BRPI0419219B1

BRPI0419219B1 - Métodos para designar códigos de embaralhamento para células de uma rede de comunicação móvel celular de CDMA e para planejar uma rede de comunicação móvel celular de CDMA, e, meio de armazenamento legível por computador

Info

Publication number: BRPI0419219B1
Application number: BRPI0419219-2A
Authority: BR
Inventors: Francalanci Indro; Panico Massimiliano
Original assignee: Telecom Italia S.P.A.
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2018-06-26
Also published as: BRPI0419219A; EP1825704A1; ATE429135T1; US20080268856A1; EP1825704B1; WO2006058562A1; US8081605B2; DE602004020690D1

Abstract

métodos para designar códigos de embaralhamento para células de uma rede de comunicação móvel celular de cdma e para planejar uma rede de comunicação móvel celular de cdma, programa de computador, e, produto de programa de omputador. um método para designar códigos de embaralhamento para células de uma rede de comunicação móvel celular de cdma compreende designar para cada célula de um conjunto de células de uma área de rede um atributo de célula adaptado para identificar uma tipologia de célula, e, para cada célula, designar um respectivo código de embaralhamento primário de acordo com a tipologia de célula, explorando o mencionado atributo de célula. o atributo de célula compreende um primeiro valor de atributo (macro) adaptado para identificar urna célula na qual urna complexidade da computação a ser realizada pelo equipamento de usuário para determinar o código de embaralhamento primário de célula deve ser minimizada, e um segundo valor de atributo (micro) adaptado para identificar uma célula na de um equipamento de usuário de comunicações móveis deve ser minimizado. se a célula tiver um valor de atributo igual ao mencionado primeiro atributo, é designado para a célula um código de embaralhamento primário diferente dos códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas. se a célula tiver um valor de atributo igual ao mencionado segundo atributo, é designado para a célula um código de embaralhamento primário que não pertence ao grupo de código ao qual um código de embaralhamento primário designado para uma célula vizinha pertence; no caso de um código de embaralhamento primário que não pertence a um grupo de código ao qual um código de embaralhamento primário designado para uma célula vizinha pertence poder ser encontrado, designar para a célula um código de embaralhamento primário diferente dos códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas.

Description

(54) Título: MÉTODOS PARA DESIGNAR CÓDIGOS DE EMBARALHAMENTO PARA CÉLULAS DE UMA REDE DE COMUNICAÇÃO MÓVEL CELULAR DE CDMA E PARA PLANEJAR UMA REDE DE COMUNICAÇÃO MÓVEL CELULAR DE CDMA, E, MEIO DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEL POR COMPUTADOR (51) Int.CI.: H04W16/12; H04W16/18 (73) Titular(es): TELECOM ITALIA S.P.A.

(72) Inventor(es): INDRO FRANCALANCI; MASSIMILIANO PÂNICO / 20 “MÉTODOS PARA DESIGNAR CÓDIGOS DE EMBARALHAMENTO PARA CÉLULAS DE UMA REDE DE COMUNICAÇÃO MÓVEL CELULAR DE CDMA E PARA PLANEJAR UMA REDE DE COMUNICAÇÃO MÓVEL CELULAR DE CDMA, E, MEIO DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEL POR COMPUTADOR”

Campo da invenção [0001] A presente invenção refere-se geralmente ao campo das telecomunicações, particularmente a redes de comunicações móveis, permitindo comunicações entre usuários móveis. Mais especificamente, a invenção refere-se a redes de comunicações móveis celulares que adotam um esquema de acesso de Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA), como redes celulares da terceira geração.

Fundamentos da invenção [0002] Uma peculiaridade das redes de comunicações móveis celulares é que elas representam uma pluralidade das assim chamadas “células de rede”, onde pelo termo célula é pretendido o conjunto dos pontos geográficos (“pixéis”, no jargão) cobertos sinal eletromagnético de rádio irradiado por uma antena comum. As redes de comunicações móveis, desse modo, provêem a cobertura de uma determinada região geográfica por meio da pluralidade das células de rede.

[0003] Entre os diferentes tipos de redes de comunicações móveis celulares, algumas redes têm uma extremidade frontal de acesso por rádio explorando o esquema de acesso de CDMA ao meio de comunicação compartilhado (rádio). Este é, por exemplo, o caso das redes de comunicações móveis celulares de terceira geração, iniciando correntemente a serem dispostas. Um dos padrões de comunicações móveis de terceira geração é o assim chamado Sistema de Telecomunicações Móveis Universal (UMTS), que é, em particular, o padrão que foi adotado pelas operadoras na Europa. [0004] O CDMA é uma técnica de acessar um meio de comunicações

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 14/38 / 20 compartilhado de acordo com o qual uma mesma largura de banda (um “canal”) de freqüência é designada simultaneamente para todos os usuários solicitantes; a discriminação entre diferentes sinais pretendidos para diferentes usuários é concluída explorando-se um esquema de codificação, de acordo com o qual códigos diferentes são designados para usuários diferentes, e os sinais direcionados aos mesmos são codificados usando os respectivos códigos. Os códigos designados para diferentes usuários e explorados para codificar os sinais direcionados aos mesmos precisam ser “ortogonais”. O processo de codificação compreende uma assim chamada operação de “dispersão”, de acordo com a qual a largura de banda do sinal original (nãocodificado) é ampliada, em particular, dispersada sobre uma largura de banda maior, ao mesmo tempo reduzindo a potência de sinal média. A dispersão é conseguida codificando-se o sinal usando um código que contenha um número maior de símbolos do que o número de bits a serem transmitidos; o sinal codificado, desse modo, tem uma taxa de símbolo (a assim chamada “taxa de chip”) maior do que a taxa de bit do sinal original.

