Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA A OPERAÇÃO DE UMA REDE DE RADIOTELEFONfA MÓVEL EREDE DE RADIOTELEFONIA MÓVEL".
Descrição
A presente invenção refere-se a um processo de acordo com opreâmbulo da reivindicação 1, bem como, a uma rede de radiotelefonia mó-vel executada para a realização deste processo.
Para o aperfeiçoamento do desenvolvimento técnico e o aprovei-tamento universal mais amplo das redes de radiotelefonia móvel a conexãoentre a comunicação de voz e de multimídia tem uma importância excepcio-nal. Enquanto, que nos anos iniciais da comunicação móvel, as ligações devoz eram usadas independentes de, e não correlacionadas com a possibili-dade, já existente naquele tempo, de troca de mensagens breves (SMS), osusuários de hoje em dia estão cada vez mais interessados na possibilidadede uma rápida comutação entre comunicação de voz e de texto. Interesseainda maior existe nas denominadas chamadas de multimídia, nas quaispodem ser apresentadas simultaneamente imagens ou seqüências de vídeoao parceiro da conversação.
No padrão de radiotelefonia móvel 3GPP, desde a release 5 naespecificação TS 23.172, está descrito um serviço especial "Multimídia Ser-vice (UDI/RDI) with Fallback to Speech and Service Modification/ Serviço demultimídia (UDI/RDI) com retorno para modificação de voz e serviço". Duran-te a montagem da chamada, este serviço permite ao assinante de radiotele-fonia móvel sinalizar à rede que, durante a conversação ele gostaria de ter apossibilidade de trocar entre os dois serviços "voz" e "multimídia" (telefonia evídeo).
Possíveis casos de emprego deste serviço são, por exemplo:a) O assinante gostaria primeiramente de montar uma ligação devoz, mas ter a opção de mais tarde, durante a conversação, trocar para mul-timídia, a fim de mostrar algo ao outro assinante. Neste caso, a comutaçãopara multimídia também pode ser iniciada pelo outro assinante. Se um dosdois assinantes desejar, ele pode comutar em seguida novamente de multi-mídia para voz.
b) O assinante gostaria de montar uma chamada de multimídia.Caso a rede ou o telefone móvel do assinante chamado não suporte nenhu-ma chamada de multimídia, ou se o assinante chamado ao invés de umachamada de multimídia só queira ter uma ligação de voz, então, através dasinalização descrita no padrão TS 23.172, é montada uma chamada de vozao invés da chamada de multimídia.
c) O assinante gostaria de montar uma chamada de multimídia.Caso, durante a conversação, a rede não possa manter a chamada de mul-timídia, então a rede não deve permitir a ruptura da ligação, porém comutara tempo para uma ligação de voz (vide TS 23.172, capítulo 4.2.5). Esta situ-ação poderá surgir, por exemplo,
- quando a ligação de radiotelefonia para uma chamada de mul-timídia, que exige um Radio Bearer UDI de 64 kbit/s, se torna muito ruim,contudo a qualidade de transmissão para um Radio Bearer de 12.2 kbit/spara voz ainda for suficiente (UDI = unrestricted Digital Information/ Informa-ção Digital Irrestrita),
- ou quando acontece um Handover/ transmissão para uma ou-tra célula de radiotelefonia, na qual, em virtude de uma alta carga de tráfego,não está disponível largura de banda suficiente para um Radio Bearer UDIde 64 kbit/s,
- ou quando acontece um Handover de uma Radio Access Net-work/ Rede de Acesso de Radiotelefonia (UTRAN) para outra (GERAN) e anova Radio Access Network geralmente não suporta a chamada de multimí-dia (vide figura 1).
De acordo com a TS 23.172, capítulo 4.2.5, no caso c) aqueleponto de transmissão de radiotelefonia móvel MSC que proporcionou a trocade multimídia para voz deverá oferecer novamente aos assinantes uma trocapara multimídia se, mais tarde, durante a conversação, ele perceber queuma chamada de multimídia seria possível de novo. A sinalização para istoestá descrita na TS 23.172.
