BRPI0721302A2 - Métodos e procedimentos para acesso de ue de alta velocidade - Google Patents

Description

“MÉTODOS E PROCEDIMENTOS PARA ACESSO DE UE DE ALTA VELOCIDADE”

Revelação da Invenção

Solução Técnica

Esse pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório dos Estados Unidos

60/889.520 depositado em 20 de fevereiro de 2007, cujo conteúdo é aqui incorporado inte- gralmente mediante referência.

A presente invenção se refere a um procedimento de acesso aleatório de terminal móvel para obter sincronização de tempo de uplink e acesso a uma rede e especificamente 10 a um aparelho e método que permite que um terminal móvel mapeie corretamente os índi- ces de assinatura para seqüências Zadoff-Chu (ZC) deslocadas cíclicas quando as células empregadas suportam uma mobilidade de alta velocidade mediante informação a um termi- nal móvel se a célula suporta mobilidade de alta velocidade.

Um sistema de telecomunicação móvel universal (UMTS) é um sistema de comuni- 15 cação móvel IMT-2000 de terceira geração, do tipo europeu que evoluiu a partir de um pa- drão europeu conhecido como Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM). UMTS pretende prover um serviço de comunicação móvel aperfeiçoado com base em uma rede de núcleo GSM e tecnologia de conexão sem fio de acesso múltiplo por divisão de código de banda larga (W-CDMA). Em dezembro de 1998, um Projeto de Parceria de Terceira Gera- 20 ção (3GPP) foi formado pelo ETSI da Europa, o ARIB/TTC do Japão, o T1 dos Estados Uni- dos, e o TTA da Coreia. O 3GPP cria especificações detalhadas da tecnologia UMTS.

Para obter desenvolvimento técnico rápido e eficiente do UMTS, cinco grupos de especificação técnica (TSG) foram criados dentro do 3GPP para padronizar o UMTS medi- ante consideração da natureza independente dos elementos de rede e de suas operações. 25 Cada TSG desenvolve, aprova, e gerencia a especificação padrão dentro de uma região relacionada. O grupo de rede de acesso de rádio (RAN) (TSG-RAN) desenvolve os padrões para as funções, exigências, e a interface da rede de acesso de rádio terrestre UMTS (UTRAN), que é uma rede de acesso de rádio nova para suportar tecnologia de acesso W- CDMA no UMTS.

A Figura 1 provê uma visão geral de uma rede UMTS. A rede UMTS inclui um ter-

minal móvel ou equipamento de usuário (UE) 1, uma UTRAN 2 e uma rede de núcleo (CN)

3.

A UTRAN 2 inclui vários controladores de rede de rádio (RNCs) 4 e Nós B 5 que são conectados por intermédio da interface Iub. Cada RNC 4 controla vários Nós B 5. Cada Nó B 5 controla uma ou várias células, onde uma célula cobre uma área geográfica determi- nada em uma frequência determinada.

Cada RNC 4 é conectado por intermédio da interface Iu ao CN3 ou em direção à entidade de centro de comutação móvel (MSC) 6 da CN e a entidade de Nó de suporte (SGSN) de serviço de rádio de pacote geral (GPRS) 7. Os RNC 4 podem ser conectados a outros RNCs por intermédio da interface lur. O RNC 4 maneja a atribuição e o gerenciamen- to dos recursos de rádio e opera como um ponto de acesso com relação a CN 3.

Os Nós B 5 recebem informação enviada pela camada física do UE 1 por intermé-

dio de um uplink e transmitem os dados para o UE 1 por intermédio de um downlink. Os Nós B 5 operam como pontos de acesso da UTRAN 2 para o UE 1.

A SGSN 7 é conectada ao registrador de identidade de equipamento (EIR) 8 por in- termédio da interface Gf ao MSC 6 por intermédio da interface Gs, ao nó de suporte GPRS de portal (GGSN) 9 por intermédio da interface Gn, e ao servidor de assinante local (HSS) por intermédio da interface Gr.

O EIR 8 hospeda as listas dos UEs 1 que podem ser usados na rede. O EIR 8 tam- bém hospeda as listas do UEs 1 que não podem ser usados na rede.

O MSC 6, o qual controla a conexão para serviços de comutação de circuitos (CS)1 é conectado na direção do portal de mídia (MGW) 11 por intermédio da interface N5, em direção ao EIR 8 por intermédio da interface F, e em direção ao HSS 10 por intermédio da interface D.

O MGW 11 é conectado em direção ao HSS 10 por intermédio da interface C e também à rede de telefonia pública comutada (PSTN). O MGW 11 também permite que co- decs sejam adaptados entre a PSTN e a RAN conectada.

A GGSN 9 é conectada ao HSS 10 por intermédio da interface GC e à Internet por intermédio da interface Gl. A GGSN 9 é responsável por encaminhar, carregar e separar os fluxos de dados para diferentes portadoras de acesso de rádio (RABs). O HSS 10 maneja os dados de subscrição dos usuários.

A UTRAN 2 constrói e mantém um RAB para comunicação entre um UE 1 e a CN

3. A CN 3 solicita exigências de qualidade de serviço (QoS) de extremidade a extremidade a partir do RAB e o RAB suporta as exigências QoS estabelecidas pela CN 3. Consequente- mente, a UTRAN 2 pode satisfazer às exigências QoS de extremidade a extremidade medi- ante construção e manutenção do RAB.

Os serviços providos a um UE 1 específico são divididos aproximadamente em ser-

viços CS e serviços de comutação de pacote (PS). Por exemplo, um serviço de conversação de voz geral é um serviço CS e um serviço de navegação na Rede por intermédio de uma conexão da Internet é classificado como um serviço PS.

Os RNCs 4 são conectados ao MSC 6 da CN 3 e o MSC é conectado ao MSC de portal (GMSC) que gerencia a conexão com outras redes para suportar serviços CS. Os RNCs 4 são conectados a SGSN 7 e a GGSN de portal 9 da CN 3 para suportar serviços PS. A SGSN 7 suporta comunicações de pacote com os RNCs. A GGSN 9 gerencia a conexão com outras redes de comutação de pacote, tal como a Internet.

A Figura 2 ilustra uma estrutura de um protocolo de interface de rádio entre um UE

1 e a UTRAN 2 de acordo com os padrões de rede de acesso de rádio 3GPP. Conforme 5 ilustrado na Figura 2, o protocolo de interface de rádio tem camadas horizontais compreen- dendo uma camada física, uma camada de link de dados, e uma camada de rede, e tem planos verticais compreendendo um plano de usuário (plano-U) para transmitir dados de usuário e um plano de controle (plano-C) para transmitir informação de controle. O plano-U é uma região que lida com informação de tráfego com o usuário, tal como pacotes de proto-

colo Internet (IP). O plano-C é uma região que lida com informação de controle para uma interface com uma rede assim como manutenção e gerenciamento de uma chamada. As camadas de protocolo podem ser divididas em uma primeira camada (L1), uma segunda camada (L2), e uma terceira camada (L3) com base nas três camadas inferiores de um mo- delo padrão de interconexão de sistema aberto (OSI).

A primeira camada (L1), ou camada física, provê um serviço de transferência de in-

formação para uma camada superior mediante uso de diversas técnicas de transmissão de rádio. A camada física é conectada a uma camada superior, ou camada de controle de a- cesso médio (MAC), por intermédio de um canal de transporte. A camada MAC e a camada física permutam os dados por intermédio do canal de transporte.

A segunda camada (L2) inclui uma camada MAC, uma camada de controle de link

de rádio (RLC), uma camada de controle de transmissão/multicast (BMC), e uma camada de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP). A camada MAC lida com o mapea- mento entre os canais lógicos e o canal de transporte e provê alocação dos parâmetros MAC para alocação e realocação dos recursos de rádio. A camada MAC é conectada a uma 25 camada superior, ou a uma camada de controle de link de rádio (RLC), por intermédio de um canal lógico.

Vários canais lógicos são providos de acordo com o tipo de informação transmitida. Um canal de controle é geralmente usado para transmitir informação do plano-C e um canal de tráfego é usado para transmitir informação do plano-U. Um canal lógico pode ser um ca- nal comum ou um canal dedicado dependendo de se o canal lógico é compartilhado.

A Figura 3 ilustra os diferentes canais lógicos existentes. Os canais lógicos incluem um canal de tráfego dedicado (DTCH), um canal de controle dedicado (DTCH), um canal de tráfego comum (CTCH), um canal de controle comum (CCCH), um canal de controle de transmissão (DCCH), e um canal de controle de paging (PCCH), ou um Canal de Controle 35 Compartilhado (SCCH), assim como outros canais. O BCCH provê informação incluindo informação utilizada por um UE 1 para acessar um sistema. O PCCH é usado pela UTRAN

2 para acessar um UE 1. Canais de tráfego e de controle, adicionais, são introduzidos no padrão Serviço de Transmissão/Multicast de Multimídia (MBMS) para os propósitos do MBMS. O canal de con- trole de ponto a múltiplos pontos MBMS (MCCH) é usado para transmissão de informação de controle MBMS. O canal de tráfego de ponto a multiponto MBMS (MTCH) é usado para 5 transmitir dados de serviço MBMS. O canal de programação MBMS (MSCH) é usado para transmitir informação de programação.

A camada MAC é conectada à camada física pelos canais de transporte. A camada MAC pode ser dividida em uma subcamada MAC-b, uma subcamada MAC-d, uma subca- mada MAC-c/sh, uma subcamada MAC-hs e uma subcamada MAC-m de acordo com o tipo de canal de transporte sendo gerenciado.

A subcamada MAC-b gerencia um canal de transmissão (DCH), o qual é um canal de transporte lidando com a transmissão de informação do sistema. A subcamada MAC-c/sh gerencia um canal de transporte comum, tal como um canal de acesso direto (FACH) ou um canal compartilhado de downlink (DSCH), o qual é compartilhado por uma pluralidade de 15 UEs 1, ou no uplink o canal de acesso de rádio (RACH). A subcamada MAC-m pode lidar com dados MBMS.

A Figura 4 ilustra o possível mapeamento entre os canais lógicos e os canais de transporte da perspectiva do UE 1. A Figura 5 ilustra o possível mapeamento entre os ca- nais lógicos e os canais de transporte a partir de uma perspectiva da UTRAN 2.

A subcamada MAC-d gerencia um canal dedicado (DCH), o qual é um canal de

transporte dedicado para um UE 1 específico. A subcamada MAC-d está localizada em um RNC servidor 4 (SRNC) que gerencia um UE 1 correspondente. Uma subcamada MAC-d também existe em cada UE 1.

A camada RLC suporta transmissões de dados seguras e realiza segmentação e 25 concatenação em uma pluralidade de unidades de dados de serviço RLC (SDUs) entregues a partir de uma camada superior dependendo do modo de operação RLC. A camada RLC ajusta o tamanho de cada RLC SDU a partir da camada superior de uma maneira apropria- da com base na capacidade de processamento e então cria unidades de dados mediante adição de informação de cabeçalho. As unidades de dados, ou unidades de dados de proto- 30 colo (PDUs), são transferidas para a camada MAC por intermédio de um canal lógico. A ca- mada RLC inclui um armazenador RLC para armazenar as RLC SDUs e/ou as RLC PDUs.