[0005] Um processo de “embaralhamento” é adicionalmente implementado, aplicando-se um “código de embaralhamento” ao sinal depois da operação de dispersão, com o propósito de embaralhar os diferentes símbolos. A operação de embaralhamento não aumenta a largura de banda de sinal (a taxa de símbolo não é mudada comparada à taxa de chip do sinal disperso), e pode ser vista como a adição de uma “cor” ao sinal, que permite identificar a fonte de transmissão. Particularmente, no enlace descendente (ou seja, da estação de base de rádio para o terminal móvel), o processo de embaralhamento permite distinguir os sinais dentro de uma dada célula de rede a partir do sinal dentro de uma célula diferente: para esse fim, diferentes códigos de embaralhamento são usados em diferentes células, em particular se essas células forem vizinhas.

[0006] A adoção do esquema de acesso de CDMA tem um impacto

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 15/38 / 20 sobre os procedimentos de “transferência de controle”, pelos quais, falando de modo geral, é pretendido o conjunto de procedimentos que torna possível manter ativo um serviço provido a um usuário móvel genérico mesmo quando o usuário se move. Em particular, no esquema de acesso de CDMA, um usuário móvel pode explorar um mesmo canal de rádio em diferentes células; desse modo, a passagem de responsabilidade (transferência de controle) de um dado usuário móvel de uma célula de rede para uma outra adjacente à mesma (tipicamente, em conseqüência do movimento do usuário móvel através da área geográfica) pode ser manuseada mantendo-se a comunicação com o usuário ativa sobre o mesmo canal. Em particular, graças ao fato de que os sinais emitidos a partir de diferentes fontes (diferentes antenas que correspondem a diferentes células) são distinguíveis por causa do uso de diferentes códigos de embaralhamento, um mecanismo referido como “transferência de controle suave” (confiando em um tipo particular de receptor no Equipamento de Usuário - UE - chamado “Rake”) permite ao terminal do usuário móvel decodificar os sinais que chegam a partir, e, desse modo, trocar informação com, duas ou mais antenas ou, mais geralmente, com estações de base de rádio diferentes. Em particular, graças a esse mecanismo de “transferência de controle suave”, o UE pode distinguir entre os sinais emitidos por diferentes estações de base de rádio de célula procurando a cor de sinal diferente. Isso tem lugar em áreas particulares, referidas como “áreas de transferência de controle suave” ou “áreas de macrodiversidade”. As diferentes células de rede às quais o UE é conectado simultaneamente formam o assim chamado “conjunto ativo”.

[0007] Como conhecido, no UMTS o conjunto dos códigos de embaralhamento usado no enlace descendente é representado pelos códigos Gold que caracterizam auto-correlação e correlação cruzada baixas. O comprimento do código Gold para o sistema de UMTS é, em princípio, igual a dezoito bits, para um total de 2¹⁸ - 1 = 262.143 códigos diferentes.

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Entretanto, a fim de manter o receptor não tão complexo, somente uma fração desse vasto conjunto de códigos é efetivamente explorada nas implementações práticas. Especificamente, o padrão prescreve que o número de códigos utilizáveis nas redes de UMTS fique limitado a um grupamento de 8.192 códigos diferentes. O grupamento de 8.192 códigos de embaralhamento utilizáveis é subdividido em 512 grupos, cada grupo incluindo 16 códigos, onde um dos dezesseis códigos toma o papel de um assim chamado “código de embaralhamento primário”, e os 15 códigos restantes do grupo são “códigos de embaralhamento secundários”.

[0008] Quando se planeja uma rede de UMTS, ou uma área regional particular da mesma, um código de embaralhamento primário exclusivo (e, conseqüentemente, os 15 códigos de embaralhamento secundários associados àquele código primário), escolhido entre os 512 códigos de embaralhamento primários disponíveis, tem de ser designado para cada célula da área sob planejamento.

[0009] O grupamento de 8.192 códigos de embaralhamento disponível para o uso é considerado adicionalmente como subdividido em 64 grupos de código de 128 códigos cada, onde, dentro do grupo de código genérico, oito códigos entre os 128 códigos são códigos de embaralhamento primários; desse modo, o grupamento de 8.192 códigos de embaralhamento disponíveis inclui 64 grupos de códigos, cada um incluindo oito códigos de embaralhamento primários (e códigos de embaralhamento secundários associados).

[00010] No enlace descendente, o código de embaralhamento primário tem um papel no procedimento chamado “pesquisa de célula”, que inclui o conjunto de operações que permite ao UE se sincronizar à rede e decodificar os canais de controle da célula de rede onde estiver localizado. Especificamente, o UE invoca o procedimento de pesquisa de célula em um dos dois casos:

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- quando quer que o UE esteja ligado e tenha que se registrar na rede pela primeira vez (depois de um cancelamento de registro anterior em conseqüência de um desligamento); ou

- para fins de medição dos canais comuns das células adjacentes, com o objetivo de atualizar o assim chamado “conjunto ativo” das diferentes células de rede às quais o terminal móvel está conectado (um procedimento chamado “re-seleção de célula”).

