes premium, esportes, etc.) que lheproporcionam um conjunto de canais (como, por exemplo,tênis, ESPN, novelas, BBC, etc.). Diferentes provedores deconteúdo emitem o conteúdo para as redes de broadcast, quecombinam então o conteúdo e efetuam o broadcast dele deacordo com um esquema predeterminado. Durante a provisão dodispositivo móvel do usuário, a capacidade de receber edecodificar os canais dos quais o usuário tem assinatura éprogramada no dispositivo móvel. A provisão pode ser emseguida atualizada de modo a se remover ou adicionar outrospacotes e canais. Os versados na técnica reconhecerão que adisposição hierárquica de canais que acaba de ser descritaé meramente um exemplo de como prover conteúdo multimídia eoutros conteúdos. Outras disposições e organização dosdados e seus respectivos canais podem ser utilizadas semque se abandone o alcance da presente invenção.

A Figura IA mostra duas redes de broadcast semfio 102, 104 exemplares. Cada uma destas redes 102, 104pode apresentar diversos canais e conteúdos diferentes paravários assinantes em uma área geográfica relativamentegrande. Por exemplo, o transmissor Tx 120 da rede 102 podeefetuar o broadcast de diversos canais, e o transmissor T2130 pode efetuar o broadcast de seus próprios canais dentroda área de cobertura da rede 104.

Os broadcasts dos diferentes transmissores 120,130 não são necessariamente os mesmos e podem incluircanais diferentes ou incluir conteúdo diferente. Porexemplo, uma rede 102 pode estar na zona de tempo doPacífico enquanto a outra rede pode estar na zona de tempodas Montanhas. Assim, mesmo se ambas as redes apresentaremo mesmo canal, a programação real da qual está sendo feitoo broadcast pode ser diferente por causa da diferença entreas zonas de tempo (por exemplo, o filme Main.Event éprogramado para começar sempre às 20 h, hora local). Alémdisto, há canais lógicos (ESPN, por exemplo) e canaisfísicos (como, por exemplo, uma partição de tempo TDMespecífica ou uma banda de freqüência específica). Assim,embora ambas as redes 102, 104 apresentem a ESPN, elaspodem não efetuar o broadcast dela no mesmo canal físico.

A conseqüência destas diferenças é que o acessoao conteúdo disponível pode alterar-se à medida que ousuário sem fio se move da área de cobertura de uma rede debroadcast sem fio 102 para uma rede de broadcast 104diferente. Com referência à Figura IA, o dispositivo móvel110 está claramente dentro da área de cobertura da rede104, mas o outro dispositivo móvel 108 pode detectar apresença de ambas as redes 102, 104. Na medida em que odispositivo móvel 108 se move da área de cobertura da rede104 para a área de cobertura da outra rede 102, os sinaisde broadcast do transmissor Ti 120 se tornarão maispotentes comparados com os do transmissor T2 130. Uma vezque os sinais são mais potentes, ao usuário do dispositivomóvel 108 será fornecido melhor serviço dentro da rede 102porque haverá menos retardos de sinal, erros de sinal, etc.Portanto, pareceria que a melhor coisa para o dispositivomóvel 108 fazer seria medir as intensidades de sinal dosdois transmissores 120, 130 e travar no sinal mais potente.

Tal abordagem tem vários inconvenientes.

Em primeiro lugar, a área de transição entre asduas redes não é uma área claramente definida e pode variardependendo das estruturas próximas, da direção dedeslocamento, do tempo e de outros fatores semelhantes.

Assim, à medida que o usuário se move de uma área decobertura de rede para outra, o transmissor 120, 130 com osinal mais potente pode alterar-se para trás e para frentevárias vezes até que o usuário venha a ficar localizadoclaramente dentro da nova área de cobertura rede. Portanto,se o dispositivo 108 mudasse para a rede mais potente cadavez que uma nova rede foi detectada, o conteúdo disponívelpara o cliente se alteraria para trás e para frente também.

Tal ocorrência seria altamente disruptiva em muitos casos,especialmente com conteúdo em tempo real e conteúdointerativo.

Em segundo lugar, o usuário do dispositivo 108pode desejar continuar a apreciar um canal de conteúdoespecifico, embora o sinal esteja deteriorado ou pobre. Porexemplo, se um evento esportivo estiver sendo visto eestiver em seus minutos ou segundos finais, o usuário podepreferir sofrer com o serviço deteriorado para assistir aosmomentos finais de maneira ininterrupta.