A camada BMC programa uma mensagem de transmissão de célula (CB) transferi- da a partir da CN 3. A camada BMC transmite a mensagem CB para os UEs 1 posicionados em uma célula ou células específicas.

A camada PDCP está localizada acima da camada RLC. A camada PDCP é usada

para transmitir dados de protocolo de rede, tal como o IPv4 ou IPv6, eficientemente em uma interface de rádio com uma largura de banda relativamente pequena. A camada PDCP re- duz informação de controle desnecessária usada em uma rede sem fio, uma função deno- minada compactação de cabeçalho, para esse propósito.

A camada de controle de recurso de rádio (RLC) localizada na porção mais baixa da terceira camada (L3) é apenas definida no plano-C. A camada RRC controla os canais de transporte e os canais físicos em relação à configuração, reconfiguração, e à liberação ou cancelamento das portadoras de rádio RBs).

Uma RB significa um serviço provido pela segunda camada (L2) para transmissão de dados entre um UE 1 e a UTRAN 2. A configuração da RB geralmente se refere ao pro- cesso de estipular as características de uma camada de protocolo e um canal exigido para prover um serviço de dados específicos e definir os parâmetros detalhados respectivos e os métodos de operação. O RRC também maneja a mobilidade de usuário dentro da RAN e serviços adicionais, tal como serviços de localização.

Nem todas as diferentes possibilidades para o mapeamento entre as RBs e os ca- nais de transporte para um determinado UE 1 estão disponíveis durante todo o tempo. O UE 1/UTRAN 2 deduz o possível mapeamento dependendo do estado do UE e do procedimento correntemente executado pelo UE/UTRAN.

Os diferentes canais de transporte são mapeados para diferentes canais físicos. A configuração dos canais físicos é dada pela sinalização de RRC permutada entre o RNC 4 e o UE 1.

Acesso inicial é um procedimento através do qual um UE 1 envia uma primeira mensagem para a UTRAN 2 utilizando um canal de uplink comum, especificamente o Canal de Acesso Aleatório (RACH). Para ambos os sistemas GSM e UMTS, o procedimento de acesso inicial envolve o UE 1 transmitindo uma mensagem de solicitação de conexão que inclui uma razão para a solicitação e recebendo uma resposta a partir da UTRAN 2 indican- do a alocação dos recursos de rádio pela razão solicitada.

Há várias razões, ou causas de estabelecimento, para enviar uma mensagem de solicitação de conexão. A Tabela 1 indica as causas de estabelecimento especificadas no UMTS, especificamente em 3GPP TS 25.331.

A causa do estabelecimento de “chamada originadora” indica que o UE 1 deseja es- tabelecer uma conexão, por exemplo, uma conexão de fala. A causa de estabelecimento de “chamada de terminação” indica que o UE 1 responde a paging. A causa de estabelecimen- to de “registro” indica que o usuário deseja se registrar apenas junto à rede.

Um procedimento de acesso aleatório físico é enviado para enviar informação pelo ar. A transmissão de acesso aleatório físico está sob o controle de um protocolo de camada superior, o qual realiza importantes funções relacionadas à prioridade e controle de carga. Esse procedimento difere entre os sistemas de rádio GSM e UMTS.

A descrição do procedimento de acesso aleatório GSM pode ser encontrada em “The GSM System for Mobile Communications” publicado por M. Mouly e Μ. B. Pautet, 1992. Como a presente invenção é relacionada à otimização e evolução de UMTS, o proce- dimento de acesso aleatório W-CDMA é aqui detalhado. Embora a presente invenção seja explicada no contexto de evolução de UMTS, a presente invenção não é assim limitada.

O canal de transporte RACH e dois canais físicos, Canal de Acesso Aleatório Físico

(PRACH) e Canal de Indicação de Aquisição (AICH)1 são utilizados nesse procedimento. Os canais de transporte são canais fornecidos pela camada física à camada de protocolo da camada MAC. Há vários tipos de canais de transporte para transmissão de dados com dife- rentes propriedades e formatos de transmissão através da camada física.

Os canais físicos são identificados por código e frequência no modo Duplex de Di-

visão de Frequência (FDD) e geralmente se baseiam em uma configuração de camada de quadros de rádio e fatias de tempo. A forma dos quadros de rádio e das fatias de tempo de- pende da taxa de símbolo do canal físico.

Um quadro de rádio é a unidade mínima no processo de decodificação, consistindo em 15 fatias de tempo. Uma fatia de tempo é a unidade mínima na seqüência de bits de Camada 1. Portanto, o número de bits que podem ser acomodados em uma fatia de tempo depende do canal físico.

Tabela 1 Causas de Estabelecimento Chamada de Conversação Originadora Chamada de Fluxo Contínuo Originadora Chamada Interativa Originadora Chamada de Segundo Plano Originadora Chamada de Tráfego Subscrito Originadora Chamada de Conversação de Terminação Chamada de Fluxo Contínuo de Terminação Chamada Interativa de Terminação Chamada de Segundo Plano de Terminação Chamada de Emergência Nova Seleção de Célula Inter-RAT Ordem de Mudança de Célula Inter-RAT Registro Desconexão

Sinalização de Alta Prioridade de Origem Sinalização de Baixa Prioridade de Origem Re-estabelecimento de Chamada

Sinalização de Alta Prioridade de Terminação Sinalização de Baixa Prioridade de Terminação O canal de transporte RACH é um canal comum de uplink usado para transmitir in- formação de controle e dados de usuário. O canal de transporte RACH é utilizado em aces- so aleatório e usado para transmissões de dados de baixa taxa a partir de uma camada su- perior. O RACH é mapeado para um canal físico de uplink, especificamente o PRACH. O AICH é um canal comum de downlink, o qual existe como um par com o PRACH usado para controle de acesso aleatório.

A transmissão de PRACH se baseia em uma abordagem ALOHA particionada com indicação de aquisição rápida. O UE seleciona aleatoriamente um recurso e transmite uma parte de preâmbulo de RACH de um procedimento de acesso aleatório para a rede.

Um preâmbulo é um sinal curto que é enviado antes da transmissão da mensagem de solicitação de conexão RACH. O UE 1 transmite repetidamente o preâmbulo mediante aumento da potência de transmissão cada vez que o preâmbulo é enviado até que ele rece- be o Indicador de Aquisição (Al) no AICH1 o qual indica a detecção do preâmbulo por inter- médio da UTRAN 2. O UE 1 para a transmissão do preâmbulo quando ele recebe o Al e envia a parte de mensagem no nível de potência igual à potência de transmissão de preâm- bulo naquele ponto, adicionando um deslocamento sinalizado pela UTRAN 2. A Figura 6 ilustra um procedimento de alteração gradual de potência.

Esse procedimento de acesso aleatório evita um procedimento de alteração gradual de potência para a mensagem inteira. Um procedimento de alteração gradual de potência criaria mais interferência devido às mensagens enviadas de forma mal-sucedida e seria me- nos eficiente devido a um retardo maior uma vez que levaria muito mais tempo para decodi- ficar a mensagem antes de uma confirmação poder ser transmitida para indicar o recebi- mento bem-sucedido da mensagem.

As características principais do RACH é que ele é canal baseado em contenção su- jeito às colisões devido ao acesso simultâneo de vários usuários, o que pode impedir a de- codificação da mensagem de acesso inicial pela rede. O UE 1 pode iniciar a transmissão de acesso aleatório de ambos os preâmbulos e mensagens apenas no início de uma partição de acesso. Esse método de acesso, portanto, é um tipo de abordagem ALOHA particionada com indicação de aquisição rápida.

O eixo de tempo de ambos, RACH e AICH, é dividido em intervalos de tempo ou partições de acesso. Há 15 partições de acesso por dois quadros, com cada quadro tendo um comprimento de 10 ms ou 38.400 chips, e as partições de acesso são separadas em 1,33 ms ou 5.120 chips. A Figura 7 ilustra o número e espaçamento das partições de aces- so.

A UTRAN 2 sinaliza informação com relação às quais partições de acesso estão disponíveis para a transmissão de acesso aleatório e os deslocamentos de temporização a serem usados entre o RACH e o AICH1 entre dois preâmbulos sucessivos e entre o último preâmbulo e a mensagem. Por exemplo, se a temporização de transmissão de AICH é O e

1, são enviadas três e quatro partições de acesso após a última partição de acesso de pre- 5 âmbulo transmitida, respectivamente. A Figura 8 ilustra o sincronismo do preâmbulo, Al e parte de mensagem.

O sincronismo no qual o UE 1 pode enviar o preâmbulo é dividido por subcanais de acesso aleatório. Um subcanal de acesso aleatório é um subconjunto incluindo a combina- ção de todas as partições de acesso de uplink. Há 12 subcanais de acesso aleatório. Um subcanal de acesso aleatório consiste nas partições de acesso indicadas na Tabela 2.

Tabela 2

Módulo SFN 8 de Número de subcanal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 0 1 2 3 4 5 6 7 1 12 13 14 8 9 10 11 2 0 1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 11 12 13 14 8 4 6 7 0 1 2 3 4 5 8 9 10 11 12 13 14 6 3 4 5 6 7 0 1 2 7 8 9 10 11 12 13 14 O preâmbulo é um sinal curto que é enviado antes da transmissão da mensagem RACH. Um preâmbulo consiste em 4.096 chips, os quais constituem uma seqüência de 256 repetições de códigos Hadamard de comprimento 16 e códigos de embaralhamento atribuí- dos a partir da camada superior.

Os códigos Hadamard são referidos como a assinatura do preâmbulo. Há 16 assi- naturas diferentes e uma assinatura é selecionada aleatoriamente a partir dos conjuntos de assinatura disponíveis com base nas Classes de Serviço de Acesso (ASC) e repetidos 256 vezes para cada transmissão da parte de preâmbulo. A Tabela Ill relaciona assinaturas de preâmbulo.

A parte de mensagem é espalhada por códigos de Fator de Espalhamento Variável Ortogonal (OVSF) que são definidos singularmente pela assinatura de preâmbulo e os códi- gos de espalhamento para uso como a assinatura de preâmbulo. O quadro de rádio de parte de mensagem de 10 ms de comprimento é dividido em 15 partições, cada partição consis- tindo em 2.560 chips. Tabela 3

10

15

Assinatura Valor de n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Po(n) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Pi(n) 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 P2(n) 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 P3(n) 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 P4(n) 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 Ps(n) 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 Pe(n) 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 P7(n) 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 Pe(n) 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 Pe(n) 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 Pio(n) 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 Pn(n) 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 Pi2(n) 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 Pis(n) 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 Pi4(n) 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 Pis(n) 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 Cada partição inclui uma parte de dados e uma parte de controle que transmite in- formação de controle, tal como bits piloto e TFCI. A parte de dados e a parte de controle são transmitidas em paralelo. A parte de mensagem de 20 ms de comprimento consiste em dois quadros de rádio consecutivos de parte de mensagem. A parte de dados consiste em 10*2k bits, onde k = 0, 1, 2, 3, o que corresponde a um Fator de Espalhamento (SOFTWARE) de 256, 128, 64, 32. A Figura 9 ilustra a estrutura da parte de mensagem de acesso aleatório.