Portanto, no padrão, a troca de serviço iniciada na rede atual-mente, só é considerada para o caso c). Porém, seria desejável, se a redeoferecesse aos assinantes uma troca para multimídia também no caso b), sea chamada de multimídia só não tivesse chegado ao estado, porque, no ins-tante da montagem da conversação, por motivos internos da rede, em umdos dois lados não foi possível nenhuma chamada de multimídia (por exem-plo, porque um dos dois assinantes, no instante da montagem da chamada,se manteve em uma célula de GSM).
Além disso, o padrão não descreve o que deve se passar se,após um certo tempo, a chamada de multimídia certamente será possívelnovamente em um dos lados, por exemplo, depois de uma troca do assinan-te de uma célula de GSM para uma célula de UMTS, para isso, porém, naoutra extremidade da ligação, nesse meio tempo, não é possível mais ne-nhuma chamada de multimídia, por exemplo, depois de uma troca do outroassinante de uma célula de UMTS para uma célula de GSM. (vide figura 1:assinante A com o aparelho terminal de radiotelefonia móvel MSA troca devolta de GERAN (2) para UTRAN (1), mas o assinante B com o aparelhoterminal de radiotelefonia móvel MSB, nesse meio tempo, trocou de UTRAN(3) para GERAN (4); de resto, compare a descrição das figuras mais abaixo.)
Em geral, trata-se do seguinte problema: um dos dois assinantesgostaria de usar um serviço 1 que, contudo, só está à disposição em partesda rede ou, em virtude de uma exigüidade de certos recursos, não pode seroferecido o tempo todo. Se o serviço 1 da rede de alta qualidade não puderser colocado à disposição pela rede e, ao invés disso, a rede monta umaligação para um serviço 2 ou, caso a ligação para o serviço 2 já esteja mon-tada, recusa a troca de serviço do serviço 2 para o serviço 1, então, o desejodo assinante para o serviço 1 deve ser arquivado na rede.
Tão logo esse serviço 1 esteja novamente à disposição na rede(por exemplo, porque um dos assinantes trocou para uma outra célula deradiotelefonia), aos assinantes deverá ser oferecida a troca para o serviço 1.
De acordo com a possibilidade, o desejo do assinante deve serdeletado na rede, quando a ligação entre os assinantes for montada, ouquando um dos dois assinantes não aceitar a troca de serviço para o serviço1 proposto pela rede (ou pelo fato de que ele recusa explicitamente a troca,ou pelo fato de que ele não responde à oferta e, em conseqüência disto,transcorre uma cronometragem de supervisão na rede).
Como explicado mais acima, atualmente o padrão só trata docaso c) e, para isto, também tem somente uma solução incompleta.Citação da TS 23.172, ν 6.2.0. capítulo 4.2.5.2:
"O serviço de troca, iniciado na rede, de voz para multimídia nomodo Iu é uma característica opcional. Se suportado, o MSC que inicia oserviço de upgrade para multimídia deverá usar o seguinte procedimento.
Contudo, uma troca de serviço de voz para multimídia não poderá ser inicia-da, a menos que, uma troca de serviço iniciada na rede de multimídia paravoz tenha sido realizada previamente durante a mesma sessão...."
Porém, a informação, se antes ocorreu uma troca de serviço ini-ciada na rede de multimídia para voz, só está disponível localmente na MSCque realizou a troca. Pois, a sinalização entre os MSC não permite comuni-car aos outros MSC porque uma troca de serviço é exigida (assinante ourede iniciada).
Em conseqüência disto, o mecanismo descrito pelo padrão falhase, em um determinado instante, a troca para multimídia se tornar possívelno MSC A, contudo, neste meio tempo, no outro extremo da ligação, noMSC B não é mais possível. Uma vez que, a sinalização entre o MSC AeoMSC B não permite comunicar ao MSC A, se a troca de serviço de voz paramultimídia foi recusado pelo MSC B por motivos internos da rede, ou porqueo assinante B não queria trocar, nesta situação o MSC A irá deletar nova-mente o desejo do assinante para uma troca de serviço.
