BRPI0108933B1 - método para roaming vertical automático sem interrupção - Google Patents

Abstract

"sistema e método para mobilidade vertical automática sem conexão física entre wlans wwans". uma estação móvel (ms) é capaz de mover-se verticalmente em qualquer direção entre duas redes diferentes, isto é wwan e wlan. a ms é equipada com um rádio de modo duplo para transmissões wwan e wlan. o rádio wlan está ligado a um controlador de portão de empreendimento wlan (egc) via uma primeira ligação por ar e o rádio wwan está ligado a uma estação transceptora base wwan (bts) via uma segunda ligação por ar. o egc está conectado a um centro de comutação móvel (msc) que por sua vez está conectado ao bts. uma chamada de voip sendo emitida a partir do rádio wlan para um parceiro remoto na wwan transicionará ou comutará sem conexão física através de uma conexão wwan quando a ms detectar taxas de erro de pacote, retorno de escala freqüente ou degradação de sinal consistente. com tais condições, o rádio wlan solicita a egc para pedir uma transferência de chamada explícita via o msc para a porção de rádio wwan integrada na ms a qual automaticamente aceita a chamada baseado na informação referenciada armazenada no módulo de identificação de assinante (sim) . uma vez que o rádio wwan é confirmado conectado ao parceiro remoto na wwan, o rádio wlan derruba a conexão wlan. uma chamada entrando entre a ms e um usuário remoto via a wwan transicionará para o rádio wlan quando a ms entrar em cobertura wlan. a ms emite um ect para a wlan. após verificação de usuário pelo rádio wlan e os sinais egc de aceitação da chamada, a conexão por rádio wwan é derrubada e a chamada é agora estabelecida entre o rádio wlan e o parceiro remoto na wwan.

Description

"MÉTODO PARA ROAMING VERTICAL AUTOMÁTICO SEM INTERRUPÇÃO" Antecedentes da invenção Campo da invenção [001] Esta invenção relaciona-se com sistemas, métodos e produtos de programas de comunicações. Mais particularmente, esta invenção relaciona-se com roaming vertical automático e sem interrupção entre uma rede de área local sem fio (WLAN) e uma rede de área ampla sem fio (WWAN) enquanto mantém uma chamada de voz ou conexão de dados em streaming ativa: sistemas, métodos e produtos de programa.

Descrição da técnica anterior [002] Assistentes digitais pessoais sem fio (WPDA) e telefones celulares "inteligentes" são os mais populares dispositivos conhecidos para prover acesso de "Internet móvel" para o mercado de consumidor em massa. Neste ponto, ninguém ainda desenvolveu uma tecnologia que combine Protocolo de Internet através de voz (VoIP) baseado em WLAN e Dados em streaming com telefonia comutada por circuito WWAN tal que a transição entre conexões de voz WWAN e WLAN ocorra sem interrupção e automaticamente. Com tal desenvolvimento, telefonia de voz baseada em WLAN proverá um beneficio a portadores que gerenciem ambas infraestruturas para moverem sem interrupção e automaticamente tráfego de redes WWAN sobrecarregadas para redes WLAN de largura de banda mais alta quando o assinante se move. Fabricantes de equipamentos portadores e de redes que produzem produtos de infraestrutura tanto WWAN quanto WLAN podem agora ter um mecanismo para um negócio de sucesso e modelo de cobrança em torno de acesso de Internet móvel baseado tanto em WWAN quanto em WLAN de velocidade mais alta. Em adição, empreendimentos em excesso e mercados ao nível de consumidor se expandirão com um efeito dominó à medida que profissionais da área de comunicações móveis procurem trazer os benefícios de seus acessos de voz baseados em Internet e IP de alta velocidade para suas casas e pequenos escritórios.