O AICH consiste em uma seqüência repetida de 15 partições de acesso consecuti- vo, cada partição tendo um comprimento de intervalos de 40 bits ou 5.120 chips. Cada parti- ção de acesso inclui duas partes, uma parte Indicador de Aquisição (AI) consistindo em 32 sinais de valor real; tal com aO... a31, e uma parte tendo um comprimento de 1.024 chips durante os quais a transmissão é comutada. A Figura 10 ilustra a estrutura do AICH.

Quando a UTRAN 2 detecta a transmissão de um preâmbulo RACH tendo certa as- sinatura em uma partição de acesso RACH, a UTRAN repete essa assinatura na partição de acesso AICH associada. Portanto, o código Hadamard usado como assinatura para o pre- âmbulo RACH é modulado na parte Al do AICH.

O indicador de aquisição correspondendo a uma assinatura pode ter um valor de +1, -1 ou 0 dependendo de se uma confirmação positiva (ACK), uma confirmação negativa (NACK) ou nenhuma confirmação é recebida em resposta a uma assinatura específica. A polaridade positiva da assinatura indica que o preâmbulo foi adquirido e a mensagem pode ser enviada.

A polaridade negativa indica que o preâmbulo foi obtido e o procedimento de altera-

ção gradual de potência deve ser interrompido, mas a mensagem não deve ser enviada. Essa confirmação negativa é usada quando um preâmbulo recebido não pode ser proces- sado no presente momento devido à congestão na UTRAN 2 e o UE 1 deve repetir a tentati- va de acesso mais tarde.

Todos os UEs 1 são membros de uma de dez populações móveis aleatoriamente

alocadas, definidas como Classes de Acesso (AC) 0 a 9. O número da população é armaze- nado no Módulo de Identidade de Assinante (SIM)/Módulo de Identidade de Assinante Uni- versal (USIM). Os UEs 1 também podem ser membros de um ou mais de 5 categorias espe- ciais de Classes de Acesso 11 a 15, as quais são alocadas aos usuários de alta prioridade 15 específicos e a informação também armazenada no SIM/USIM. A Tabela IV relaciona a AC especial e sua alocação.

Tabela 4

AC Alocação Quadro de PLMN 14 Serviços de Emergência 13 Utilidades Públicas (por exemplo, fornecedoras de água/gás) 12 Serviços de Segurança 11 A UTRAN 2 realiza o procedimento de acesso aleatório na camada de protocolo L2 mediante determinação de se permite que o UE 1 utilize um recurso de acesso de rádio com base principalmente na AC a qual pertence o UE.

Será desejável impedir que os usuários de UE 1 façam tentativas de acesso, inclu- indo tentativas de chamada de emergência, ou respondendo a páginas em áreas especifi- cadas de uma Rede Móvel Terrestre Pública (PLMN) sob certas circunstâncias. Tais situa- ções podem surgir durante estados de emergência ou onde uma ou mais PLMNs co- 25 localizadas falharam. Mensagens de transmissão devem estar disponíveis em uma base de célula a célula para indicar a classe(s) de assinantes impedidos de acesso à rede. O uso desse recurso permite que o operador de rede impeça a sobrecarga do canal de acesso sob condições críticas. Tentativas de acesso são permitidas se o UE 1 for um membro de ao menos um AC que corresponde às classes permitidas conforme sinalizado através da inter- 30 face aérea e a AC é aplicável na UTRAN 2 servidora. Tentativas de acesso de outro modo não são permitidas. Qualquer número dessas AC pode ser impedido a qualquer momento. As Classes de Acesso são aplicáveis conforme indicado na Tabela V.

Tabela 5

AC Aplicabilidade 0-9 PLMNs Locais e Visitadas 11 e 15 Apenas PLMN Local 12, 13, 14 PLMN Local e PLMNs visitadas apenas do país de origem 10

15

20

25

Um bit de controle adicional para AC 10 também é sinalizado através da interface aérea para o UE 1. Esse bit de controle indica se acesso à UTRAN 2 é permitido para Cha- madas de Emergência para os UEs 1 com classes de acesso 0 a 9 ou sem uma Identidade de Assinante Móvel Internacional (IMSI). As chamadas de emergência não são permitidas se ambas, AC 10 e AC relevante, 11 a 15, forem impedidas para os UEs 1 com classes de acesso 11 a 15. As chamadas de emergência são, de outro modo, permitidas.

As AC são mapeadas para ASC no UMTS. Há oito níveis diferentes de prioridade definidos, especificamente, ASC 0 a ASC 7, com o nível 0 representando a mais alta priori- dade.

As Classes de Acesso serão aplicadas apenas no acesso inicial, tal como ao enviar uma mensagem de Solicitação de Conexão RRC. Um mapeamento entre AC e ASC deve ser indicado pelo elemento de informação “mapeamento AC-para-ASC” no Bloco de Infor- mação de Sistema tipo 5. A correspondência entre AC e ASC é indicada na Tabela VI.

Tabela 6

AC 0 10 11 12 13 14 15 1 CO ASC 1o IE 2o IE 3o IE 4o IE UJ LU 7o IE O o IO CO Na Tabela VI, “enésimo IE” designa um número ASC i na faixa de 0 - 7 para a AC. O comportamento do UE 1 não é especificado se o ASC indicado pelo “enésimo IE” for inde- finido.

Os parâmetros inferidos pelo ASC respectivo são utilizados para acesso aleatório. Um UE 1 que é um membro de várias ACs seleciona o ASC para o número mais elevado de AC. O AC não é aplicado no modo conectado.

Um ASC consiste em um subconjunto de assinaturas de preâmbulo RACH e parti- ções de acesso que são permitidas para a tentativa de acesso corrente e um valor de per- sistência correspondendo a uma probabilidade, Pv < 1, para tentar uma transmissão. Outro mecanismo importante para controlar a transmissão de acesso aleatório é um mecanismo de controle de carga que reduz a carga do tráfego de chegada quando a probabilidade de colisão for elevada ou quando os recursos de rádio forem reduzidos. Um fluxograma do pro- cedimento de acesso de controle é ilustrado na Figura 11.

As especificações existentes proporcionam muitos parâmetros de controle de transmissão RACH que são armazenados e atualizados pelo UE 1 com base na informação de sistema transmitida pela UTRAN 2. Esses parâmetros são recebidos a partir da RRC 5 (S10). Os parâmetros de controle de transmissão FRACH incluem PRACH1 ASC1 número máximo de ciclos de alteração gradual de preâmbulo (Mmax)1 a faixa de intervalo de recuo para temporizador (TBoi) especificada como um número de intervalos de tempo de transmis- são de 10 ms (NBoimax) e (NBoimin) e aplicável quando NACK é recebido no AICH.

Quando for determinado que existam dados a ser transmitido (S20), o UE 1 mapeia o AC atribuído para um ASC (S30). Um valor de contagem M é então ajustado para zero (S40).

O valor de contagem M é então incrementado por um (S50). O UE 1 determina se o valor de contagem M1 o qual representa o número máximo de tentativas de transmissão RACH1 excede o número máximo de tentativas de transmissão RACH permitidas Mmax (S60). O UE 1 trata a transmissão como mal-sucedida se M exceder Mmax. O UE 1 então

indica a transmissão mal-sucedida para uma camada superior (S70).

Contudo, o UE 1 prossegue com o procedimento de acesso RACH se M for inferior ou igual a Mmax. O UE 1 atualiza os parâmetros de controle de transmissão RACH (S80). Um sincronizador T2 de 10 ms é ajustado (S90) e o UE 1 determina se tenta a transmissão com base no valor de persistência Pi associado ao ASC selecionado pelo UE.

Especificamente, um número aleatório entre 0 e 1, Ril é gerado (S100) e o número aleatório é comparado com o valor de persistência (S110). O UE 1 não tenta transmissão se Rl for menor do que ou igual ao valor de persistência Pi e espera até que o temporizador T2 de 10 ms expire (S120) antes de repetir o procedimento de acesso RACH mediante atuali- 25 zação dos parâmetros de controle de transmissão RACH (S80). Contudo, o UE 1 tenta transmitir utilizando recursos RACH atribuído (S130) se Ri for menor ou igual ao valor de persistência Pi.

O UE 1 determina se a resposta a partir da rede é uma Confirmação (ACK), uma Não-Confirmação (NACK) ou sem resposta (S150) após a tentativa de acesso ser transmiti- 30 da. O UE 1 começa a transmissão de mensagem (S160) se uma ACK for recebida, desse modo indicando o recebimento da transmissão UE por intermédio da UTRAN 2. O UE 1 não transmite a mensagem e repete o procedimento de acesso RACH mediante ação de incre- mentar o valor de contagem M (S50) se nenhuma resposta for recebida ou se uma NACK for recebida, desse modo indicando um recebimento mal-sucedido da transmissão por intermé- 35 dio da rede, por exemplo, devido a uma colisão.

O UE 1 apenas espera até que o temporizador T2 de 10 ms expire (S170) antes de repetir o procedimento de acesso RACH se nenhuma resposta foi recebida. Contudo, o UE 1 espera até que o temporização T2 de 10 ms expire (S180) e também gera aleatoriamente um valor de recuo NBoi associado com o PRACH atribuído ao UE e entre NBoimaXe NBOimin e espera um intervalo de recuo adicional TBOi que é igual a 10 ms multiplicado pelo valor de recuo NBoi (S190) antes de repetir o procedimento de acesso RACH se uma NACK foi rece- 5 bida.

O procedimento de acesso aleatório de camada física (L1) é iniciada a partir da so- licitação da subcamada MAC (L2). A camada física recebe informação a partir de uma ca- mada superior, especificamente a RRC, antes do procedimento de acesso aleatório físico ser iniciado e recebe informação a partir de uma camada superior, especificamente a MAC, 10 em cada iniciação do procedimento de acesso aleatório físico. A informação é indicada na Tabela VII. O procedimento de acesso aleatório de camada física é ilustrado na Figura 12.

Como ilustrado na Figura 12, uma partição de acesso no subcanal de acesso alea- tório que pode ser usada para o ASC determinado é selecionada aleatoriamente a partir das partições de acesso que podem ser usados nos próximos conjuntos de partição de acesso 15 integral (S200). Uma partição de acesso é escolhida aleatoriamente a partir das partições de acesso que podem ser usadas nos próximos conjuntos de partição de acesso integral se não houver partições de acesso disponíveis. Uma assinatura é então aleatoriamente sele- cionada a partir do conjunto de assinaturas disponíveis dentro do ASC determinado (S210).

O contador de retransmissão de preâmbulo é ajustado em Retransmissões Máxi- 20 mas de Preâmbulo (S220), que é o número máximo de tentativas de retransmissão de pre- âmbulo. A potência de transmissão de preâmbulo é ajustada em Potência Inicial de Preâm- bulo (S230), que é a potência de transmissão inicial do preâmbulo. O preâmbulo é então transmitido de acordo com a partição de acesso de uplink escolhida, assinatura e potência de transmissão definida (S240).