Portanto, a tarefa da invenção é colocar à disposição um pro-cesso aperfeiçoado de acordo com o tipo do gênero que possibilite um apro-veitamento mais universal e mais flexível de serviços, com necessidade derecursos distinta em uma rede de radiotelefonia móvel. Além disso, à inven-ção cabe a tarefa de colocar à disposição uma rede de radiotelefonia móvelmelhorada de modo correspondente.
Quanto ao seu aspecto de processo, essa tarefa é solucionadaatravés de um processo com as características da reivindicação 1 e, quantoao seu aspecto de dispositivo, é solucionada através de uma rede de radio-telefonia móvel com as características da reivindicação 8. Aperfeiçoamentosapropriados da idéia da invenção são objeto das respectivas reivindicaçõesdependentes.
A invenção inclui, em essência,a idéia essencial da previsão deum controle distribuído na rede de radiotelefonia móvel para, arquivar umestado de ligação ou de um desejo de montagem de ligação sob um serviçocom uma necessidade de recursos especificada, para supervisionar os re-cursos atualmente disponíveis, e comparar com a necessidade de recursosdeste serviço e, no resultado da comparação, pode gerar um sinal que ca-racteriza a (re-)disponibilidade do serviço dispendioso de recursos. Alémdisso, a invenção inclui a idéia de transmitir este sinal a, pelo menos, um dosaparelhos terminais envolvidos em uma ligação e, ali usar, em particular,para a geração de uma indicação que informa aos usuários sobre a disponi-bilidade do serviço que está na rede.
Em uma execução preferida do processo está previsto que, ainformação arquivada que representa o estado de ligação ou o desejo demontagem de ligação, em reação ao desenvolvimento de uma extensão detempo especificada, após a transmissão do sinal, que caracteriza a disponi-bilidade do primeiro serviço, ou que, em reação a um sinal que caracteriza arejeição do primeiro serviço, é deletada por pelo menos, um dos dois apare-lhos terminais. A opção para o restabelecimento da ligação para o (primeiro)serviço de alta qualidade é, com isto, renunciada, e a continuação de indica-ções (eventualmente irritantes) com relação a isso, sobre os aparelhos ter-minais dos assinantes é impedida.
Com o termo controle distribuído é particularmente imaginadoque, uma informação local de arquivamento que representa o estado de li-gação ou o desejo de montagem de ligação renunciado é arquivada em umaunidade de controle daquele ponto de transmissão móvel, em cujo lado nãoseja possível a realização do primeiro serviço atual. Além disso, de preferên-cia, o termo inclui que, em reação a um resultado de comparação, que mos-tra a disponibilidade de recursos suficientes, o sinal do ponto de transmissãomóvel a ser arquivado, que caracteriza a disponibilidade do primeiro serviço,em princípio é sinalizado para o aparelho terminal conectado a este ponto e,somente em reação a um sinal de confirmação emitido por este aparelho, ésinalizado também para o segundo aparelho terminal.
Finalmente, uma execução preferida do controle distribuído pre-vê que, em reação a um sinal de confirmação pelo segundo aparelho termi-nal local, no ponto de transmissão móvel a ser arquivado, o suporte do sis-tema de acesso à radiotelefonia é comutado para o primeiro serviço.
Uma outra característica vantajosa é encontrada na idéia básicado controle distribuído da comutação de serviço pelo fato de que, em reaçãoa uma falha de uma troca para o primeiro serviço, pelo lado do segundo pon-to de transmissão móvel, coordenado ao segundo aparelho terminal, a in-formação de arquivo que representa o desejo de montagem de ligação édeletada no primeiro ponto de transmissão móvel e, ao invés disso, é arqui-vada no segundo ponto de transmissão móvel.