[003] A técnica anterior relacionada com transferência automática de voz ou dados entre redes sem fio diferentes inclui: (1) A USP 5,682,379 divulga um aparato transceptor para criar uma rede de área local pessoal entre um terminal de computador e um ou mais dispositivos periféricos. Um transceptor separado está conectado ao terminal de computador e a cada dispositivo periférico. Os transceptores podem ser conectados ao terminal ou dispositivo periférico quer internamente ou externamente. Um Rádio de baixa potência é usado para comunicar informação entre o terminal de computador e os dispositivos periféricos. Transceptores diferentes podem ser usados para modificar a freqüência e potência do portador da rede de área local. O microprocessador está localizado dentro de cada transceptor e controla o fluxo de informações do transceptor incluindo o protocolo de comunicação que permite cada dispositivo saber se outros dispositivos estão se comunicando, quais dispositivos estão sendo comunicados, e seletivamente endereçar os dispositivos periféricos. Um protocolo de comunicação Idle Sense é usado para transferir informações entre o terminal de computador e os dispositivos periféricos, aumentando a eficiência no gerenciamento de potência e compensando colisões de transmissões. (2) A USP 5,790,527 divulga um sistema, aparato e método de comunicações por Rádio por troncos para atualizar com transparência instalações de comunicações de acesso múltiplo por divisão de freqüência (FDMA) existentes para acomodar comunicações por acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA). Canais TDMA são adicionados a sitios FDMA existentes em uma base individual para aumentar eficiência espectral e capacidade enquanto ainda sendo compatíveis com equipamentos e protocolos FDMA existentes. Por exemplo, os canais de controle e protocolos FDMA existentes são usados por sítios de modo dual e Rádios de modo dual. Um transceptor de Rádio de modo dual participa seletivamente em comunicações de Rádio por troncos em quer um modo FDMA ou em um modo TDMA. Cada Rádio de modo dual inclui uma memória para armazenar um identificador de modo identificando cada canal como um canal de trabalho FDMA ou TDMA. Quando uma atribuição de canal é feita, o Rádio de modo dual determina a partir daquele identificador de modo de canal armazenado na memória se operará no modo FDMA ou TDMA para aquela particular comunicação. Além disso, Rádios de modo dual aceleram a sincronização para um canal trabalhando em TDMA (intervalo de tempo) usando uma relação de temporização estabelecida entre o canal de controle FDMA e os canais de trabalho TDMA. No contexto de comunicações por Rádio por troncos, de múltiplos sítios, a presente invenção provê inter-operabilidade entre os sítios e Rádios que tenham capacidades de comunicações TDMA e sítios e Rádios que tenham somente capacidades FDMA. (3) A USP 6, 075, 985 divulga um sistema de acesso sem fio fixo incluindo uma estação base para comunicação bidirecional com um centro de comutação, uma central de comutação privada (PBX) para comunicação bidirecional com uma pluralidade de estações de usuário, e uma interface de tronco sem fio (WTI). A WTI comunica-se com a estação base através de uma ligação aérea sem fio bidirecional e com o PBX através de uma linha de tronco bidirecional. Uma vez que a ligação sem fio é estabelecida entre uma unidade de rádio dual (DRU) na estação base e um transceptor na WTI, os intervalos normalmente alocados ao número do diretório das partes chamada e chamadora na atual interface aérea devem ser usados para identificar o transceptor envolvido na troca de informações. Portanto, o DN da estação chamada por trás do PBX é transmitido para o WTI usando outros campos da interface aérea, e apresentado ao PBX em um formato aceitável para estabelecer uma conexão correta (serviço DID). Similarmente, o DN da estação chamadora por trás do PBX, é transmitido para a estação base e apresentado ao centro de comutação usando um formato aceitável para uso pelo centro de comutação (serviço AIOD).

[004] Nenhuma das técnicas anteriores divulga roaming vertical automática e sem interrupção entre uma WLAN e uma WWAN detectando disponibilidade de segunda rede para comutação enquanto mantendo uma conexão ativa de voz ou dados na primeira rede tal que a conexão existente seja mantida e a transição seja continua.