O UE 1 então determina se a UTRAN 2 detectou o preâmbulo (S250). Nenhuma

mensagem de acesso aleatório é transmitida se uma NACK for detectada na partição de acesso de downlink correspondendo à partição de acesso de uplink selecionada. Uma men- sagem de acesso aleatório é transmitida se uma ACK for detectada na partição de acesso de downlink correspondendo à partição de acesso de uplink selecionada. O preâmbulo é 30 retransmitido se nenhuma resposta, especificamente nem uma ACK nem uma NACK para a assinatura selecionada for detectada na partição de acesso de downlink correspondendo à partição de acesso de uplink selecionada.

Tabela 7

Informação Relacionada ao Procedimento de Acesso Aleatório Físico Antes da Iniciação do Procedimento A partir do Procedimento de Iniciação Código de embaralhamento de preâmbulo. Formato de Transporte para parte de mensagem PRACH. Comprimento em tempo da mensagem (10 ou ASC da transmissão PRACH ms) Parâmetro AICH_Transmission_Timing (0 ou 1) Dados a serem transmitidos (Conjunto de Blocos de Transporte) Conjunto de assinaturas disponíveis e conjunto de subcanais RACH disponíveis para cada Classe de Serviço de Acesso (ASC). Fator de alteração gradual de potência para Etapa de Alteração Gradual de Potência (núme¬ ro inteiro > 0) Parâmetro de Retransmissões Máximas de Pre¬ âmbulo (número inteiro > 0) Potência inicial de preâmbulo (Pream- ble_lnitial_Power) Deslocamento de potência em dB entre a po¬ tência do último preâmbulo transmitido e a po¬ tência da parte de controle da mensagem de aCeSSO aleatório (Pp-m --- Pmessage-control " Ppreamble measured) Conjunto de parâmetros de Formato de Trans¬ porte (incluindo deslocamento de potência entre a parte de dados e a parte de controle da men¬ sagem de acesso aleatório para cada Formato de Transporte) Quando nenhuma resposta é recebida, a próxima partição de acesso disponível é selecionada a partir do subcanal de acesso aleatório dentro do ASC determinado (S260), uma nova assinatura é aleatoriamente selecionada a partir das assinaturas disponíveis den- tro do ASC determinado (S270), a potência de transmissão de preâmbulo é aumentada pela 5 largura de etapa da alteração gradual de potência (etapa de alteração gradual de potência) (S280) e o contador de retransmissão de preâmbulo é reduzido por 1 (S290). O UE 1 então determina se o número máximo de retransmissões foi tentado (S300). Esse procedimento de retransmissão de preâmbulo é repetido enquanto o contador de retransmissão de pre- âmbulo exceder 0 e nenhuma resposta for recebida. O MAC é informado de que nenhuma 10 ACK foi recebida no AICH (S310) e o procedimento de acesso aleatório de camada física é terminado quando o contador de retransmissão atinge 0.

Se uma ACK for recebida, a potência de transmissão do canal de controle da men- sagem de acesso aleatório é ajustada em um nível superior à potência de transmissão do último preâmbulo transmitido de acordo com um deslocamento de potência (S320) e a men- sagem de acesso aleatório é transmitida em 3 ou 4 partições de acesso de uplink após a partição de acesso de uplink do último preâmbulo transmitido dependendo do parâmetro de 5 sincronismo de transmissão AICH (S330). A camada mais alta é então informada sobre o recebimento da ACK e transmissão da mensagem de acesso aleatório (S340) e o procedi- mento de acesso aleatório de camada física é terminado.

Se uma NACK for recebida, nenhuma mensagem de acesso aleatório é transmitida e nenhuma retransmissão do preâmbulo é realizada. A MAC é informada de que uma NACK foi recebida (S350) e o procedimento de acesso aleatório de camada física é terminado.

A Figura 13 ilustra um procedimento de estabelecimento de sinalização entre um UE 1 e a UTRAN 2. Como ilustrado na Figura 13, a mensagem Solicitação de Conexão RRC é transmitida quando os preâmbulos de controle de potência PRACH tiverem sido confirma- dos (S400). A mensagem Solicitação de Conexão RRC inclui uma razão para solicitar a co- nexão.

A UTRAN 2 determina quais recursos reservar e realiza o estabelecimento de sina- lização e sincronização entre os nós de rede de rádio, tal como um Nó B 5 e o RNC servidor

4, dependendo da razão de solicitação (S410). A UTRAN 2 então transmite a mensagem Estabelecimento de Conexão para o UE 1, desse modo conduzindo informação sobre o re- curso de rádio a ser usado (S420).

O UE 1 confirma o estabelecimento de conexão mediante envio da mensagem Es- tabelecimento de Conexão Concluído para a UTRAN 2 (S430). O UE 1 transmite a mensa- gem Transferência Inicial Direta para a UTRAN 2 quando a conexão tiver sido estabelecida (S440). A mensagem Transferência Direta Inicial inclui informação tal como a identidade do UE, a localização atual do UE e o tipo de transação solicitada.

A autenticação é então realizada entre o UE 1 e a UTRAN 2 e a comunicação no modo de segurança é estabelecida (S450). A informação de estabelecimento efetiva é en- tregue à UTRAN 2 a partir do UE 1 por intermédio da mensagem Estabelecimento de Con- trole de Chamada (S460). A mensagem Estabelecimento de Controle de Chamada identifica a transação e indica as exigências QoS.

A UTRAN 2 inicia as atividades para alocação de portadora de rádio mediante de- terminação de se há recursos suficientes disponíveis para satisfazer a QoS solicitada e transmite a mensagem Controle de Chamada Concluído para o UE 1 (S470). A portadora de rádio é alocada de acordo com a solicitação se houver recursos suficientes disponíveis. A 35 UTRAN 2 pode selecionar continuar alocação com um valor QoS diminuído, enfileirar a soli- citação até que recursos de rádio suficientes se tornem disponíveis ou rejeitar a solicitação de chamada se recursos suficientes não estiverem atualmente disponíveis. A evolução de longo prazo (LTE) do UMTS está sob discussão pelo projeto de par- ceria de terceira geração (3GPP) que padronizou o UMTS. O 3GPP LTE é uma tecnologia para permitir comunicações de pacote de alta velocidade. Muitos esquemas foram propostos para o objeto LTE incluindo aqueles que têm como objetivo reduzir os custos de provedor e 5 usuário, melhorar a qualidade de serviço, e expandir a capacidade do sistema e a área de cobertura.

O 3G LTE requer custo reduzido por bit, disponibilidade de serviço aumentada, uso flexível de uma banda de frequência, uma estrutura simples, uma interface aberta, e um consumo de energia adequado de um terminal como uma exigência de nível superior. Ge- 10 ralmente, a UTRAN 2 corresponde a E-UTRAN (UTRAN Desenvolvida). O Nó B 5 e/ou o RNC 4 corresponde ao e-Nó B no sistema LTE. O que se segue é a visão geral da suposi- ção do estudo de LTE corrente para RACH.

O procedimento de aceso aleatório é classificado em duas categorias; acesso alea- tório não-sincronizado e acesso aleatório sincronizado. Apenas o procedimento de acesso aleatório não-sincronizado é aqui considerado.

Acesso não-sincronizado é usado quando o uplink a partir de um UE 1 não foi sin- cronizado em tempo ou quando o uplink do UE perde sincronização. Acesso não- sincronizado permite que a UTRAN 2 estime e ajuste o sincronismo de transmissão do UE 1 se necessário. Portanto, o preâmbulo de acesso aleatório não-sincronizado é usado para ao menos alinhamento temporal e detecção de assinatura.

A Figura 14 ilustra uma rajada de acesso aleatório. A carga útil de mensagem pode incluir qualquer informação de sinalização associada adicional, tal como um ID aleatório, indicador de Perda de Percurso/Qualidade de Canal (CQI), ou finalidade de acesso. Uma carga útil de mensagem de até 6 bits é transmitida na rajada de acesso aleatório junto com o preâmbulo conforme ilustrado na Figura 14.

Um UE 1 seleciona aleatoriamente uma assinatura a partir de um grupo de assina- turas para distinguir entre diferentes UEs que tentam acessar simultaneamente. O preâmbu- lo pode ter propriedades de autocorrelação adequada para que a UTRAN 2 obtenha uma estimativa precisa de sincronismo.

Adicionalmente, diferentes preâmbulos devem ter propriedades de correlação cru-

zada, adequadas para que a UTRAN 2 distinga entre tentativas de acesso simultâneas para diferentes UEs 1 utilizando assinaturas diferentes. Uma seqüência de autocorrelação zero de amplitude constante (CAZAC) é usada como uma seqüência de assinatura de preâmbulo para obter probabilidade de detecção adequada.

A camada 1 deve receber a informação relacionada na Tabela Vlll a partir das ca-

madas superiores antes da iniciação do procedimento de acesso aleatório físico não- sincronizado. A informação é transmitida como parte da Informação de Sistema a partir de camadas superiores.

Tabela 8

Informação recebida a partir de camadas superiores antes da iniciação do procedimento de acesso aleatório físico não-sincronizado

Parâmetros de canal de acesso aleatório (número, posição de frequência, período de tem- po, de deslocamento de sincronização)

Formato de preâmbulo para a célula

Número de seqüências ZC de raiz e índices de seqüência

Mapeamento de preâmbulo para mensagem implícita (conjunto de valores de causa, pa- râmetros de quantização CQI, mapeamento de assinatura)

Tamanho de etapa de alteração gradual de potência (observar que tamanho de etapa de 0 dB é permitido)

Número máximo de retransmissões de preâmbulo

A Figura 15 ilustra um diagrama de fluxo de chamada para um procedimento de a- cesso aleatório físico não-sincronizado. Conforme ilustrado na Figura 15, o procedimento de 5 aleatório de camada física (L1) abrange a transmissão bem-sucedida do preâmbulo de a- cesso aleatório (mensagem 1) e a resposta de acesso aleatório (mensagem 2). As mensa- gens restantes são programadas para transmissão pela camada superior no canal de dados compartilhado e assim não são consideradas como parte do procedimento de acesso alea- tório LI. Um canal de acesso aleatório é uma porção de 1.08 MHz de um subquadro ou um 10 conjunto de subquadros consecutivos reservados para transmissões de preâmbulo de aces- so aleatório.

Um canal de acesso aleatório é selecionado aleatoriamente a partir dos canais de acesso aleatório, não-sincronizados, disponíveis e uma seqüência de preâmbulo é então selecionada aleatoriamente a partir do conjunto de preâmbulos disponíveis com base na mensagem a ser transmitida. O procedimento de acesso aleatório garante que cada uma das seleções permitidas seja escolhida com probabilidade igual.

O nível de potência de transmissão de preâmbulo inicial, o qual é definido pelo MAC, é determinado utilizando-se um procedimento de controle de potência de laço aberto.