Outra situação possível pode ser explicada comreferência ao dispositivo móvel 106. Embora estedispositivo 106 pareça estar claramente dentro da área decobertura da rede 102, o sinal do transmissor Ti 120 podenão ser sempre o mais potente. Por exemplo, pode haver umedifício ou outra estrutura entre o dispositivo 106 e otransmissor 120 que crie uma "sombra" que deteriora arecepção para o dispositivo 106. Dentro desta sombra, osinal do outro transmissor T2 130 pode ser realmentepercebido como o sinal mais potente. Assim, se a comutaçãopara uma rede diferente fosse imediata e automática, odispositivo 108 seria travado nas diferentes redes quandoentrasse na e saisse da sombra.O diagrama de rede da Figura 1B mostra uma outrasituação, na qual um dispositivo móvel pode transitar entreredes diferentes. Neste exemplo, os três transmissores(juntamente com outros não mostrados) transmitem sinaisatravés de uma área que cria a rede de área ampla 14 9.

Dentro desta área 149, há um conjunto constante deconteúdos que é o mesmo para toda a área. Isto é verdadeiromesmo se um dispositivo móvel estiver dentro de uma dastrês áreas locais 150, 152, 154. Dentro dessas áreas,contudo, há uma parte do conteúdo de broadcast que difereentre as diferentes redes 150, 152, 154. Assim, cada rede150, 152, 154 tem seu conteúdo local único cujo broadcast,juntamente com um conteúdo de área ampla comum, é efetuadopor transmissores 151, 153, 155, respectivamente. À medidaque os dispositivos 160 e 162 se movem por toda a rede deárea ampla 149, o conteúdo de área ampla continuará omesmo, mas o conteúdo de área local poderá diferir. Assim,de maneira semelhante à situação descrita com relação àFigura IA, pode haver situações em que é útil comutar entreredes adjacentes diferentes e pode haver ocorrências em quea comutação deve ser evitada.

Tipicamente, os transmissores 151, 153, 155efetuarão o broadcast de um sinal que o dispositivo móveladquirirá, demodulará e decodificará de modo a extrair oconteúdo desejado. No sistema OFDM mencionadoanteriormente, estes sinais podem incluir os dados deconteúdo de área ampla, os dados de conteúdo de área local,informações de overhead e sinais de temporizaçâo. Os sinaisde temporizaçâo, geralmente chamados sinais-piloto, sãoutilizados pelo dispositivo móvel para reconhecer orecebimento do sinal de broadcast e estabelecer um ponto dereferência para as partes restantes do sinal. Os dados deconteúdo podem ser separados em diferentes canais etransmitidos em tempos ou freqüências separadas (dependendodo método de codificação) . As informações de overheadpodem ser utilizadas pelo dispositivo móvel paradeterminar quais partes do sinal de broadcastdecodificar. Por exemplo, se o usuário desejar apenasreceber um canal dentre os vinte ou cinqüentaoferecidos, então o dispositivo móvel pode utilizar asinformações de overhead para demodular e decodificar aparte do sinal de broadcast relacionada ao canaldesejado. A execução desta maneira proporciona umautilização de energia eficaz e prolonga a vida útiloperacional da bateria.

Os dados, pilotos e informações de overhead paratransmissões de área local e estendida são multiplexados dediversas maneiras. Por exemplo, os símbolos de dados para atransmissão de área ampla podem ser multiplexados em uma"duração de transmissão" alocada para a transmissão de áreaampla, os simbolos de dados para a transmissão local podemser multiplexados em uma duração de transmissão alocadapara a transmissão local, os pilotos TDM e/ou FDM para atransmissão de área ampla podem ser multiplexados em umaduração de transmissão alocada para estes pilotos e ospilotos TDM e/ou FDM para a transmissão local podem sermultiplexados em uma duração de transmissão alocada paraestes pilotos. As informações de overhead para astransmissões de área local e área ampla podem sermultiplexadas em uma ou mais durações de transmissãodesignadas. As diferentes durações de transmissão podemcorresponder a (1) diferentes conjuntos de sub-bandas defreqüência se a FDM for utilizada pela rede de broadcastsem fio, (2) diferentes segmentos de tempo se a TDM forutilizada ou (3) diferentes grupos de sub-bandas emdiferentes segmentos de tempo se tanto a TDM quanto a FDMforem utilizadas. São descritos a seguir diversos esquemasde multiplexação. Mais de dois tipos diferentes detransmissão com mais de dois niveis diferentes de coberturapodem ser também processados, multiplexados e transmitidos.

Um dispositivo sem fio na rede de broadcast sem fio executao processamento complementar para recuperar os dados paraas transmissões de área local e área ampla.