Em uma outra característica da idéia da invenção relativamenteindependente está previsto que, durante uma ligação existente entre doisaparelhos terminais mediante condições especificadas, existe uma comuta-ção automática do primeiro serviço com necessidade de recursos maiorespara o segundo serviço com necessidade de recursos menores, e o ponto detransmissão móvel, que realizou a comutação, em seguida, procede automa-ticamente, como se o assinante ao qual ele está coordenado, tivesse sinali-zado um desejo de montagem de ligação para o primeiro serviço.
Execuções vantajosas da rede de radiotelefonia móvel de acor-do com a invenção correspondem amplamente aos aspectos do processomencionados acima, de tal modo que, elas não serão esclarecidas em deta-lhes, neste caso, de novo.
Contudo, deve ser remetido à previsão descentralizada de meiosde arquivamento para o estado de ligação ou para o desejo de montagem deligação e a necessidade de recursos coordenada do serviço correspondente,de meios de supervisão para a disponibilidade de recursos atuais, e ambosos meios de comparação coordenados nos pontos de transmissão móvelMSC.
Além disso, deverá ser alertado para o fato de que, de preferên-cia, estão previstos meios de transmissão de sinais ou de dados entre ospontos de transmissão móvel, para a transmissão dos sinais gerados atravésdos meios de comparação descentralizados (referente à redisponibilidade deum serviço de alta qualidade) ou da informação arquivada referente ao esta-do de ligação ou ao desejo de montagem de ligação renunciado. Em coor-denação a estes meios de transmissão de dados, nos pontos de transmissãomóvel estão previstos meios de controle para o arquivamento da informaçãode arquivamento no respectivo ponto de transmissão móvel a ser recebido,mediante simultâneo apagamento no ponto de transmissão móvel a ser en-viado.
Finalmente deverá ser alertado para o fato que, entre o MSC eos aparelhos terminais respectivamente coordenados estão previstos meiosde transmissão de sinal para o sinal de saída que representa a redisponibili-dade do serviço de alta qualidade da respectiva unidade de comparação (nadireção do aparelho terminal) e de um sinal de entrada (na direção do MSC)que representa a reação do assinante.
A solução proposta cobre não somente o caso, no qual, antes,durante uma chamada de multimídia, a rede providenciou uma troca de ser-viço de multimídia para voz, mas também cobre os casos, nos quais, antes,ao longo da duração da ligação, só podia ser usado o serviço de voz; ouporque, durante a montagem da ligação, a rede já mudou para voz, ou por-que um dos dois assinantes só sinalizou o desejo para multimídia depois quea ligação de voz já estava montada.
O controle distribuído torna desnecessárias alterações no proto-colo de sinalização entre MSC A e MSC B, e a carga de sinalização entre osMSC pode ser reduzida.
Se fôssemos arquivar o desejo do assinante, na verdade, fixoem um lado, por exemplo, no MSC A, então se precisaria, por um lado, am-pliar a sinalização entre os MSC, de tal modo que, o MSC B, eventualmenteο MSC Α, possa comunicar porque a troca de serviço foi rejeitada - peloMSC B mesmo, por motivos internos da rede ou porque o assinante B rejei-tou. Por outro lado, o MSC B precisaria informar o MSC A cada vez que, emseu lado, surge a possibilidade de uma troca para multimídia. A informaçãose realmente é desejada uma troca, seria arquivada somente no MSC A.
Além disso, vantagens e adequações da invenção resultam dadescrição, a seguir, em forma de esboço, de exemplos de execução básicoscom auxílio das figuras. Destas figuras são mostrados:
Figura 1 uma representação esquemática de uma seção de a -cordo com a invenção de uma rede de radiotelefonia móvel e
Figura 2 uma representação esquemática de uma corresponden-te lógica de controle na forma de um diagrama de estado.
Na figura 1 está representado, de modo esquemático que, entredois pontos de transmissão móvel MSC A e MSC B de uma rede de radiote-lefonia móvel se encontra, respectivamente, uma unidade de controle STAou STB, que pode armazenar o desejo do assinante para um serviço de altaqualidade.