[00011] O procedimento de pesquisa de célula impacta sobre o desempenho de UE: dependendo da complexidade das operações a serem realizadas, do consumo de carga de bateria de UE, bem como do tempo exigido pelo UE para a sincronização e decodificação do canal de controle (o assim chamado “Canal de Controle de Irradiado” - BCH) sobre o qual os percursos de informação de rede variam. Em particular, o impacto de procedimento de pesquisa de célula sobre o consumo de carga de bateria é maior quando o procedimento é realizado no suporte do procedimento de reseleção célula, porque essa operação é realizada mais freqüentemente comparada à sincronização inicial do UE quando está sendo ligado.

[00012] A designação de códigos de embaralhamento no enlace descendente pode ser efetuada por meio de algoritmos de planejamento, como aquele descrito em Y. H. Jung e Y. H. Lee, “Scrambling code planning for 3GPP W-CDMA systems”, IEEE VTC2001 Primavera, Rodes, Grécia, maio de 2001.

[00013] Em particular, a designação de código de embaralhamento tem de satisfazer uma exigência de re-utilização de código de embaralhamento primário, de acordo com a qual os códigos de embaralhamento primários exclusivos, dentro do conjunto de 512 códigos de embaralhamento primários disponíveis, têm de ser designados univocamente a células vizinhas que pertençam à área geográfica que é planejada. Em particular, duas células genéricas são consideradas células vizinhas se pelo menos um pixel de uma

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 18/38 / 20 célula “toca” um pixel da outra célula (vizinhança geométrica), ou, de acordo com um critério diferente, se existirem porções de uma célula onde o nível de potência de um canal predeterminado, particularmente o canal piloto CPICH (RSCP), da outra célula exceder um limiar predeterminado (vizinhança eletromagnética).

[00014] Como pode ser deduzido a partir do exame feito em S. Kourtis, “Code Planning Strategy for UMTS - FDD networks”, em Procedimentos do VTC2000, Tóquio, Primavera de 2000, a distância entre os códigos de embaralhamento primários designados às células de rede vizinhas impacta o desempenho do UE, afetando diretamente o custo computacional do procedimento de pesquisa de célula, e o tempo de sincronização do UE, no nível de quadro. Em particular, com o aumento do número de códigos de embaralhamento os grupos designados às células adjacentes, dentro do grupamento de 512 códigos de embaralhamento, o tempo necessário para se conseguir a sincronização se eleva, enquanto a complexidade computacional é reduzida. Ao contrário, com a diminuição do número de grupos de códigos de embaralhamento designados para as células adjacentes, dentro do grupamento de 512 códigos de embaralhamento primários, o tempo necessário para se conseguir a sincronização diminui, mas a complexidade computacional aumenta.

[00015] A escolha de qual estratégia adotar não é unívoca, e depende do cenário considerado. De acordo com Kourtis, em um caso de uma rede de micro-célula (ou seja, uma rede tendo células de cobertura de área limitada), típica de um ambiente urbano, é importante minimizar o tempo exigido pelo procedimento de pesquisa de célula, particularmente se os UEs exibirem uma alta mobilidade de maio: um desempenho de sincronização pobre significa que o número de medições tomadas pelo UE por período de medição é pequeno, desse modo, o UE pode não ter a informação necessária exigida para realizar a transferência de controle suave de modo eficaz.

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 19/38 / 20 [00016] No caso de uma rede de macro-célula (com células de rede de cobertura de área relativamente ampla), mais típica de ambientes suburbanos e rurais, a maior dimensão das células permite tolerar atrasos maiores no procedimento de re-seleção de célula. Então, é preferível privilegiar estratégias que minimizem o custo computacional do terminal móvel, aumentando, desse modo, a vida de carga de bateria, também em vista do fato de que, na média, a potência transmitida dos terminais é mais alta em ambientes de macro-célula do que naqueles de micro-célula.

[00017] Kourtis provê linhas guias para planejar os códigos de embaralhamento primários no enlace descendente; em particular, as linhas guias são dadas provendo algumas configurações de planejamento de códigos de embaralhamento primários que devem ser realizadas, e que são expressas em termos do número (M) dos diferentes grupos de código entre os quais os códigos de embaralhamento primários a serem designados às células vizinhas são escolhidos, e o número (L) dos códigos de embaralhamento primários dentro de cada grupo de código.

Sumário da invenção [00018] O requerente tem observado que a abordagem delineada por Jung e Lee encontra uma limitação no fato de que a estratégia de designação de códigos de embaralhamento não leva em consideração a tipologia das células. [00019] Como pode ser deduzido pelo exame feito por Kourtis, dadas duas células vizinhas no conjunto das células sendo planejadas, onde por vizinhança é pretendida tanto a vizinhança geométrica quanto a eletromagnética, ou ambas, e, desde que a exigência de re-utilização de código primário seja satisfeita, a designação dos códigos de embaralhamento pode, apesar disso, conduzir a diferenças substanciais no desempenho dos terminais móveis, dependendo da distância entre os códigos designados para as duas células e da tipologia das células.

[00020] Por outro lado, o requerente observa que as linhas guias

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 20/38 / 20 apresentadas por Kourtis não podem ser aplicadas em geral, porque em alguns casos, como, por exemplo, no caso do padrão de UMTS, o número (L) de códigos de embaralhamento primários dentro de cada grupo de código não é variável, em vez disso é fixo e igual a 8. Além do mais, em uma rede de UMTS real o tamanho do conjunto de células monitorado pelo terminal móvel durante as operações de medição realizadas fora do procedimento de reseleção de célula não pode ser definido a priori, e, desse modo, o limite mais baixo (igual a 12) estabelecido por Kourtis não se aplica.