O contador de transmissão é ajustado para o número máximo de retransmissões de preâm- bulo.

Um Preâmbulo de Acesso Aleatório (mensagem 1) é então transmitido utilizando o canal de acesso aleatório selecionado, seqüência de preâmbulo, e potência de transmissão de preâmbulo. O status L1 “ACK sobre acesso aleatório não-sincronizado, recebida” é in- formado às camadas superiores, tal como o MAC, e o procedimento de acesso aleatório físico é terminado se uma Resposta de Acesso Aleatório (mensagem 2) correspondendo à seqüência de preâmbulo transmitido (mensagem 1) for detectada. Outro canal de acesso aleatório e preâmbulo são selecionados aleatoriamente se nenhuma Resposta de Acesso Aleatório (mensagem 2) correspondendo à seqüência de preâmbulo transmitido (mensagem 1) for detectada.

Retransmissão de preâmbulo ocorre desde que a potência de transmissão máxima

e o número máximo de retransmissões não tenham sido alcançados. O status L1 “nenhuma confirmação sobre acesso aleatório não-sincronizado” é informado às camadas superiores, tal como o MAC, e o procedimento de acesso aleatório físico é terminado se potência máxi- ma de transmissão ou número máximo de retransmissões tiver sido alcançado.

A finalidade principal do procedimento de acesso aleatório LTE (Evolução de Longo

Prazo) é o de obter sincronização temporal de uplink e obter acesso à rede. O mecanismo de acesso aleatório pode ser descrito onde um preâmbulo é enviado a partir de um UE 1 para um Nó B 5 para determinar o desalinhamento temporal. A estrutura de preâmbulos se baseia nas seqüências Zadoff-Chu com Zona de Correlação Zero (ZC-ZCZ) e diferentes índices de seqüência de raiz quando o número exigido de zonas não pode ser gerado.

A zona de correlação zero para a seqüência ZC-ZCZ é gerada utilizando uma ver- são de deslocamento cíclico da seqüência de portadora Zadoff-Chu (ZC). Deslocamentos cíclicos dentro da mesma seqüência raiz formam então um conjunto ideal de assinaturas para os preâmbulos LTE RACH uma vez que a correlação cruzada das mesmas é zero.

Contudo, isso é verdadeiro apenas se o erro de frequência for pequeno e para os

UEs 1 com baixa mobilidade. As excelentes propriedades das seqüências ZC-ZCZ desapa- recem à medida que aumenta o erro de frequência para os UEs 1 de mobilidade de alta ve- locidade, desse modo induzindo a sobreposição entre seqüências deslocadas e fazendo a detecção de seqüência insuficiente e impossível em alguns casos. Portanto, o deslocamento

cíclico é projetado para evitar a sobreposição com a próxima posição deslocada quando os UEs 1 de mobilidade de alta velocidade são suportados dentro da célula, o que resulta no uso de um conjunto restrito de deslocamentos cíclicos.

Em outras palavras, o modelo de comprimento e deslocamento cíclicos de preâm- bulo difere para as células suportando os UEs 1 de mobilidade de alta velocidade. Na reali- dade, o deslocamento cíclico depende não apenas do tamanho da célula, mas também é proporcional ao índice de seqüência quando houver Doppler elevado.

Portanto, o modelo de seqüência de preâmbulo LTE RACH é diferente para os UEs

1 de baixa mobilidade e de alta mobilidade. Adicionalmente, o procedimento convencional não utiliza seqüências Zadoff-Chu com seqüências de Zona de Correlação Zero (ZC-ZCZ) para o preâmbulo RACH.

Por exemplo, o preâmbulo WCDMA RACH consiste em 4.096 chips, que é uma se- qüência de 256 repetições de códigos Hadamard de comprimento 16 e códigos de embara- Ihamento. Isso facilita a estimação de erro de frequência simples e exata, então o mesmo modelo de seqüência é usado para ambos os UEs 1 de baixa velocidade e de alta velocida- de.

Em um aspecto da presente invenção, é provido um método de estabelecer um link de comunicação entre um terminal móvel e uma rede. O método inclui receber uma indica- ção de se uma célula de comunicação suporta mobilidade de alta velocidade, gerando se- qüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório e solicitando acesso à rede utilizando uma seqüência selecionada das seqüências geradas, em que ou as seqüências são geradas de acordo com o fato de se a mobilidade de alta velocidade é su- portada ou a seqüência gerada é selecionada de acordo com o fato de se a mobilidade de alta velocidade é suportada.

Considera-se que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) deslo- cadas, cíclicas, e compreendendo adicionalmente mapeamento de assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas deslocadas. É considerado ainda que cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as possíveis seqüências ZC cíclicas deslocadas se elevada mobilidade não for supor- tada. Preferivelmente, cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis se- qüências, o conjunto restrito sendo determinado de acordo com um índice de seqüência.

Em outro aspecto da presente invenção, é provido um método de estabelecer uma ligação de comunicação entre um terminal móvel e uma rede. O método inclui gerar se- qüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório, as seqüências geradas de acordo com um processo que ou suporta elevada mobilidade ou não suporta mobilidade de alta velocidade, transmitindo uma indicação de se a mobilidade de alta velo- cidade é suportada, recebendo uma solicitação de acesso a partir de um terminal móvel, a solicitação de acesso utilizando uma seqüência selecionada das seqüências geradas e cor- relacionando a solicitação recebida a cada uma das seqüências geradas para determinar qual das seqüências geradas foi usada pelo terminal móvel.

Considera-se que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas, deslocadas, e compreendendo ainda mapear as assinaturas permissíveis para as seqüên- cias ZC cíclicas deslocadas. Considera-se ainda que cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as possí- veis seqüências ZC cíclicas deslocadas se mobilidade de alta velocidade não for suportada. Preferivelmente, cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma se- qüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüên- cias, o conjunto restrito determinado de acordo com um índice de seqüência.

Em outro aspecto da presente invenção, é provido um método de estabelecer uma ligação de comunicação entre um terminal móvel e uma rede. O método inclui receber uma indicação de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade e solicitando acesso à rede utilizando a indicação, em que a indicação indica informação sobre uso restrito de des- locamentos cíclicos.

Considera-se que a indicação compreende um bit. Se for adicionalmente conside- rado que solicitar acesso à rede inclui gerar seqüências correspondendo às assinaturas dis- poníveis para acesso aleatório e solicitar acesso à rede utilizando uma seqüência selecio- nada das seqüências geradas, em que ou as seqüências são geradas de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada ou a seqüência gerada é selecionada de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada. Preferivelmente, as se- qüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas, deslocadas, e compreendendo ainda mapear as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas deslocadas, cada assinatura de acesso aleatório disponível mapeada para uma seqüência ZC cíclica desloca- da utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüências, o conjunto restrito sen- do determinado de acordo com a indicação.

Em outro aspecto da presente invenção, é provido um método de estabelecer uma ligação de comunicação entre um terminal móvel e uma rede. O método inclui transmitir uma indicação de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade e receber uma solicitação para acessar a rede a partir do terminal móvel, em que a indicação indica a informação so- bre uso restrito de deslocamentos cíclicos e a solicitação se baseia na indicação.

Considera-se que a indicação compreende um bit. É considerado ainda que o mé- todo inclui adicionalmente gerar seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis pa- ra acesso aleatório, as seqüências geradas de acordo com um processo que ou suporta elevada mobilidade ou não suporta mobilidade de alta velocidade, receber a solicitação de acesso a partir do terminal móvel, a solicitação de acesso utilizando uma seqüência selecio- nada das seqüências geradas e correlacionar a solicitação recebida a cada uma das se- qüências geradas para determinar qual das seqüências geradas foi usada pelo terminal mó- vel. Preferivelmente, as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas, des- locadas, e compreendendo ainda mapear as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas deslocadas, cada assinatura de acesso aleatório disponível mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis se- qüências, o conjunto restrito determinado de acordo com a indicação.

Em outro aspecto da presente invenção, é provido um terminal móvel para estabe- lecimento de uma ligação de comunicação com uma rede. O terminal móvel inclui uma uni- dade de transmissão/recepção transmitindo e recebendo mensagens entre o terminal móvel e a rede, uma unidade de vídeo exibindo informação de interface de usuário, uma unidade de entrada recebendo entradas a partir de um usuário e uma unidade de processamento processando uma indicação recebida de se uma célula de comunicação suporta mobilidade de alta velocidade, gerando seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório e controlando a unidade de transmissão/recepção para solicitar acesso à rede utilizando uma seqüência selecionada das seqüências geradas, em que a unidade de processamento ou gera as seqüências de acordo com o fato de se mobilidade de alta velo- cidade é suportada ou seleciona a seqüência gerada de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada.

Considera-se que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas, deslocadas, e a unidade de processamento mapeia adicionalmente as assinaturas permissí- veis para seqüências ZC cíclicas deslocadas. Considera-se ainda que a unidade de proces- samento mapeie cada assinatura de acesso aleatório disponível para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as possíveis seqüências ZC cíclicas deslocadas se eleva- da mobilidade não for suportada. Preferivelmente, a unidade de processamento mapeia ca- da assinatura de acesso aleatório disponível para uma seqüência ZC cíclica deslocada utili- zando um conjunto restrito de todas as seqüências possíveis, o conjunto restrito determina- do de acordo com um índice de seqüência.

Em outro aspecto da presente invenção, é provido um terminal móvel para estabe- lecimento de uma ligação de comunicação com uma rede. O terminal móvel inclui uma uni- dade de transmissão/recepção transmitindo e recebendo mensagem entre o terminal móvel e a rede, uma unidade de vídeo exibindo informação de interface de usuário, uma unidade de entrada recebendo entradas a partir de um usuário e uma unidade de processamento processando uma indicação recebida no sentido de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade e controlando a unidade de transmissão/recepção para solicitar acesso à rede utilizando a indicação, em que a indicação indica informação sobre uso restrito de des- locamentos cíclicos.

Considera-se que a indicação compreende um bit. Considera-se ainda que a unida- de de processamento controle a unidade de transmissão/recepção para solicitar acesso à rede mediante geração de seqüências correspondendo ás assinaturas disponíveis para a- cesso aleatório e solicita acesso à rede utilizando uma seqüência selecionada das seqüên- cias geradas, em que a unidade de processamento ou gera as seqüências de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada ou seleciona a seqüência gerada de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada. Preferivelmente, as se- qüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas deslocadas e a unidade de pro- cessamento mapeia as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas desloca- das, cada assinatura de acesso aleatório disponível mapeada para uma seqüência ZC cícli- ca deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüências, o conjunto restrito sendo determinado de acordo com a indicação. Em um aspecto da presente invenção, é provida uma rede para estabelecer uma li- gação de comunicação com um terminal móvel. A rede inclui um transmissor transmitindo mensagens para o terminal móvel, um receptor recebendo mensagens a partir do terminal móvel e um controlador gerando seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório, controlando o transmissor para transmitir uma indicação de se mobili- dade de alta velocidade é suportada, processando uma solicitação de acesso recebida a partir de um terminal móvel que utiliza uma seqüência selecionada das seqüências geradas, e correlacionando a solicitação recebida a cada uma das seqüências geradas para determi- nar quais, das seqüências geradas, foram usadas pelo terminal móvel, em que o controlador gera as seqüências de acordo com um processo que ou suporta elevada mobilidade ou não suporta mobilidade de alta velocidade.