A Figura 2 mostra uma estrutura de superquadro200 exemplar que pode ser utilizada para efetuar obroadcast de transmissões de área local e área ampla emuma rede de broadcast sem fio baseada na OFDM. Atransmissão de dados ocorre em unidades de superquadros210. Cada superquadro estende-se ao longo de umaduração de tempo predeterminada, que pode serselecionada com base em diversos fatores, tais como,por exemplo, a multiplexação estatística desejada paraos fluxos de dados que estão sendo transmitidos, o graude diversidade de tempo desejado para os fluxos dedados, o tempo de aquisição para os fluxos de dados,exigências de buffer para os dispositivos sem fio eassim por diante. Um tamanho de superquadro deaproximadamente um segundo pode fornecer uma boacompensação entre os diversos fatores observados acima.Entretanto, podem ser utilizados outros tamanhos desuperquadro.

Para a modalidade mostrada na Figura 2, cadasuperquadro 210 inclui um segmento de cabeçalho 220, quatroquadros de igual tamanho de 230a a 230d e um segmento derodapé 240, que não mostrados em escala na Figura 2. ATabela 1 enumera os diversos campos para os segmentos 220 e240 e para cada quadro 230.<table>table see original document page 14</column></row><table>

Para a modalidade mostrada na Figura 2, sãoutilizados diferentes pilotos para fins diferentes. Um parde pilotos TDM 201 é transmitido no ou aproximadamente noinicio de cada superquadro e pode ser utilizado para osfins observados na Tabela 1. Um piloto de transição éenviado na fronteira entre campos/transmissões locais e deárea ampla e proporciona transição continua entre oscampos/transmissões locais e de área ampla.

As transmissões locais e de área ampla podem serpara conteúdo multimídia tais como video, áudio, tele-texto, dados, clipes de video/áudio e assim por diante epodem ser enviadas em fluxos de dados separados. Porexemplo, um único programa multimídia (televisão, porexemplo) pode ser enviado em três fluxos de dados separadospara video, áudio e dados. Os fluxos de dados são enviadosem canais de dados. Cada canal de dados pode portar um ouvários fluxos de dados. Um canal de dados que porta fluxosde dados para uma transmissão local é também chamado "canallocal", e um canal de dados que porta fluxos de dados parauma transmissão de área ampla é também chamado "canal deárea ampla". Os canais locais são enviados nos campos deDados Locais e os canais de área ampla são enviados noscampos de Dados de Área ampla do superquadro.

Para cada canal de dados pode ser "alocado" umnúmero fixo ou variável de entrelaçamentos em cadasuperquadro dependendo da carga útil para o canal de dados,a disponibilidade de entrelaçamentos no superquadro epossivelmente outros fatores. Cada canal de dados podeestar ativo ou inoperante em qualquer dado superquadro.Para cada canal de dados ativo é alocado pelo menos umentrelaçamento. A cada canal de dados são também"atribuídos" entrelaçamentos específicos dentro dosuperquadro com base em um esquema de atribuição que tenta(1) compactar todos os canais de dados ativos de maneiratão eficaz quanto possível, (2) reduzir o tempo detransmissão para cada canal de dados, (3) proporcionardiversidade de tempo adequada para cada canal de dados e(4) reduzir ao minio a quantidade de sinalização necessáriapara indicar os entrelaçamentos atribuídos a cada canal dedados. Para cada canal de dados ativo, a mesma atribuiçãode entrelaçamento pode ser utilizada para os quatro quadrosdo superquadro.

0 campo OIS Local indica a atribuição de tempo-freqüência para cada canal local ativo para o superquadroatual. O campo OIS de Área ampla indica a atribuição detempo-f reqüência para cada canal de área ampla para osuperquadro atual. 0 OIS Local e o OIS de Área ampla sãoenviados no inicio de cada superquadro para permitir que odispositivo sem fio determine a localização de tempo-freqüência de cada canal de dados de interesse nosuperquadro.

Os diversos campos do superquadro podem serenviados na ordem mostrada na Figura 2 ou em alguma outraordem. Em geral, é desejável enviar o piloto TDM e asinformações de overhead logo no superquadro, de modo que opiloto TDM e as informações de overhead possam serutilizados para receber os dados que são enviadosposteriormente no superquadro. A transmissão de área amplapode ser enviada antes da transmissão local, conformemostrado na Figura 2, ou após a transmissão local.

A Figura 2 mostra uma estrutura de superquadroespecifica. Em geral, um superquadro pode estender-se aolongo de qualquer duração e pode incluir qualquer número equalquer tipo de segmentos, quadros e campos. Entretanto,há normalmente uma faixa útil de durações de superquadrorelacionadas com o tempo de aquisição e com o tempo deciclagem para os eletrônicos de receptor. Outras estruturasde superquadro e quadro podem ser também utilizadas paraefetuar o broadcast de diferentes tipos de transmissão, eisto está dentro do alcance da invenção.