[00021] Em vista do estado delineado da técnica e problemas correlatos, inconvenientes e limitações, o requerente atacou o problema de como realizar o planejamento de código de embaralhamento, ou seja, como designar códigos de embaralhamento, no enlace descendente, para as células de uma rede de comunicações móvel baseada em CDMA, particularmente uma rede de UMTS, em um modo que leve em conta a tipologia de célula da rede e as peculiaridades dos códigos de embaralhamento primários no sistema UMTS, de modo a aperfeiçoar substancialmente o desempenho dos UEs que negociam entre o consumo de carga de bateria e a velocidade de sincronização.

[00022] De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um método para designar códigos de embaralhamento a células de uma rede comunicações móveis celular de CDMA como apresentada na reivindicação 1 anexa. O método compreende designar para cada célula de um conjunto das células de uma área de rede um atributo de célula identificando uma tipologia de célula; e designar para cada célula do mencionado conjunto das células um respectivo código de embaralhamento primário de acordo com o mencionado atributo de célula.

[00023] Em particular, para cada célula, um conjunto de células vizinhas é definido, de acordo com um critério de vizinhança predeterminado, que pode, por exemplo, incluir um critério de vizinhança geométrica, ou um

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 21/38 / 20 critério de vizinhança eletromagnética.

[00024] Em um modo de realização da presente invenção, o mencionado atributo de célula compreende um primeiro valor de atributo adaptado para identificar uma célula na qual uma complexidade da computação a ser realizada pelo equipamento de usuário para determinar o código de embaralhamento primário de célula deve ser minimizada, e um segundo valor de atributo adaptado para identificar uma célula na qual um tempo de sincronização de um equipamento de usuário de comunicações móveis deve ser minimizado.

[00025] Em um modo de realização da presente invenção, se a célula tem um valor de atributo igual ao mencionado primeiro valor de atributo, o método compreende designar para a célula um código de embaralhamento primário diferente dos códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas.

[00026] Em um modo de realização da presente invenção, se a célula tem um valor de atributo igual ao mencionado segundo atributo, o método compreende designar para a célula um código de embaralhamento primário que pertence a um grupo de código diferente dos grupos de código aos quais os códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas pertencem.

[00027] O método pode compreender adicionalmente designar para a célula um código de embaralhamento primário diferente dos códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas no caso de um código de embaralhamento primário que pertence a um grupo de código diferente dos grupos de código aos quais os códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas pertencem não poder ser encontrado.

[00028] Um outro aspecto da presente invenção diz respeito a um método para planejar uma rede de comunicação móvel celular de CDMA como

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 22/38 / 20 apresentada na reivindicação 9 anexa, compreendendo um método para designar códigos de embaralhamento para as células de uma rede de comunicação móvel celular de CDMA como definida acima.

[00029] O método pode ser implementado em software, e ser implementado por um aparelho de processamento de dados. Desse modo, ainda outros aspectos da presente invenção dizem respeito a um programa de computador capaz de ser carregado diretamente em uma memória de trabalho de um sistema de processamento de dados e adaptado para implementar, quando executado, o método definido acima, e um produto de programa de computador compreendendo, armazenado sobre um meio legível por computador, o mencionado programa de computador.

Descrição resumida dos desenhos [00030] As características e vantagens da presente invenção ficarão visíveis pela seguinte descrição detalhada de um modo de realização da mesma, provida meramente a título de exemplo não limitativo, descrição que será conduzida fazendo referência aos desenhos anexos, onde:

a Figura 1 mostra de modo pictórico uma porção de uma rede de UMTS sendo planejada, pretendida para cobrir uma respectiva área geográfica, com uma pluralidade de células de rede às quais códigos de embaralhamento devem ser designados durante o processo de planejamento;

a Figura 2 representa esquematicamente operações de dispersão e embaralhamento realizadas sobre um sinal a ser transmitido, de acordo com o padrão de UMTS;

a Figura 3 mostra esquematicamente, em termos de um diagrama de tempo, o resultado das operações de dispersão e embaralhamento sobre um sinal a ser transmitido;

a Figura 4 mostra de modo pictórico uma subdivisão nos grupos dos códigos de embaralhamento, de acordo com o padrão de UMTS; e a Figura 5 é um fluxograma esquemático mostrando as etapas

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 23/38 / 20 principais de um método de designação de códigos de embaralhamento de acordo com um modo de realização da presente invenção, para designar códigos de embaralhamento para as células da área de rede que é planejada. Descrição detalhada do(s) modo(s) de realização preferido(s) da invenção [00031] Com referência aos desenhos, na Figura 1 é ilustrada esquematicamente uma porção da rede de UMTS sob planejamento, particularmente uma porção de rede de UMTS pretendida para prover capacidade de comunicações móveis celulares dentro de uma dada área geográfica.

[00032] A porção de rede de UMTS sob consideração, identificada globalmente pelo número de referência 100, compreende uma pluralidade de células C1, C2, C3, C4,..., Cn, cada uma tendo uma cobertura de área relativamente limitada (a cobertura de área da célula genérica dependendo de diversos fatores como, por exemplo, o ambiente onde a rede de UMTS é instalada, como será descrito em maior detalhe mais tarde). Cada uma das células é constituída de uma pluralidade de pixéis, ou seja, elas são o conjunto dos pontos geográficos cobertos e servidos pelo sinal eletromagnético de rádio irradiado por uma respectiva antena da célula.