Considera-se que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC), cíclicas, deslocadas, e o controlador mapeia as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cí- clicas deslocadas. Considera-se ainda que o controlador mapeie cada assinatura de acesso aleatório disponível para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as seqüên- cias ZC cíclicas deslocadas possíveis se mobilidade de alta velocidade não for suportada. Preferivelmente, o controlador mapeia cada assinatura de acesso aleatório disponível para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüências, o conjunto restrito determinado de acordo com um índice de seqüência.

Em outro aspecto da presente invenção, é provida uma rede para estabelecer um link de comunicação com um terminal móvel. A rede inclui um transmissor transmitindo mensagens para o terminal móvel, um receptor recebendo mensagens a partir do terminal móvel e um controlador controlando o transmissor para transmitir uma indicação de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade e processando uma solicitação recebida para acessar a rede a partir do terminal móvel, em que a indicação indica informação sobre o uso restrito de deslocamentos cíclicos e a solicitação de acesso se baseia na indicação.

Considera-se que a indicação compreende um bit. É considerado ainda que o con- trolador adicionalmente gere seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório, as seqüências geradas de acordo com um processo que ou suporta eleva- da mobilidade ou não suporta mobilidade de alta velocidade e correlaciona a solicitação de acesso recebido a cada uma das seqüências geradas para determinar qual das seqüências geradas o terminal móvel utilizou ao enviar a solicitação de acesso. Preferivelmente, as se- qüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas deslocadas e o controlador ma- peia as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas deslocadas, cada assinatu- ra de acesso aleatório disponível mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utili- zando um conjunto restrito de todas as seqüências possíveis, o conjunto restrito determina- do de acordo com a indicação. Características e vantagens adicionais da invenção serão apresentadas na descri- ção a seguir, e em parte serão evidentes a partir da descrição, ou podem ser aprendidas pela prática da invenção. Entende-se que a descrição geral anterior e a descrição detalhada a seguir da presente invenção são exemplares e explanatórias e pretendem prover explana- ção adicional da invenção conforme reivindicado.

Essas e outras modalidades também se tornarão evidentes para aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada seguinte das modalidades tendo referência às figuras anexas, a invenção não sendo limitada a qualquer modalidade específica revelada.

Descrição Resumida dos Desenhos Os desenhos anexos, os quais são incluídos para prover um entendimento adicio-

nal da invenção e são incorporados e constituem uma parte desse relatório descritivo, ilus- tram modalidades da invenção e em conjunto com a descrição servem para explicar os prin- cípios da invenção. Características, elementos e aspectos da invenção que são referencia- dos pelos menos numerais nas diferentes figuras representam características, elementos ou aspectos idênticos, equivalentes ou similares de acordo com uma ou mais modalidades.

A Figura 1 ilustra uma visão geral de uma rede UMTS.

A Figura 2 ilustra uma estrutura de um protocolo de interface de rádio entre um UE e a UTRAN de acordo com os padrões de rede de acesso de rádio 3GPP.

A Figura 3 ilustra os diferentes canais lógicos.

A Figura 4 ilustra os canais lógicos mapeados para canais de transporte conforme

visto a partir do lado do UE.

A Figura 5 ilustra canais lógicos mapeados para canais de transporte conforme vis- to a partir do lado da UTRAN.

A Figura 6 ilustra um procedimento de alteração gradual de potência.

A Figura 7 ilustra o número e espaçamento das partições de acesso.

A Figura 8 ilustra o sincronismo do preâmbulo, Indicador de Acesso e parte de mensagem.

A Figura 9 ilustra a estrutura da parte de mensagem de acesso aleatório.

A Figura 10 ilustra a estrutura do AICH.

A Figura 11 ilustra um procedimento de acesso de controle.

A Figura 12 ilustra um procedimento de acesso aleatório de camada física.

A Figura 13 ilustra um procedimento de estabelecimento de sinalização entre um UE e a rede.

A Figura 14 ilustra uma rajada de acessos aleatórios.

A Figura 15 ilustra um diagrama de fluxo de chamada para um procedimento de a-

cesso aleatório físico não-sincronizado.

A Figura 16 ilustra um exemplo de possível resposta de canal de índices M e (M+1) em um ambiente Doppler elevado. A Figura 17 ilustra a relação entre um índice de seqüência M e várias abordagens de deslocamento circular quando mobilidade de alta velocidade é suportada de acordo com a presente invenção.

A Figura 18 ilustra resposta de canal nos ambientes Doppler, elevados.

A Figura 19 ilustra um diagrama de blocos de uma estação móvel (MS) ou terminal de acesso (AT) de acordo com a presente invenção.

Modo para a Invenção

A presente invenção permite que um UE 1 mapeie corretamente os índices de assi- natura para as seqüências ZC cíclicas deslocadas quando as células empregadas suportam um UE 1 de mobilidade de alta velocidade. A presente invenção propõe informar um UE 1 se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade de tal modo que as assinaturas RACH possam ser corretamente mapeadas para seqüências ZC cíclicas deslocadas. Essa infor- mação pode ou ser transmitida na informação de sistema em uma célula ou fixada no pa- drão. Será feita agora referência em detalhe às modalidades preferidas da presente inven- ção, cujos exemplos são ilustrados nos desenhos anexos.

As seqüências ZC de comprimento N ímpar são definidas pela seguinte equação: au(k) = βχρ[-]2π M (k(k+1 )/2N)], onde:

N é um comprimento de seqüência,

M = 1 ... N-1 é um índice raiz de diferentes seqüências, e k = O ... N-1 são índices das amostras de uma seqüência.

As seqüências ZC têm propriedades de correlação ideal na ausência de erro de frequência, de tal modo que a autocorrelação periódica mostra nenhum pico lateral e a cor- relação cruzada entre duas seqüências com um índice raiz M diferente tem um valor cons- tante quando o índice das amostras de uma seqüência N é um número primo. Portanto, os deslocamentos cíclicos de uma seqüência formam um conjunto ideal de assinaturas para os preâmbulos RACH porque a sua correlação cruzada é zero e todas elas podem ser detecta- das simultaneamente utilizando processamento de domínio de frequência.

O número de deslocamentos cíclicos disponíveis para um único índice raiz M de- pende do comprimento da seqüência e da incerteza de retardo de propagação: o desloca- mento deve ser maior do que o retardo máximo de propagação para determinados tama- nhos de célula.

Contudo, isso é verdadeiro apenas se o erro de frequência for pequeno, tal como para os UEs 1 de mobilidade de baixa velocidade. As seqüências ZC são muito sensíveis ao erro de frequência. O erro de frequência não afeta gravemente a correlação cruzada entre duas seqüências ZC, mas afeta a detecção de seqüências contíguas devido à resposta de canal, sobreposta, que não podem ser discriminadas, umas das outras, um exemplo da qual é ilustrado na Figura 16. A duração entre o sincronismo correto do perfil de retardo na Figura 16, tal como t para M e 2t para M+1, e o pseudônimo do perfil de retardo, tal como t-M e t+M, causado pelo grande deslocamento de frequência em um UE de mobilidade de alta velocidade é proporcional ao índice de seqüência M.

A performance é aperfeiçoada se os deslocamentos cíclicos nos ambientes Doppler elevados forem limitados de modo que os pares de deslocamento cíclico de cada incerteza de período de seqüência não estiverem na incerteza de período de seqüência de qualquer preâmbulo RACH e o deslocamento cíclico de t-1 de cada incerteza de período de seqüên- cia for diferente dos deslocamentos cíclicos de t+1 de todas as seqüências da incerteza de todos os períodos de seqüência. Isso resulta na utilização de um conjunto restrito de deslo- camentos cíclicos para as células suportando os UEs 1 de mobilidade de alta velocidade.

O modelo de deslocamento cíclico pode ser feito de tal modo que resposta de canal pseudônimo não é sobreposta com outras posições de deslocamento circular uma vez que o deslocamento de frequência em um UE 1 de mobilidade de alta velocidade é proporcional ao índice de seqüência M. Regras e métodos de tal modelo são conhecidos na técnica.

O modelo de deslocamento cíclico é diferente dependendo de se uma célula supor- ta os UEs 1 de mobilidade de alta velocidade. O procedimento básico de acesso aleatório é

o de um UE 1 enviar um preâmbulo de acesso aleatório (mensagem 1), que carrega a assi- natura de acesso para o Nó B 5. Contudo, a assinatura de acesso é enviada apenas para satisfazer a exigência de cobertura para acesso aleatório não-sincronizado dentro da estru- tura LTE.

A forma de onda da assinatura LTE se baseia em Zadoff-Chu (ZC) com zonas de correlação zero (ZCZ) e diferentes índices de seqüência mãe quando o número exigido de zonas não puder ser gerado. Isso porque o número de seqüências ZCZ é reduzido de forma inversamente proporcional ao raio da célula. Portanto, seqüências ZCZ adicionais a partir de outro índice são adicionadas quando o número de seqüências ZCZ é insuficiente.

As zonas de correlação zero permitem a detecção ideal na presença de preâmbulos interferentes. A propriedade de autocorrelação ótima da seqüência CAZAC é destruída quando a dispersão Doppler de um UE 1 de mobilidade de alta velocidade induz o desloca- mento de frequência, desse modo resultando em performance de detecção degradada. Des- locamento Doppler e erro de frequência no uplink têm propriedades dependendo da condi- ção de canal, por exemplo, condição de linha de local (LOS), ou condição de Não-linha de local (NLOS).

Deslocamento de frequência devido à mobilidade de UE 1 é disperso através de uma faixa a partir da frequência de portadora In NLOS. Portanto, um UE 1 se desloca em torno do deslocamento de frequência AfBs + ΔίυΕ. O deslocamento de frequência do sinal de uplink recebido é quase zero e dispersão Doppler de sentido único pode ser considerada. O deslocamento máximo de frequência do sinal de receptor In LOS, tal como quan- do um veículo de mobilidade de alta velocidade se desloca em direção ou no sentido contrá- rio á Rede de Acesso de Rádio Terrestre UMTS Desenvolvida (E-UTRAN) 2, é descrito co- mo:

foffset, UL — AfuE 2fD0ppier_maxi Onde

fBS denota a derivação de frequência da estação base,

AfuE denota o erro de frequência de UE 1 e

fDoppler_max

denota a frequência Doppler máxima.

0 deslocamento de frequência no pior dos casos é de aproximadamente 1400 Hz com mobilidade de 350 km/h em uma frequência de portadora de 2 GHz. Um UE 1 se deslo- ca em torno do deslocamento Doppler de 650 Hz no downlink no ambiente LOS e então transmite deslocamento de frequência compensada de dados de uplink antecipadamente com base no deslocamento de frequência estimada no downlink. Portanto, o deslocamento de frequência devido à mobilidade do UE 1 se torna o dobro do deslocamento Doppler do canal no Nó B 2, por exemplo, 1300 Hz.