Os sinais-piloto da Figura 2 que são transmitidosdurante a transmissão de broadcast podem ser utilizadospara derivar (1) uma estimativa de canal para a transmissãode área ampla, que é também chamada de estimativa de canalde área ampla, e (2) uma estimativa de canal para atransmissão local, que é também chamada de estimativa decanal local. As estimativas de canal de área local e áreaampla podem ser utilizadas na detecção e decodificação dedados para as transmissões locais e de área ampla,respectivamente. Estes pilotos podem ser também utilizadosna estimação de canal, sincronização de tempo, aquisição(controle de ganho automático (AGC), por exemplo) e assimpor diante. 0 piloto de transição pode ser também utilizadopara obter temporização aperfeiçoada para a transmissãolocal assim como para a transmissão de área ampla.

A Figura 3 mostra um diagrama de blocos de umaestação base 1010 e um dispositivo sem fio 1050 na rede debroadcast sem fio 100 das Figuras IA e 1B. A estação base1010 é geralmente uma estação fixa e pode ser tambémchamada de ponto de acesso, transmissor ou alguma outraterminologia. O dispositivo sem fio 1050 pode ser fixo oumóvel e pode ser também chamado de terminal de usuário,estação móvel, receptor ou alguma outra terminologia. Odispositivo sem fio 1050 pode ser também uma unidadeportátil, tal como um telefone celular, um dispositivomanual, um módulo sem fio, um assistente digital pessoal(PDA) e assim por diante.

Na estação base 1010, um processador de dados detransmissão (TX) 1022 recebe dados para uma transmissão deárea ampla de fontes 1012, processa (isto é, codifica,intercala e mapeia em símbolos) os dados de área ampla egera símbolos de dados para a transmissão de área ampla. Umsímbolo de dados é um simbolo de modulação para dados, e umsímbolo de modulação é um valor complexo para um ponto emuma constelação de sinais para um esquema de modulação(como, por exemplo, M-PSK, M-QAM e assim por diante). Oprocessador de dados TX 1022 gera também os pilotos FDM ede transição para a área ampla à qual pertence a estaçãobase 1010 e envia os símbolos de dados e piloto para a áreaampla a um multiplexador (Mux) 1026. Um processador dedados TX 1024 recebe dados para uma transmissão local defontes 1014, processa os dados locais e gera símbolos dedados para a transmissão local. O processador de dados TX1024 gera também os pilotos para a área local à qualpertence a estação base 1010 e envia os símbolos de dados epiloto para a área local ao multiplexador 1026. Acodificação e a modulação para os dados podem serselecionadas com base em diversos fatores, tais como, porexemplo, se os dados são para transmissão de área ampla oulocal, o tipo de dados, a cobertura desejada para os dadose assim por diante.

O multiplexador 1026 multiplexa os símbolos dedados e piloto para as áreas local e estendida assim comoos símbolos para as informações de overhead e o piloto TDMnas sub-bandas e períodos de símbolos alocados para estessímbolos. Um modulador (Mod) 1028 efetua modulação deacordo com a técnica de modulação utilizada pela rede 100.Por exemplo, o modulador 1028 pode efetuar modulação OFDMnos símbolos multiplexados de modo a gerar símbolos OFDM.

Uma unidade transmissora (TMTR) 1032 converte os símbolosdo modulador 1028 em um ou mais sinais analógicos e tambémcondiciona (isto é, amplifica, filtra e converte parafreqüência mais elevada) o(s) sinal(ais) analógico(s) demodo a gerar um sinal modulado. A estação base 1010transmite então o sinal modulado, por meio de uma antena1034, a dispositivos sem fio na rede.

No dispositivo sem fio 1050, o sinal transmitidoda estação base 1010 é recebido por uma antena 1052 eenviado a uma unidade receptora (RCVR) 1054. A unidadereceptora 1054 condiciona (isto é, filtra, amplifica econverte para freqüência mais baixa) o sinal recebido edigitaliza o sinal condicionado de modo a gerar um fluxo deamostras de dados. Um demodulador (Demod) 1060 efetuademodulação (OFDM, por exemplo) nas amostras de dados eenvia simbolos-piloto a uma unidade de sincronização(Sinc)/estimação de canal 1080. A unidade 1080 tambémrecebe as amostras de dados da unidade receptora 1054,determina a temporização de quadros e simbolos com base nasamostras de dados e deriva estimativas de canal para asáreas local e estendida com base nos simbolos-pilotorecebidos para estas áreas. A unidade 1080 fornece atemporização dos simbolos e as estimativas de canal aodemodulador 1060 e fornece a temporização de quadros aodemodulador 1060 e/ou a um controlador 1090. 0 demodulador1060 efetua detecção de dados nos simbolos de dadosrecebidos para a transmissão local com a estimativa decanal local, efetua a detecção de dados nos simbolos dedados recebidos para a transmissão de área ampla com aestimativa de canal de área ampla e fornece os simbolos dedados detectados para as transmissões local e de área amplaa um demultiplexador (Demux) 1062. Os simbolos de dadosdetectados são estimativas dos simbolos de dados enviadospela estação base 1010 e podem ser apresentados em relaçõesregistro-probabilidade (LLRs) ou alguma outra forma.