[00033] Usualmente, os grupos de três a seis células (em média) são gerenciadas por uma entidade de rede chamada “Nó B”, como os Nós B 105a e 105b no desenho (onde, meramente a título de exemplo, é presumido que as células C1, C2, C3 e C4, sejam gerenciadas pelo Nó B 105a, e que a célula Cn seja gerenciada pelo Nó B 105b).

[00034] Os grupos de Nós B são gerenciados por um Controlador de Rede de Rádio (RNC), como o RNC 110 mostrado no desenho; os RNCs são conectados à rede de UMTS de núcleo 115.

[00035] No desenho, as células C1, C2, C3, C4,..., Cn são ilustradas como parcialmente sobrepostas, a fim de esquematizar um conceito de “vizinhança de célula”. A vizinhança pode ser definida adotando-se diferentes

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 24/38 / 20 critérios: por exemplo, como mencionado no texto anterior, duas células genéricas podem ser consideradas como vizinhas se pelo menos um pixel de uma célula “toca” um pixel de uma outra célula (vizinhança geométrica); alternativamente, duas células genéricas podem ser consideradas como vizinhas se porções de uma célula existirem onde o nível de energia de um canal de comunicações predeterminado, por exemplo, o canal piloto de Canal Piloto de Controle CPICH (RSCP), de uma outra célula exceder um limiar predeterminado (vizinhança eletromagnética).

[00036] Um UE genérico, como o UE 125 ilustrado como localizado dentro da célula C1, pode, desse modo, receber os sinais transmitidos pelas antenas das diferentes células, e ser capaz de diferenciar entre eles.

[00037] Essa diferenciação dos sinais que chegam a partir de diferentes transmissores é tornada possível pela adoção da técnica de acesso de CDMA. Fazendo referência às Figuras 2 e 3, cada transmissor (particularmente, o transmissor da célula de rede genérica) implementa uma dispersão e um subseqüente embaralhamento do sinal a ser transmitido. O sinal (dados) a ser transmitido 205, tendo uma dada taxa de símbolo (usualmente chamada de taxa de bit), é primeiro submetido a um processo de dispersão 210, usando um código de dispersão 215, a fim de “alargar” seu espectro e distribuir (e, desse modo, abaixar) sua potência sobre a inteira largura de banda de canal. O código de dispersão 215 tem um número maior de símbolos do que o sinal a ser transmitido 205, desse modo, o sinal disperso 220 tem uma taxa de símbolo (uma taxa de chip, no jargão) mais alta do que a taxa de bit do sinal inicial 205.

[00038] O sinal disperso é, então, submetido a um processo de embaralhamento 225, usando um código de embaralhamento ou seqüência de embaralhamento 230. O processo de embaralhamento de sinal não muda a taxa de chip, desse modo, o sinal 235 a ser transmitido “irradiado” tem uma taxa de chip igual àquela do sinal disperso.

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 25/38 / 20 [00039] O processo de embaralhamento é usado para tornar os sinais transmitidos pelos transmissores das diferentes células distinguíveis.

[00040] Para esse fim, toda célula tem de usar um código de embaralhamento exclusivo, e, desse modo, um problema da designação de código de embaralhamento cresce.

[00041] Como mencionado no texto anterior, no padrão de UMTS o conjunto dos códigos de embaralhamento usado no enlace descendente é representado pelos códigos de Gold que caracterizam auto-correlação e correlação cruzada baixas. O comprimento do código de Gold para o sistema de UMTS é igual a dezoito bits, desse modo, em princípio, um total de 2¹⁸ - 1 = 262.143 códigos diferentes estaria disponível. Entretanto, a fim de manter o receptor (particularmente, aquele no dispositivo dos UEs) não muito complexo, somente uma fração desse vasto conjunto de códigos é efetivamente explorada. Especificamente, o padrão prescreve que o número de códigos utilizáveis nas redes de UMTS seja de 8.192.

[00042] Fazendo referência à Figura 4, o grupamento de 8.192 códigos de embaralhamento utilizáveis (identificado globalmente por 400 no desenho) é subdividido em 64 grupos, como o grupo GR1 no desenho, onde cada um dos mencionados grupos de códigos de embaralhamento, como ilustrado no desenho, contém 128 códigos de embaralhamento diferentes.

[00043] Dentro dos 8.192 códigos de embaralhamento diferentes, 512 deles são selecionados e adotados como “códigos de embaralhamento primários” PSC, enquanto os códigos de embaralhamento restantes são “códigos de embaralhamento secundários” SSC. Isso simplifica os procedimentos de pesquisa do código de embaralhamento e a identificação de célula pelo UE: de fato, alguns dos canais (por exemplo, o Canal Físico de Controle Comum - CCPCH - e o Canal Piloto Comum - CPICH) sempre usam o código de embaralhamento primário, enquanto outros canais físicos no enlace descendente podem usar tanto o código de embaralhamento

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 26/38 / 20 primário quanto um código de embaralhamento secundário.

[00044] Definindo-se os 512 códigos de embaralhamento primários, o grupamento de 8.192 códigos de embaralhamento diferentes pode ser visto como subdividido em 512 conjuntos de 16 códigos de embaralhamento cada, onde um dos dezesseis códigos de embaralhamento é um código de embaralhamento primário, os restantes 15 sendo códigos de embaralhamento secundários.