Neste caso, o desejo para uma troca de serviço (Upgrade) ésempre arquivado na unidade de controle, a qual reconhece que, em seulado, por exemplo, em função de restrições da Rede de Acesso de Radio,não é possível a troca para um serviço 1 de alta qualidade. A lógica de con-trole está representada na forma de um diagrama de estado na figura 2, noexemplo da troca de serviço de "voz" para "multimídia".
De acordo com o estado da técnica, um assinante pode montaruma chamada de voz ou uma chamada de multimídia (passagem (1) de es-tado "início" para "voz", ou passagem (2) de "início" para "multimídia").
Quando uma chamada de multimídia foi montada com sucessoe, mais tarde, um dos dois MSC foi forçado a trocar de voz de multimídiapara voz, por exemplo, por causa da qualidade do canal de radiotelefoniaque piora, então a unidade de controle local neste MSC percebe isto (passa-gem (14) do estado "multimídia" para "voz", upgrade se possível").
De acordo com a invenção, a unidade de controle no MSC tam-bém percebe que, uma troca para multimídia é desejada:
a) se, durante a montagem de uma conversação, uma chamadade multimídia for solicitada, contudo, o MSC na célula de radiotelefonia, naqual se detém o assinante da radiotelefonia móvel controlado pelo MSC1 sópode montar uma chamada de voz (passagem (3) do estado "início" para"voz, upgrade se possível");
b) se já foi montada uma ligação para voz e um dos dois assi-nantes sinaliza, que ele gostaria de trocar para multimídia, contudo, a trocalocalmente na célula de radiotelefonia, na qual o assinante da radiotelefoniamóvel controlado pelo MSC se detém, não é possível (passagem (12) doestado "voz" para "voz, upgrade se possível");
c) se, por exemplo, em virtude de uma alta carga de tráfego nacélula, a Rede de Acesso de Radio local momentaneamente não estiver emcondições de alocar o desejado Radio Bearer (passagem (13) do estado "Ιο-cal Bearer Upgrade iniciado" para "voz, upgrade se possível").
De forma bastante conhecida, é oferecida a troca de serviçoposterior de MSC A primeiramente local para o assinante A, se no estado"voz, upgrade se possível" for possível uma troca para multimídia local (15),por exemplo, após uma transmissão do assinante A de uma célula de GSMpara uma célula de UMTS, ou se a rede de acesso ao rádio comunicar que,a carga de tráfego na célula diminui de tal modo que, o desejado Radio Bea-rer pode ser alocado.
Se ele recusar, o desejo do assinante na unidade de controle édeletado (10). Se o assinante A aceitar (16), então a troca para MSC B ésinalizada. Se o lado B aceitar a troca (6), o Radio Access Bearer é comuta-do, de tal modo que a ligação para multimídia pode ser utilizada (7). Se, nes-te caso, ocorrer uma falha, por exemplo, porque a carga de tráfego na célulaestá muito alta, a rede de acordo com a invenção troca novamente para aantiga configuração para voz, e anota o desejo do assinante para multimídia(13).
Se a troca de serviço para o lado B por qualquer motivo falhar(5), o desejo do assinante é deletado na unidade de controle de MSC A.Neste caso, a unidade de controle em MSC B sabe se a troca para multimí-dia foi recusada pelo assinante B, ou por motivos de rede iniciada pelo MSCB mesmo.
No primeiro caso, a unidade de controle em MSC B de acordocom a invenção permanece no estado "voz", ou troca para ali, caso ela te-nha se encontrado antes em um outro estado, por exemplo, "voz, upgradese possível". No segundo caso, se a troca foi recusada pelo MSC B, a uni-dade de controle troca de acordo com a invenção para o estado "voz, upgra-de se possível". Isto é, o desejo do assinante permanece arquivado na rededepois de uma troca de serviço. O local, no qual ele está arquivado, porém,agora trocou de MSC A para MSC B.
A execução da invenção não está restrita às configurações ou àsituação representadas nas figuras e esclarecidas acima de forma esquemá-tica, mas, do mesmo modo, é possível em uma infinidade de variações damesma, que estão nos termos de atividades conforme a técnica.