O demultiplexador 1062 envia os simbolos de dadosdetectados para todos os canais de área ampla de interessea um processador de dados de recepção (RX) 1072 e fornecesimbolos de dados detectados para todos os canais locais deinteresse a um processador de dados RX 1074. O processadorde dados RX 1072 processa (isto é, desintercala edecodifica) os simbolos de dados detectados para atransmissão de área ampla de acordo com um esquema dedemodulação e decodificação aplicável e gera dadosdecodificados para a transmissão de área ampla. Oprocessador de dados RX 1074 processa os simbolos de dadosdetectados para a transmissão local de acordo com umesquema de demodulação e decodificação aplicável e geradados decodificados para a transmissão local. Em geral, oprocessamento pelo demodulador 1060, pelo demultiplexador1062 e pelos processadores de dados RX 1072 e 1074 nodispositivo sem fio 1050 é complementar ao processamentopelo modulador 1028, pelo multiplexador 1026 e pelosprocessadores de dados TX 1022 e 1024, respectivamente, naestação base 1010.

Os controladores 1040 e 1090 orientam ofuncionamento na estação base 1010 e no dispositivo sem fio1050, respectivamente. Estes controladores podem serbaseados em hardware, baseados em software ou umacombinação de ambos. As unidades de memória 1042 e 1090armazenam os códigos de programa e os dados utilizadospelos controladores 1040 e 1090, respectivamente. Umprogramador 1044 programa o broadcast de transmissõeslocais e de área ampla e aloca e atribui recursos para osdiferentes tipos de transmissão.

Para maior clareza, a Figura 3 mostra oprocessamento de dados para as transmissões locais e deárea ampla sendo executado por dois processadores de dadosdiferentes tanto na estação base 1010 quanto no dispositivosem fio 1050. O processamento de dados para todos os tiposde transmissão pode ser executado por um único processadorde dados em cada um da estação base 1010 e do dispositivosem fio 1050. A Figura 3 mostra também o processamento paradois tipos diferentes de transmissão. Em geral, qualquernúmero de tipos de transmissão com diferentes áreas decobertura pode ser transmitido pela estação base 1010 erecebido pelo dispositivo sem fio 1050. Para maior clareza,a Figura 3 mostra também todas as unidades para a estaçãobase 1010 sendo localizadas no mesmo local. Em geral, estasunidades podem ser localizadas nos mesmos locais ou emlocais diferentes e podem comunicar-se por meio de diversoslinks de comunicação. Por exemplo, as fontes de dados 1012e 104 podem ser localizadas fora do local, a unidadetransmissora 1032 e/ou a antena 1034 podem ser localizadasem um local de transmissão e assim por diante.

Uma interface com usuário 1094 está também emcomunicação com o controlador 1090, que permite que ousuário do dispositivo 1050 controle aspectos de seufuncionamento. Por exemplo, a interface 1094 pode incluirum teclado e um monitor juntamente com o hardware e osoftware subjacentes necessários para mostrar ao usuárioprompt de comandos e instruções e em seguida processá-losuma vez que sejam recebidos. Por exemplo, a interface comusuário 1094 pode ser utilizado para alertar ao usuário queuma nova rede está apresentando intensidade de sinal melhorque a da rede atual e para perguntar ao usuário se odispositivo 1050 deve adquirir a nova rede. O monitor dasoutras redes pode incluir suas informações WIC/LIC assimcomo o escore ou valor indicativo de sua qualidade ouintensidade de sinal.

A Figura 4 mostra um fluxograma de um métodoexemplar para determinar quando um dispositivo móvel devemudar de uma rede de broadcast para outra. Na etapa 402, odispositivo móvel opera normalmente e demodula e decodificaos dados com base na rede de broadcast servidora atualmenteselecionada. A demodulação e a decodificação do sinal sãobaseadas nos sinais-piloto TDM anteriormente detectados(assim como possivelmente outros sinais-piloto) quefornecem informações sobre temporização e estimação decanal.

Durante a decodificação, erros podem ocorrer eser detectados com a utilização de códigos de correção deerros e outras técnicas. Por causa da incerteza do ambientesem fio, será provável que ocorra uma determinadaquantidade de erros mesmo em um sistema que funcionacorretamente. Assim, é usualmente selecionado um valorlimite que define um número aceitável de erros. Este númeroaceitável de erros pode ser baseado em um superquadrointeiro ou baseado em cada quadro separado no interior dosuperquadro. Assim, um limite pode ser "16 erros ou menosdentro do superquadro inteiro", enquanto um outro limitepode ser "não mais de 2 erros dentro de um quadroindividual". Além disto, o limite pode ser especifico dosdados de área ampla versus área local, de modo que sejampermitidos mais erros nos dados de área local do que nosdados de área ampla. De qualquer maneira, os versados natécnica reconhecerão que há muitas maneiras diferentes demedir e determinar se um limite de erros predeterminado foiultrapassado.