[00045] Portanto, com referência novamente à Figura 4, cada grupo dos 128 códigos de embaralhamento, como o grupo GR1, inclui oito conjuntos de 16 códigos de embaralhamento, e, desse modo, oito códigos de embaralhamento primários (aqueles ilustrados como quadrados sombreados), com os códigos de embaralhamento secundários associados.

[00046] A área geográfica representada esquematicamente na Figura 1 é presumida para ser uma área da rede de UMTS a ser planejada. Planejar a área de rede significa, entre outros problemas, designar códigos de embaralhamento (primários) para diferentes células da área sob planejamento. [00047] A seguir, é descrito um método de acordo com um modo de realização da presente invenção, adaptado para ser usado no processo de planejamento de rede de UMTS, para designar os códigos de embaralhamento para as diferentes células de rede da área sob planejamento. Será feita referência ao fluxograma esquemático da Figura 5.

[00048] Primeiramente, um conjunto

C = {C1, C2,..., Cn}, com n indicando um inteiro positivo é criado, onde C indica o conjunto de n células C1, C2,..., Cn que pertencem à área de rede que é planejada, e para o qual é necessário designar o respectivo código de embaralhamento primário (bloco 505). O número n de células, e sua natureza, particularmente sua cobertura de área, são presumidos ter sido definidos em avanço, de acordo com critérios como carga de tráfego a ser gerenciada, a distribuição geográfica de tráfego, o alvo de acessibilidade de

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 27/38 / 20 rede (por exemplo, interno, externo, “no carro”,...), a mobilidade de trafego (por exemplo, a velocidade média dos usuários), os alvos de área a serem servidos etc.

[00049] Então, são designados atributos a cada célula no conjunto C (bloco 510). Para este fim, deixemos

I = {I1, I2,..., In} indicar um conjunto dos indicadores de célula I1, I2,..., In, cada indicador de célula estando relacionado a uma respectiva célula C1, C2,..., Cn; de acordo com um modo de realização da presente invenção, o indicador de célula genérico Ik pode tomar um de dois “valores” possíveis: um valor MACRO e um valor MICRO. Especificamente, o indicador genérico Ik toma o valor MACRO no caso da tipologia da respectiva célula Ck ser tal que a designação do código de embaralhamento para a respectiva célula Ck tenha de ser realizada minimizando a complexidade computacional exigida para o UE genérico, mesmo se isso penalizar a velocidade de sincronização. Ao contrário, o indicador de célula Ik toma o valor MICRO no caso da tipologia da célula ser tal que a designação do código de embaralhamento para a respectiva célula Ck tenha de ser realizada minimizando o tempo de sincronização, penalizando a complexidade computacional exigida para o terminal móvel genérico. Por exemplo, uma célula de rede genérica é caracterizada por um atributo MICRO no caso dela pertencer a um ambiente de rede micro-celular, como em ambientes densos, urbanos; diferentemente, uma célula de rede é caracterizada por um atributo MACRO no caso dela pertencer a um ambiente macro-celular, como em um ambiente suburbano/rural.

[00050] Além do mais, para a célula genérica Ck do conjunto C, um conjunto A^Ik das células vizinhas é definido (bloco 515), onde qualquer outra célula do conjunto C é considerada vizinha à célula Ck baseada em um critério de vizinhança predeterminado, por exemplo, o critério de vizinhança

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 28/38 / 20 geométrica ou o critério de vizinhança eletromagnética definidos no texto anterior (é salientado, entretanto, que diferentes critérios de vizinhança podem ser adotados).

[00051] Desse modo, o conjunto C das células pode ser convenientemente representado como:

C = {C1(I1, A¹1), C2(I2, A¹2),..., Cn(In, A¹n)}.

[00052] Além disso (bloco 520), o grupamento P dos m códigos de embaralhamento primários PSC1, PSC2,..., PSCm disponíveis para o uso na área sob planejamento é definido:

P = {PSC1, PSC2,..., PSCm}, subdividido em grupos como ilustrado na Figura 4, onde o grupamento P pode incluir todos os 512 códigos de embaralhamento primário disponíveis dentro do total de 8.192 códigos de embaralhamento, ou somente um subconjunto dos mesmos.

[00053] De acordo com um modo de realização da presente invenção, o conjunto C das células na área sob planejamento é, então, classificado considerando-se o número de células vizinhas da célula genérica, como indicado pela cardinalidade dos conjuntos A¹1, A¹2,..., A¹n (bloco 525). Isso significa que, nas etapas subseqüentes do método, as células tendo um número mais alto de vizinhas são processadas primeiro.

[00054] Então, as restrições a serem respeitadas no procedimento de designação de código de embaralhamento primário são estabelecidas (bloco 530). Em particular, de acordo com um modo de realização da presente invenção, duas restrições são estabelecidas:

- uma primeira restrição (RESTRIÇÃO A) impedindo a designação dos mesmos códigos de embaralhamento primários a células vizinhas (essa restrição corresponde à restrição principal de re-utilização de código de embaralhamento primário);

- uma segunda restrição (RESTRIÇÃO B) de acordo com a

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 29/38 / 20 qual os códigos de embaralhamento primários que pertencem a um mesmo grupo (como o grupo GR1 na Figura 4) dos códigos de embaralhamento devem ser designados a células vizinhas.

[00055] De acordo com um modo de realização da presente invenção, a segunda restrição (RESTRIÇÃO B) é suscetível de ser relaxada (para a primeira restrição menos rigorosa RESTRIÇÃO A) no caso dela ser de prejuízo para a possibilidade de designar os códigos de embaralhamento primários para as células; diferentemente, a primeira restrição, que corresponde à restrição de re-utilização de código de embaralhamento primário mencionada acima, é uma exigência mandatária e não pode em nenhum caso ser relaxada.