Pode haver dois ou três componentes dominantes no estágio de detecção se hou- ver deslocamento de frequência no receptor devido ao espalhamento Doppler ou desloca- mento de frequência residual, conforme ilustrado na Figura 17. Portanto, o deslocamento de frequência difunde a resposta de canal por uma ampla faixa dependendo do índice de se- qüência M que é utilizado.

É possível prever onde a resposta de canal ocorrerá se deslocamento de frequên- cia existir quando o índice de seqüência ZC é conhecido. O deslocamento circular deve ser projetado de tal modo que a resposta de canal pseudônimo não seja sobreposta com as outras posições de deslocamento circular. Portanto, o deslocamento cíclico depende não apenas do tamanho de célula, mas também é proporcional ao índice de seqüência Μ, o qual resulta no conjunto restrito de deslocamentos cíclicos em comparação com o caso Doppler inferior e também em mapeamento de assinatura RACH diferente.

Os métodos e as abordagens com relação a como projetar os deslocamentos cícli- cos quando uma célula suporta mobilidade de alta velocidade são conhecidos na técnica. Por exemplo, são propostas regras para três abordagens diferentes.

A primeira abordagem é um “método de margem adicional” onde:

1 < M < 2T0 e N - 2T0 < M < N -1

A segunda abordagem é um “múltiplo deslocamento circular como um método de oportunidade” onde:

2T0 < M < LN/3J e N - LN/3J < M < N - 2T0

A terceira abordagem é um “método de seleção de índice” onde:

LN/3J < M < L2N/3J Em todas as três abordagens, N é um comprimento de seqüência ou comprimento de seqüência ZC, M é um índice de seqüência ou um índice raiz ZC1 e T0 é o deslocamento cíclico mínimo para uma determinada célula com base no tamanho de célula. A informação necessária, tal como N, pode ser fixa em um padrão enquanto que outra informação, tal co- mo T0 e M, deve ser transmitida na informação de sistema.

A presente invenção propõe que a rede transmita um bit de informação para infor- mar um UE 1 se os UEs de mobilidade de alta velocidade são suportados. Esse bit de in- formação habilitaria o mapeamento correto das assinaturas RACH para as seqüências ZC cíclicas deslocadas. Um UE 1 lê o bit de informação indicando suporte de mobilidade de alta velocidade em uma célula ou indicando o uso de um conjunto restrito de deslocamentos cíclicos a partir do recebimento de uma mensagem de transmissão relativa à informação RACH.

Informação relacionada a T0 e M já deve ter sido obtida pelo UE 1 a partir da infor- mação transmitida pela E-UTRAN 2 antes de processar o bit de informação. O UE 1 deve ter também já obtido a informação relacionada a N e o número máximo de assinaturas RACH a partir da informação de transmissão se esses valores não forem fixados por um padrão. O UE 1 então determina se o bit de informação indica que mobilidade de alta velocidade é su- portada.

O mapeamento de assinaturas RACH para as seqüências ZC cíclicas deslocadas pode ser facilmente realizado para cada célula quando mobilidade de alta velocidade não é suportada, conforme indicado pelo bit de informação tendo um valor de “FALSO” ou “0”. Um UE 1 é E-UTRAN 2 podem mapear as assinaturas RACH para as seqüências ZC de índice M, com assinaturas RACH mapeadas incrementalmente para versões cíclicas deslocadas subsequentes por T0 da mesma seqüência ZC até que todos os possíveis deslocamentos cíclicos tenham sido mapeados para um determinado índice M. Novos índices consecutivos M são adicionados até que o número total de assinaturas seja igual a um valor especificado na informação de sistemas ou padrão.

A E-UTRAN 2 pode transmitir apenas um índice M, com o UE 1 utilizando índices consecutivos para gerar o número de preâmbulos exigidos. Uma alternativa é a de E- UTRAN 2 transmitir um conjunto de vários índices M não necessariamente consecutivos uns aos outros, com o UE 1 utilizando o primeiro índice dentro do conjunto e então utilizando índices consecutivos dentro do conjunto e mapeando assinaturas da mesma maneira por intermédio do início de um índice de seqüência superior ou inferior.

Especificamente, o UE 1 começa a mapear as assinaturas RACH para as seqüên- cias ZC cíclicas deslocadas mediante mapeamento para a seqüência ZC do índice recebido M ou no primeiro índice M em uma lista recebida. O UE 1 então mapeia incrementalmente as próximas assinaturas subsequentes para versões cíclicas deslocadas corretas subse- quentes por intermédio do comprimento de deslocamento cíclico mínimo T0 do mesmo índi- ce M de seqüências ZC até que o número máximo de assinaturas RACH seja atingido ou todos os possíveis deslocamentos cíclicos do índice M tenham sido obtidos.

O UE 1 mapeia a próxima assinatura para o próximo índice M+1 de seqüência ZC 5 ou o próximo índice na lista se o número máximo de assinaturas RACH não for alcançado antes de todos os possíveis deslocamentos cíclicos do índice M serem utilizados. O UE 1 então mapeia as próximas assinaturas subsequentes para suas versões cíclicas deslocadas corretas subsequentes pela extensão de deslocamento cíclico mínimo T0. Esse mapeamen- to de assinatura é repetido por todos os índices de seqüência ZC e para quando o número 10 máximo de assinaturas RACH é alcançado.

As regras para uso de um conjunto restrito de deslocamentos cíclicos para célula suportando os UEs 1 de mobilidade de alta velocidade são aplicadas quando o bit de infor- mação tem um valor de “VERDADEIRO” ou “1”. Essas regras podem ser ou fixadas em um padrão ou transmitidas pela E-UTRAN 2.

Um UE 1 e a E-UTRAN 2 calculam os deslocamentos cíclicos disponíveis propor-

cionais ao índice M e adicionam novos índices consecutivos M+1 mediante ajuste dos des- locamentos cíclicos proporcionalmente até que o número total de assinatura seja igual a um valor especificado na informação de sistema ou padrão. A relação entre as três abordagens de deslocamento cíclico e o índice de seqüência M é aplicada conforme ilustrado na Figura 18.

A E-UTRAN 2 pode transmitir apenas um índice M1 com o UE 1 utilizando índices consecutivos para gerar o número de preâmbulos exigidos. Uma alternativa é a de E- UTRAN 2 transmitir um conjunto de vários índices M não necessariamente consecutivos uns aos outros, com o UE 1 utilizando o primeiro índice dentro do conjunto e então utilizando 25 índices consecutivos dentro do conjunto e mapeando assinaturas da mesma maneira medi- ante início a partir de um índice de seqüência superior ou inferior e mapeando as assinatu- ras da mesma maneira através da aplicação das relações ilustradas na Figura 18, come- çando a partir de um índice de seqüência superior ou inferior.

Especificamente, o UE 1 começa a mapear as assinaturas RACH para as sequên- 30 cias ZC cíclicas deslocadas mediante determinação, para índice recebido M ou para o pri- meiro índice M em uma lista recebida, o deslocamento cíclico que pode ser aplicado de a- cordo com o conjunto restrito de deslocamentos cíclicos que podem ser usados. As regras previamente descritas são usadas como um exemplo, mas deve ser observado que outras regras possíveis para determinar o conjunto restrito de deslocamentos cíclicos poderia ser 35 aplicado.

O UE 1 determina o deslocamento cíclico mínimo Tmin de acordo com a primeira abordagem se 1 < M < 2T0 ou N - 2Τ0 < M < N - 1.

0 UE 1 determina ο deslocamento cíclico mínimo Tmin de acordo com a segunda abordagem se

2T0 < M < LN/3J ou N - LN/3J < M < N - 2T0.

O UE 1 determina o deslocamento cíclico mínimo Tmin de acordo com a terceira a-

bordagem se

LN/3J < M < L2N/3J.

O valor Tmin determinado é então ajustado com o deslocamento cíclico mínimo do índice M.

O UE 1 mapeia a primeira assinatura para a primeira seqüência ZC do índice rece-

bido M ou no primeiro índice M em uma lista recebida. O UE 1 então mapeia incremental- mente as próximas assinaturas subsequentes para versões cíclicas deslocadas corretas subsequentes pela extensão de deslocamento cíclico mínima Tmln do mesmo índice M de seqüência ZC até que o número máximo de assinaturas RACH seja atingido ou todos os

possíveis deslocamentos cíclicos do índice M tenham sido obtidos.

0 UE 1 seleciona o próximo índice M+1 de seqüência ZC ou o próximo índice na lista e mapeia a próxima assinatura para a seqüência ZC do índice M+1 ou o próximo índice na lista se o número máximo de assinaturas RACH não for alcançado antes de todos os possíveis deslocamentos cíclicos do índice M serem utilizados. O UE 1 determina o deslo-

camento cíclico mínimo Tmin de acordo com a primeira abordagem se

1 <(M + 1) < 2T0 ou N - 2T0 <(M + 1)<N-1.

O UE 1 determina o deslocamento cíclico mínimo Tmin de acordo com a segunda abordagem se

2T0 < (M + 1) < LN/3J ou N - LN/3J < (M + 1) < N -2T0.

O UE 1 determina o deslocamento cíclico mínimo Tmin de acordo com a terceira a-

bordagem se

l_N/3j<(M+ 1)<L2N/3j.

O valor Tmin determinado é então ajustado com deslocamento cíclico mínimo do ín- dice M+1.

O valor Tmin determinado é então ajustado com deslocamento cíclico mínimo do ín-

dice M + 1. O UE 1 então mapeia incrementalmente as próximas assinaturas subsequentes para versões cíclicas deslocadas corretas subsequentes pela extensão de deslocamento cíclico, mínima Tmin do mesmo índice M+1 de seqüência ZC até que o número máximo de assinaturas RACH seja atingido ou todos os deslocamentos cíclicos possíveis do índice M+1

tenham sido obtidos. Esse mapeamento de assinatura é repetido através de todos os índi- ces de seqüências ZC e para quando o número máximo de assinaturas RACH for alcança- do. A Figura 19 ilustra um diagrama de blocos de uma estação móvel (MS) ou UE 1. O AT2 inclui um processador (ou processador de sinal digital) 510, módulo de RF 535, módulo de gerenciamento de potência 505, antena 540, bateria 555, vídeo 515, teclado 520, memó- ria 530, cartão SIM 525 (o qual pode ser opcional), altofalante 545 e microfone 550.

Um usuário introduz informação de instrução, tal como um número telefônico, por exemplo, mediante ação de apertar as teclas de um teclado 520 ou mediante ativação por voz utilizando o microfone 550. O microprocessador 510 recebe e processa a informação de instrução para realizar a função apropriada, tal como discar o número telefônico. Dados ope- racionais podem ser recuperados a partir do cartão de Módulo de Identidade de Assinante (SIM) 525 ou o módulo de memória 530 para realizar a função. Adicionalmente, o processa- dor 510 pode exibir a informação de instrução e operacional no vídeo 515 para referência e conveniência do usuário.