Se mais que o número permitido de erros foratingido, na etapa 404, então o software que é executado nodispositivo móvel faz com que o demodulador readquira opresente sinal, na etapa 406. Esta reaquisição pode ser umaaquisição inteiramente nova que começa de um scratch oupode ser uma reaquisição parcial que utiliza algumas dasinformações detectadas anteriormente. Por exemplo, ummétodo vantajoso para readquirir um sinal que utiliza osuperquadro da Figura 2 é o de tentar readquirir o WIC/LIC,TDM2 e OIS. Com base nas informações readquiridas, aresolução de temporização para demodulação e decodificaçãofuturas pode ser aperfeiçoada. Esta etapa provavelmentecorrigirá quaisquer problemas que foram simplesmentecausados por um problema de temporização.

Na etapa 408, o dispositivo móvel continua ademodular e decodificar os dados da rede servidora atual.Concomitantemente, na etapa 410, o dispositivo móveladquire todos os sinais que possa detectar e gera um escoreque indica a qualidade de cada sinal. Vantajosamente, onúmero de amostras para cada sinal é maior que um, de modoque o escore de qualidade para cada sinal é um escorecompósito baseado nas diferentes amostras para cada sinal.Por exemplo, 5 amostras (ou mais ou menos amostras) paracada sinal podem ser detectadas e os respectivos números depontos em qualidade para cada amostra divididosproporcionalmente entre si de modo a se gerar um escorecompósito para um sinal. Com a utilização do superquadro daFigura 2, podem ser adquiridos o WIC/LIC. TDM2 e OIS paratodas as redes candidatas detectáveis. Com base nos sinais-piloto e/ou em outros sinais, um escore de qualidade podeser atribuído a cada WIC/LIC. Conforme mencionado, esteescore de qualidade pode ser obtido detectando-se váriossuperquadros de cada WIC/LIC.

Na etapa 412, é determinado se o WIC/LIC da redede broadcast atualmente servidora é a rede de topo (combase nos números de ponto em qualidade) da lista de redescandidatas localizada na etapa 410. Se a rede de topo nalista de candidatas for diferente, então ao usuário podeser apresentada a escolha de comutar para a nova rede oupermanecer na rede atual. Se o usuário permanecer, então osinal recebido pode ser de qualidade reduzida, mascontinuará a ser demodulado e decodificado. Finalmente, osinal pode tornar-se deteriorado demais e o travamento dosinal será perdido.

Na etapa 414, se o usuário optar por comutarentre redes, então o dispositivo móvel efetua umareaquisição completa da nova rede. Utilizando o exemplo desuperquadro da Figura 2, o dispositivo móvel adquire TDM1,WIC/LIC, TDM2 e OIS para que a nova rede comece a demodulare decodificar esse sinal de broadcast.O método acima impede o efeito de pingue-pongueda comutação entre duas redes adjacentes descritoanteriormente de pelo menos duas maneiras diferentes. Emprimeiro lugar, ao escolher não comutar, o usuário podeimpedir a comutação automática de uma rede para outra,embora as intensidades de sinal relativas das duas redespossam sugerir o contrário. Em segundo lugar, pelacombinação dos números de ponto em qualidade através devárias amostras, as anomalias temporais na intensidade desinal são ignoradas de modo a não causarem problemas. Porconseguinte, a comutação entre duas redes pode aindaocorrer de maneira eficaz, mas pode ser efetuada de maneirafavorável para o usuário.

A Figura 5 mostra uma vista ao nivel de blocos,alternativa, de um dispositivo móvel 500 que pode operar deacordo com os princípios da presente invenção. Há umelemento de determinação 502, que determina um respectivoescore de qualidade para cada uma de uma série de redes debroadcast. Este escore de qualidade indica a probabilidadede receber e decodificar com sucesso um sinal de rede debroadcast especifico com um nivel aceitável de erros. Odispositivo 500 inclui também um elemento de recepção querecebe um comando do usuário ou operador do dispositivo500. O comando refere-se a se ou não o usuário gostaria decomutar de uma rede de broadcast para outra rede debroadcast. Os resultados do elemento de recepção 504 e doelemento de determinação 502 são fornecidos a um elementode decodificação 506. Mais especificamente, o elemento dedecodif icação pode selecionar qual dos sinais de rede debroadcast decodificar. Por exemplo, o elemento dedecodificação pode permanecer em sua seleção atual econtinuar a receber e decodificar um sinal de rede debroadcast atual. Alternativamente, se assim comandado, oelemento de decodificação pode comutar de modo que receba edecodifique um sinal de rede de broadcast diferente, umtendo o escore de qualidade mais elevado. Por conseguinte,o dispositivo 500 opera de modo a permitir ao usuário umaentrada para desempenhar um fator de se ou não odispositivo 500 comuta de uma rede de broadcast para outra.