[00056] Um intervalo [min, max] de códigos de embaralhamento primários é, então, definido (bloco 535), dentro do grupamento de código de embaralhamento primário (possivelmente, todos os 512 códigos de embaralhamento).

[00057] Um procedimento repetitivo é, então, realizado: um contador de voltas i é inicializado para “1” (bloco 540), e a primeira célula no conjunto (classificado) C é selecionada para ser processada (bloco 545).

[00058] Para a célula Ci selecionada, o conjunto de exigências a serem respeitadas no procedimento de designação de código de embaralhamento primário é inicializado. Em particular, primeiro é verificado se o atributo Ii para a Ci selecionada é MICRO (bloco de decisão 550). Em caso afirmativo (ramo de saída Y do bloco de decisão 550), significando que a célula Ci tem uma cobertura de área limitada, como é típico de, por exemplo, ambientes urbanos, densos, ou, em geral, qualquer ambiente micro-celular, o conjunto de exigências é inicializado para {A,B} (bloco 555), ou seja, o procedimento de designação de código de embaralhamento primário tentará designar para células vizinhas códigos de embaralhamento primários do mesmo grupo. Se, em vez disso, for verificado que o atributo Ii para a célula selecionada Ci é

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MACRO (ramo de saída N do bloco de decisão 550), significando que a célula tem uma cobertura de área relativamente ampla, como é típico, por exemplo, de ambientes suburbanos ou rurais, ou, em geral, qualquer ambiente macrocelular, o conjunto de exigências é inicializado para {A} (bloco 560), ou seja, o procedimento de designação de código de embaralhamento primário respeitará somente a restrição de re-utilização de código de embaralhamento primário, evitando designar o mesmo código de embaralhamento primário para células vizinhas.

[00059] Então, para a célula selecionada Ci um vetor binário

TAVi = [a_min, ai, a2,..., a_max], com ακ = 0 ou 1 é construído, dependendo do conjunto de exigências. Em particular, se for verificado que o conjunto de exigências é {A} (ramo de saída Y do bloco de decisão 565), o vetor binário TAVi é tal que (bloco 570):

- ακ = 1 se existir uma célula vizinha da célula selecionada Ci (ou seja, uma célula que pertença ao conjunto A¹i) à qual o código de embaralhamento primário PSCk tenha sido designado; enquanto

- ακ = 0 de outro modo.

[00060] Em vez disso, se for verificado que, para a célula selecionada Ci, o conjunto de exigências é {A, B} (ramo de saída N do bloco de decisão 565), o vetor binário TAVi é construído de tal modo que (bloco 575):

- ακ = 1 se existir uma célula vizinha da célula selecionada Ci (ou seja, uma célula que pertence ao conjunto A¹i) para a qual um código de embaralhamento primário que pertence ao grupo GRk dos códigos de embaralhamento primários incluindo o código PSCk tenha sido designado; enquanto

- ακ = 0 de outro modo.

[00061] Depois de ter construído o vetor binário TAVi apropriado, o vetor é escaneado, iniciando a partir da componente de vetor amin que corresponde ao código de embaralhamento primário mais baixo no intervalo utilizável [min, max], na pesquisa da componente de vetor binário ακ encontrada que seja igual a “0” (bloco 580).

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 31/38 / 20 [00062] Quando essa componente ακ = “0” é encontrada (ramo de saída Y do bloco de decisão 583), o código de embaralhamento primário PSCk correspondente (junto com o conjunto associado dos 15 códigos de embaralhamento secundários) é designado para a célula Ci (bloco 585). [00063] O contador de volta i é aumentado em um (bloco 587), e o fluxo de operação salta de volta para o bloco 545 (conector J2); uma nova célula Ci é selecionada e processada do modo descrito acima, a não ser que todas as células do conjunto C já tenham sido processadas (bloco de decisão 589), caso no qual o procedimento termina.

[00064] Se, do contrário, nenhuma componente ακ = “0” for encontrada (ramo de saída N do bloco de decisão 583), as restrições para o procedimento de designação de código de embaralhamento primário são relaxadas (bloco 591). Em particular, relaxar as restrições significa que, se o conjunto de restrições corrente for {A, B}, a restrição B é eliminada, e o conjunto de restrições é rebaixado na classificação para o conjunto vazio {0}.

[00065] Então, o fluxo de operação salta de volta para o bloco 565 (conector J1), a não ser que seja verificado que o conjunto de restrições atualizado é o conjunto vazio (bloco de decisão 593), caso no qual é decretado que a designação do código de embaralhamento para a célula Ci é impossível porque a restrição básica de re-utilização não pode ser satisfeita (bloco 595). O procedimento, então, termina.

[00066] Por exemplo, se a restrição for relaxada de { A, B} para { A} (o que acontece se um código de embaralhamento primário que pertence a um grupo de código diferente dos grupos de código aos quais os códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas pertencem não puder ser encontrado), o algoritmo designa para a célula um código de embaralhamento primário diferente dos códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas, independentemente do grupo de código. [00067] No final do procedimento, um código de embaralhamento

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 32/38 / 20 primário respectivo (e os códigos de embaralhamento secundários associados) é designado para cada célula na área sob planejamento, a não ser que o procedimento termine pela impossibilidade de designar os códigos de embaralhamento que satisfaçam a exigência de re-utilização.