O processador 510 emite a informação de instrução para o módulo RF 535, para i- niciar a comunicação, por exemplo, transmite sinais de rádio compreendendo dados de co- municação de voz. O módulo RF 535 compreende um receptor e um transmissor para rece- ber e transmitir sinais de rádio. Uma antena 540 facilita a transmissão e a recepção dos si- nais de rádio. A partir do recebimento dos sinais de rádio, o módulo RF 535 pode enviar e converter os sinais em frequência de banda base para processamento pelo processador 510. Os sinais processados seriam transformados em informação audível ou legível emitida por intermédio do altofalante 545, por exemplo. O processador 510 inclui também os proto- colos e as funções necessárias para realizar os vários processos aqui descritos.

Como a presente invenção pode ser incorporada em várias formas sem se afastar do espírito ou características essenciais da mesma, deve ser entendido que as modalidades descritas acima não são limitadas por qualquer um dos detalhes da descrição anterior, a me- nos que de outro modo especificado, mas, mais propriamente devem ser consideradas am- plamente dentro de seu espírito e escopo conforme definido nas reivindicações anexas. Por- tanto, todas as alterações e modificações compreendidas dentro dos limites das reivindica- ções ou equivalência de tais limites pretendem ser abrangidas pelas reivindicações anexas.

As modalidades e vantagens anteriormente mencionadas são apenas exemplares e não devem ser consideradas como limitando a presente invenção. O presente ensinamento pode ser prontamente aplicado a outros tipos de aparelhos.

A descrição da presente invenção pretende ser ilustrativa, e não limitar o escopo das reivindicações. Muitas alternativas, modificações, e variações serão evidentes para a- queles versados na técnica. Nas reivindicações, cláusulas de meios-mais-função pretendem abranger a estrutura aqui descrita como realizando a função descrita e não apenas os equi- valentes estruturais, mas também as estruturas equivalentes.

Claims (32)

1. Método de estabelecer uma ligação de comunicação entre um terminal móvel e uma rede, o método CARACTERIZADO por compreender: receber uma indicação de se uma célula de comunicação suporta mobilidade de al- ta velocidade; gerar seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório; e solicitar acesso à rede utilizando uma seqüência selecionada das seqüências gera- das, em que ou as seqüências são geradas de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada ou a seqüência gerada é selecionada de acordo com o fato de se a mobilidade de alta velocidade é suportada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC)1 cíclicas, deslocadas, e compreen- dendo adicionalmente mapear as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas deslocadas.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as possíveis seqüências ZC cíclicas deslocadas se mobilidade elevada não for suportada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüências, o conjunto res- trito determinado de acordo com um índice de seqüência.

5. Método de estabelecer um link de comunicação entre um terminal móvel e uma rede, o método CARACTERIZADO por compreender: gerar seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório, as seqüências geradas de acordo com um processo que ou suporta mobilidade elevada ou não suporta mobilidade de alta velocidade; transmitir uma indicação de se a célula suporta mobilidade de alta velocidade; receber uma solicitação de acesso a partir de um terminal móvel, a solicitação de acesso usando uma seqüência selecionada das seqüências geradas; e correlacionar a solicitação recebida a cada uma das seqüências geradas para de- terminar qual das seqüências geradas foi usada pelo terminal móvel.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC), cíclicas, deslocadas, e compreen- dendo ainda mapear as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas desloca- das.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as possíveis seqüências ZC cíclicas deslocadas se mobilidade de alta velocidade não for suportada.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que cada assinatura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as seqüências possíveis, o conjunto res- trito determinado de acordo com um índice de seqüência.

9. Método de estabelecer um link de comunicação entre um terminal móvel e uma rede, o método CARACTERIZADO por compreender: receber uma indicação de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade: e solicitar acesso à rede utilizando a indicação, em que a indicação indica informação no uso restrito de deslocamentos cíclicos.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a indicação compreende um bit.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que solicitar acesso à rede compreende: gerar seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório; e solicitar acesso à rede utilizando uma seqüência selecionada das seqüências gera- das, em que ou as seqüências são geradas de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suporta ou a seqüência gerada é selecionada de acordo com o fato de se mo- bilidade de alta velocidade é suportada.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC), cíclicas, deslocadas e compreen- dendo ainda mapear as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas desloca- das, cada assinatura de acesso aleatório, disponível, mapeada para uma seqüência ZC cí- clica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüências, o conjunto restrito determinado de acordo com a indicação.

13. Método de estabelecer uma ligação de comunicação entre um terminal móvel e uma rede, o método CARACTERIZADO por compreender: transmitir uma indicação de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade; e receber uma solicitação para acessar a rede a partir do terminal móvel, em que a indicação indica informação sobre o uso restrito de deslocamentos cícli- cos e a solicitação se baseia na indicação.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a indicação compreende um bit.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO por compreen- der: gerar seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório, as seqüências geradas de acordo com um processo que ou suporta alta mobilidade ou não suporta mobilidade de alta velocidade; receber a solicitação de acesso a partir do terminal móvel, a solicitação de acesso usando uma seqüência selecionada das seqüências geradas; e correlacionar a solicitação recebida a cada uma das seqüências geradas para de- terminar qual das seqüências geradas foi usada pelo terminal móvel.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC), cíclicas, deslocadas, e compreen- dendo ainda mapear as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas desloca- das, cada assinatura de acesso aleatório, disponível, mapeada para uma seqüência ZC cí- clica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüências, o conjunto restrito determinado de acordo com a indicação.

17. Terminal móvel para estabelecer uma ligação de comunicação com uma rede, o terminal móvel CARACTERIZADO por compreender: uma unidade transmissora/receptora transmitindo e recebendo mensagens entre o terminal móvel e a rede; uma unidade de vídeo exibindo informação de interface de usuário; uma unidade de entrada recebendo entradas a partir de um usuário; e uma unidade de processamento processando uma indicação recebida de se uma célula de comunicação suporta mobilidade de alta velocidade, gerando seqüências corres- pondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório e controlando a unidade trans- missora/receptora para solicitar acesso à rede utilizando uma seqüência selecionada das seqüências geradas, em que a unidade de processamento ou gera as seqüências de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada ou seleciona a seqüência gerada de acordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada.

18. Terminal móvel, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fa- to de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas deslocadas e a unidade de processamento mapeia adicionalmente as assinaturas permissíveis para as se- qüências ZC cíclicas deslocadas.

19. Terminal móvel, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fa- to de que a unidade de processamento mapeia cada assinatura de acesso aleatório disponí- vel para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as possíveis seqüências ZC cíclicas deslocadas se elevada mobilidade não for suportada.

20. Terminal móvel, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fa- to de que a unidade de processamento mapeia cada assinatura de acesso aleatório disponí- vel para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as seqüências possíveis, o conjunto restrito determinado de acordo com um índice de seqüên- cia.

21. Terminal móvel para o estabelecimento de uma ligação de comunicação com uma rede, o terminal móvel CARACTERIZADO por compreender: uma unidade transmissora/receptora transmitindo e recebendo mensagem entre o terminal móvel e a rede; uma unidade de vídeo exibindo informação de interface de usuário; uma unidade de entrada recebendo entradas a partir de um usuário; e uma unidade de processamento processando uma indicação recebida de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade e controlando a unidade transmissora/receptora para solicitar acesso à rede utilizando a indicação, em que a indicação indica informação sobre uso restrito dos deslocamentos cícli- cos.

22. Terminal móvel, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fa- to de que a indicação compreende um bit.

23. Terminal móvel, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fa- to de que a unidade de processamento controla a unidade transmissora/receptora para soli- citar acesso à rede mediante: geração de seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso a- leatório; e solicitação de acesso à rede utilizando uma seqüência selecionada das seqüências geradas, em que a unidade de processamento ou gera as seqüências de acordo com o fato de se a mobilidade de alta velocidade é suportada ou seleciona a seqüência gerada de a- cordo com o fato de se mobilidade de alta velocidade é suportada.

24. Terminal móvel, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fa- to de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas deslocadas e a unidade de processamento mapeia as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cí- clicas deslocadas, cada assinatura de acesso aleatório disponível mapeada para uma se- qüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüên- cias, o conjunto restrito determinado de acordo com a indicação.

25. Rede para estabelecer uma ligação de comunicação com um terminal móvel, a rede CARACTERIZADA por compreender: um transmissor transmitindo mensagens para o terminal móvel; um receptor recebendo mensagens a partir do terminal móvel; e um controlador gerando seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis pa- ra acesso aleatório, controlando o transmissor para transmitir uma indicação de se a mobili- dade de alta velocidade é suportada, processando uma solicitação de acesso recebida a partir de um terminal móvel que utiliza uma seqüência selecionada das seqüências geradas, e correlacionando a solicitação recebida a cada uma das seqüências geradas para determi- nar qual das seqüências geradas foi usada pelo terminal móvel, em que o controlador gera as seqüências de acordo com um processo que ou suporta elevada mobilidade ou não su- porta mobilidade de alta velocidade.

26. Rede, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADA pelo fato de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas deslocadas e o controlador mapeia as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas deslocadas.

27. Rede, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADA pelo fato de que o controlador mapeia cada assinatura de acesso aleatório disponível para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando todas as possíveis seqüências ZC cíclicas deslocadas se mobi- lidade de alta velocidade não for suportada.

28. Rede, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADA pelo fato de que o controlador mapeia cada assinatura de acesso aleatório disponível para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto restrito de todas as possíveis seqüências, o conjun- to restrito determinado de acordo com um índice de seqüência.

29. Rede para estabelecer uma ligação de comunicação com um terminal móvel, a rede CARACTERIZADA por compreender: um transmissor transmitindo mensagens para o terminal móvel; um receptor recebendo a mensagem a partir do terminal móvel; e um controlador controlando o transmissor para transmitir uma indicação de se uma célula suporta mobilidade de alta velocidade e processando uma solicitação recebida para acessar a rede a partir do terminal móvel, em que a indicação indica informação sobre o uso restrito de deslocamentos cícli- cos e a solicitação de acesso se baseia na indicação.

30. Rede, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADA pelo fato de que a indicação compreende um bit.

31. Rede, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADA pelo fato de que o controlador adicionalmente: gera seqüências correspondendo às assinaturas disponíveis para acesso aleatório, as seqüências geradas de acordo com um processo que ou suporta elevada mobilidade ou não suporta mobilidade de alta velocidade; e correlaciona a solicitação de acesso recebida a cada uma das seqüências geradas para determinar qual das seqüências geradas o terminal móvel usou ao enviar a solicitação de acesso.

32. Rede, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADA pelo fato de que as seqüências geradas são seqüências Zadoff-Chu (ZC) cíclicas deslocadas e o controlador mapeia as assinaturas permissíveis para as seqüências ZC cíclicas deslocadas, cada assi- natura de acesso aleatório disponível é mapeada para uma seqüência ZC cíclica deslocada utilizando um conjunto deslocado de todas as possíveis seqüências, o conjunto restrito de- terminado de acordo com a indicação.