As técnicas aqui descritas para efetuar obroadcast de diferentes tipos de transmissão através do arpodem ser implementadas por diversos elementos. Porexemplo, estas técnicas podem ser implementadas emhardware, software ou uma combinação deles. Para umaimplementação em hardware, as unidades de processamento emuma estação base utilizada para efetuar o broadcast dediferentes tipos de transmissão podem ser implementadasdentro de um ou mais circuitos integrados específicos(ASICs), processadores de sinais digitais (DSPs),dispositivos de processamento de sinais digitais (DSPDs),dispositivos lógicos programáveis (PLDs), arranjos deportas programáveis no campo (FPGAs), processadores,controladores, microcontroladores, microprocessadores,outras unidades eletrônicas projetadas para desempenhar asfunções aqui descritas ou uma combinação deles. As unidadesde processamento em um dispositivo sem fio utilizado parareceber diferentes tipos de transmissão podem ser tambémimplementadas dentro de um ou mais ASICs, DSPs e assim pordiante.

Para uma implementação em software, as técnicasaqui descritas podem ser implementadas com módulos (isto é,procedimentos, funções e assim por diante) que executem asfunções aqui descritas. Os códigos de software podem serarmazenados em uma unidade de memória (a unidade de memória1042 ou 1093 da Figura 3, por exemplo) e executados por umprocessador (o controlador 1040 ou 1090, por exemplo). Aunidade de memória pode ser implementada dentro doprocessador ou fora do processador, e neste caso ela podeser comunicativamente acoplada ao processador por diversoselementos, conforme é conhecido na técnica.

A descrição anterior é apresentada para permitirque qualquer pessoa versada na técnica ponha em práticas asdiversas modalidades aqui descritas. Diversas modificaçõesnestas modalidades serão prontamente evidentes aos versadosna técnica, e os princípios gerais aqui definidos podem seraplicados a outras modalidades. Assim, não se pretendelimitar as reivindicações às modalidades aqui mostradas,mas a elas será dado o alcance total compatível com asasserções de linguagem, na quais a referência a um elementono singular não pretende significar "um e apenas um", amenos que especificamente assim afirmado, e sim "um oumais". Todos os equivalentes estruturais e funcionais doselementos das diversas modalidades descritas ao longo detoda a revelação que são conhecidos ou que venham a serposteriormente conhecidos dos versados na técnica sãoexpressamente aqui incorporados à guisa de referência e sedestinam a ser abrangidos pelas reivindicações. Além domais, não se pretende que nada aqui revelado seja dedicadoao público, independentemente de tal revelação ser ou nãoexplicitamente mencionada nas reivindicações. Nenhumelemento de reivindicação deve ser interpretado de acordocom o que estabelece o 35 U.S.C. § 112, sexto parágrafo, amenos que o elemento seja expressamente mencionado por meioda locução "elemento para" ou, no caso de uma reivindicaçãode método, o elemento seja mencionado por meio da locução"etapa para".

Claims (24)

1. Dispositivo de comunicação sem fio quecompreende:um processador configurado para determinar uma deuma série de redes de broadcast que tenha o escore dequalidade mais elevado;uma interface com usuário configurada parareceber do usuário do dispositivo um comando relacionado àseleção da referida da série de redes; eum receptor, controlado pelo processador, econfigurado para mudar da decodificação de um sinal debroadcast atual para a decodificação de um sinal dareferida da série de redes de broadcast com base nocomando.

2. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, no qual:a interface com usuário é também configurada paraapresentar ao usuário uma consulta relacionada à seleção dareferida da série de redes.

3. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, no qual a série de redes debroadcast inclui uma rede de broadcast atual que emite osinal de broadcast atual.

4. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, no qual:o receptor compreende um demodulador e umdecodificador.

5. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 1, no qual:o receptor é também configurado para receber umrespectivo sinal de pelo menos um subconjunto da série deredes de broadcast.

6. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 5, no qual:o processador é também configurado paradeterminar um respectivo escore de qualidade para cada umado subconjunto da série de redes de broadcast.

7. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 6, no qual:o respectivo escore de qualidade para cada uma dosubconjunto da série de redes de broadcast é baseado nosrespectivos sinais.

8. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 6, no qual:o respectivo escore de qualidade para cada uma dosubconjunto da série de redes de broadcast é baseado narespectiva intensidade de sinal dos respectivos sinais.

9. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 6, no qual:o respectivo escore de qualidade para cada uma dosubconjunto da série de redes de broadcast é baseado em umou mais respectivos sinais-piloto dentro de cada respectivosinal.

10. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 6, no qual:a interface com usuário é também configurada paraapresentar ao usuário uma consulta que inclui pelo menos osdois escores em qualidade mais elevados e está relacionadaà seleção de uma nova rede de broadcast, dentre a série deredes de broadcast, para começar a decodificar.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5,no qual:o processador é também configurado, para cada umado subconjunto da série de redes de broadcast, para:adquirir uma série de amostras do respectivosinal,determinar um escore de qualidadeintermediário para cada amostra, ecombinar os escores em qualidadeintermediários de modo a calcular o respectivo escore dequalidade.

12. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 11, no qual a série de amostras incluientre 2 e 5 amostras.

13. Dispositivo de comunicação sem fio quecompreende:um receptor configurado para decodificar um sinalatual de uma rede de broadcast atual dentro de uma série deredes de broadcast, cada uma tendo um respectivo sinal;um processador configurado para determinar um dosrespectivos sinais com o escore de qualidade mais elevado,com relação aos outros;uma interface com usuário configurada paraapresentar ao usuário do dispositivo uma consulta queinclui uma pergunta sobre a seleção do referido dosrespectivos sinais para decodificação;a interface com usuário também configurada parareceber uma instrução do usuário em resposta à consulta; eum receptor configurado, dependendo da instrução,para:continuar a decodificar o sinal atual mesmose o referido dos respectivos sinais não for o sinal atual,se a instrução assim indicar oucomutar para a decodificação do referido dosrespectivos sinais, se a instrução assim indicar.

14. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 13, no qual:o processador é configurado para determinar umrespectivo escore de qualidade para os respectivos sinaisda série de redes de broadcast.

15. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 14, no qual:a consulta inclui uma identificação dosrespectivos sinais que têm os n escores em qualidade maiselevados, onde n está entre 2 e 4.

16. Dispositivo de comunicação sem fio, no qual:o processador é também configurado paradeterminar os respectivos escores em qualidade com base emn amostras de cada um dos respectivos sinais, onde n estáentre 2 e 10.

17. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 16, no qual n está entre 2 e 5.

18. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 13, no qual:cada um dos respectivos sinais inclui conteúdo deárea local e conteúdo de área ampla.

19. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 18, no qual:um subconjunto dos respectivos sinais inclui doisou mais sinais que têm o mesmo conteúdo de área ampla aomesmo tempo tendo conteúdo de área local diferente.

20. Método para comutar entre redes de broadcastem um dispositivo de comunicação sem fio, que compreende:decodificar um sinal de broadcast atual dentreuma série de sinais de broadcast, cada um de uma respectivarede de broadcast;determinar se um da série de sinais de broadcasttem um escore de qualidade mais elevado que o do sinal debroadcast atual;consultar o usuário do dispositivo sobre se vaicomutar para o referido da série de sinais de broadcast; ese o usuário optar por comutar, começar adecodificar o referido da série de sinais de broadcast emvez do sinal de broadcast; caso contrário, continuar adecodificar o sinal de broadcast atual.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, quecompreende também:calcular os respectivos escores em qualidade paracada um da série de sinais de broadcast.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, noqual o cálculo compreende também:adquirir uma série de amostras para cada um dasérie de sinais de broadcast;determinar um escore de qualidade intermediáriopara cada uma da série de amostras; ecombinar os escores em qualidade intermediáriosde modo a se formar cada um dos respectivos escores emqualidade.

23. Meio de armazenamento passível de leitura porcomputador que contém um conjunto de instruções paracomutar entre redes de broadcast em um dispositivo sem fio,as instruções compreendendo:uma rotina para decodificar um sinal de broadcastatual dentre uma série de sinais de broadcast, cada um deuma respectiva rede de broadcast;uma rotina para determinar se um da série desinais de broadcast tem um escore de qualidade mais elevadoque o do sinal de broadcast atual;uma rotina para consultar o usuário dodispositivo sobre se vai comutar para o referido da sériede sinais de broadcast; euma rotina para começar a decodificar o referidoda série de sinais de broadcast em vez do sinal debroadcast atual, se o usuário optar por comutar; casocontrário, continuar a decodificar o sinal de broadcastatual.

24. Dispositivo de comunicação sem fio quecompreende:um elemento para determinar uma de uma série deredes que tem o escore de qualidade mais elevado;um elemento para receber do usuário dodispositivo um comando relacionado à seleção da referida dasérie de redes; eum elemento para mudar da decodificação de umsinal de broadcast atual para a decodif icação de um sinalda referida da série de redes de broadcast com base nocomando.