[00068] No caso da impossibilidade de designar para uma ou mais células os códigos de embaralhamento que satisfazem a exigência de re-utilização, o algoritmo pode designar para aquelas células um código particular externo ao conjunto dos códigos considerados anteriormente.

[00069] Graças à presente invenção, da qual um modo de realização particular foi apresentado no texto anterior, é possível alocar os códigos de embaralhamento primários (no enlace descendente) para as células de rede levando em conta as restrições relacionadas ao tipo de ambiente ao qual a célula genérica pertence (por exemplo, um ambiente micro-celular ou um ambiente macro-celular), e otimizar a designação de código de embaralhamento, otimizando a negociação entre a minimização dos tempos de sincronização necessários para o terminal em ambientes urbanos urbanos/densos e/ou microcelulares (células qualificadas como MICRO), e a minimização da complexidade de computação proposta sobre o terminal em ambientes suburbanos/rurais e/ou macro-celulares (células qualificadas como MACRO).

[00070] O método de acordo com a presente invenção pode ser implementado por meio de um programa executado por um aparelho de processamento de dados adequado, como um computador pessoal ou estação de trabalho.

[00071] Embora a presente invenção tenha sido revelada e descrita por meio de alguns modos de realização, é visível para aqueles experientes na técnica que diversas modificações nos modos de realização descritos, bem como em outros modos de realização da presente invenção são possíveis sem se afastar do espírito ou das características essenciais da mesma/do escopo da mesma como definido nas reivindicações anexas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para designar códigos de embaralhamento para células de uma rede de comunicação móvel celular de CDMA, compreendendo:

- designar para cada célula (C1-Cn) de um conjunto de células de uma área de rede (100) um atributo de célula identificando uma tipologia de célula;

- designar para cada célula do mencionado conjunto de células um respectivo código de embaralhamento primário (PSC) de acordo com o mencionado atributo de célula;

caracterizado pelo fato de o mencionado atributo de célula compreende um primeiro valor de atributo (MACRO) adaptado para identificar uma célula na qual uma complexidade da computação a ser realizada pelo equipamento de usuário para determinar o código de embaralhamento primário de célula deve ser minimizada, e um segundo valor de atributo (MICRO) adaptado para identificar uma célula na qual um tempo de sincronização de um equipamento de usuário de comunicações móveis deve ser minimizado.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:

para cada célula, definir um conjunto de células vizinhas de acordo com um critério de vizinhança predeterminado.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado critério de vizinhança inclui um critério de vizinhança geométrica.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado critério de vizinhança inclui um critério de vizinhança eletromagnética.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

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4, caracterizado pelo fato de que designar para cada célula do mencionado conjunto de células um respectivo código de embaralhamento primário compreende:

se a célula tiver um valor de atributo igual ao mencionado primeiro valor de atributo, designar para a célula um código de embaralhamento primário diferente dos códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

5, caracterizado pelo fato de que designar para cada célula do mencionado conjunto de células um respectivo código de embaralhamento primário compreende:

se a célula tiver um valor de atributo igual ao mencionado segundo atributo, designar para a célula um código de embaralhamento primário que pertence a um grupo de código diferente dos grupos de código aos quais os códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas pertencem.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:

no caso de um código de embaralhamento primário que pertence a um grupo de código diferente dos grupos de código aos quais os códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas pertencem não ser encontrado, designar para a célula um código de embaralhamento primário diferente dos códigos de embaralhamento primários designados para as células vizinhas.
8. Método para planejar uma rede de comunicação móvel celular de CDMA compreendendo um método para designar códigos de embaralhamento para células de uma rede de comunicação móvel celular de CDMA, como definido na reivindicação 1, o método compreendendo:

- designar para cada célula (C1-Cn) de um conjunto de células

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 35/38 de uma área de rede (100) um atributo de célula identificando uma tipologia de célula;

- designar para cada célula do mencionado conjunto de células um respectivo código de embaralhamento primário (PSC) de acordo com o mencionado atributo de célula;

caracterizado pelo fato de o mencionado atributo de célula compreende um primeiro valor de atributo (MACRO) adaptado para identificar uma célula na qual uma complexidade da computação a ser realizada pelo equipamento de usuário para determinar o código de embaralhamento primário de célula deve ser minimizada, e um segundo valor de atributo (MICRO) adaptado para identificar uma célula na qual um tempo de sincronização de um equipamento de usuário de comunicações móveis deve ser minimizado.
9. Meio de armazenamento legível por computador, caracterizado pelo fato de compreender instruções legíveis por computador que, quando lidas por um computador, fazem com que o mesmo realize as seguintes etapas:

- designar para cada célula (C1-Cn) de um conjunto de células de uma área de rede (100) um atributo de célula identificando uma tipologia de célula;

- designar para cada célula do mencionado conjunto de células um respectivo código de embaralhamento primário (PSC) de acordo com o mencionado atributo de célula;

em que o mencionado atributo de célula compreende um primeiro valor de atributo (MACRO) adaptado para identificar uma célula na qual uma complexidade da computação a ser realizada pelo equipamento de usuário para determinar o código de embaralhamento primário de célula deve ser minimizada, e um segundo valor de atributo (MICRO) adaptado para identificar uma célula na qual um tempo de sincronização de um equipamento

Petição 870180039138, de 11/05/2018, pág. 36/38 de usuário de comunicações móveis deve ser minimizado.

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