Sumário da invenção [005] Uma estação móvel (MS) é capaz de mover-se verticalmente entre duas redes diferentes, isto é, WWAN e WLAN onde a WWAN inclui o Sistema de Rádio de Pacote Geral (GPRS) usando a infra-estrutura do Sistema Global de comunicações Móveis (GSM). GSM e GPRS servem como um exemplo nesta descrição mas o método é igualmente aplicável a outros tipos de rede WWAN. Uma vez que todas redes WWAN que portam chamadas de voz comutadas por circuito através da rede telefônica de serviço público (PSTN) devem também suportar um subconjunto de alguns serviços suplementares de PSTN básicos, serviços suplementares de GSM incluem Transferência de Chamada Explicita (ECT) e Identificação do Chamador (Cl) . A estação móvel é equipada com um Rádio de modo dual para transmissões WWAN e WLAN. 0 Rádio WLAN é ligado a um Controlador de Gateway [Gateway] Empresarial WLAN (EGC) via uma primeira ligação aérea e o Rádio WWAN é ligado a uma Estação Transceptora Base WWAN (BTS) via uma segunda ligação aérea. 0 EGC é conectado ao Centro de Comutação Móvel (MSC) que está por sua vez conectado ao BTS e a natureza destas conexões pode ser de qualquer configuração padrão por fio ou sem fio atualmente incorporada como técnica anterior. Uma chamada de Vo IP sendo emitida de um Rádio WLAN para um terminal remoto envolvido na WLAN transicionará ou comutará sem interrupção através da conexão WWAN quando a estação móvel detectar taxas de erro de pacote, retorno de escala frequente ou degradação de sinal consistente. Com tais condições, o Rádio WLAN solicita o EGC para pedir uma Transferência de Chamada Explicita ou uma chamada de conferência via o MSC para a porção de Rádio WWAN integrada à estação móvel que automaticamente aceita a chamada baseado em informação referenciada armazenada no módulo de identificação de assinante do usuário (SIM) . Uma vez que o Rádio WWAN é confirmado conectado ao terminal remoto envolvido na WWAN, o Rádio WLAN derruba a conexão WLAN. Uma chamada entrando entre a estação móvel e um usuário remoto via a WWAN transicionará para o Rádio WLAN quando a estação móvel entrar na cobertura da WLAN. A MS emite um pedido de chamada de conferência ou ECT para a WLAN. Após verificação de usuário pelo Rádio WLAN e a aceitação de sinais EGC da chamada, a conexão de Rádio WWAN é derrubada e a chamada é agora estabelecida entre o Rádio WLAN e o terminal remoto envolvido na WWAN. A sinalização da WLAN e o tráfego de VoIP da WLAN são sincronizados para intervalos de tempo de GSM vagos. 0 tráfego de voz de WLAN ocorrerá durante intervalos de tempo de sinalização do GSM. A sinalização da WLAN ocorrerá durante intervalos de tempo GSM vagos. Segmentos de tráfego de dados de VoIP de WLAN são coletados e comprimidos por um processador de sinal digital aproximadamente a cada 10 ms e incluem compansão digital (expansão digital). Pacotes chegando para o Rádio de modo dual móvel são armazenados temporariamente em um Ponto de Acesso (AP) uma vez que o móvel permanece sincronizado com intervalos de tempo ("time slots") WWAN livres. Uma vez que o móvel é capaz de acessar a rede WLAN, ele emitirá um comando de "Pesquisa PS" [PS poli] para recuperar quadros armazenados temporariamente a partir do AP. Um processador recebe quadros de dados WLAN brutos de um processador de banda base e extrai as amostras de voz dos quadros de dados. As amostras são colocadas em um "buffer de jitter" antes da conversão para uma streaming de áudio. O "buffer de jitter" equaliza os atrasos randômicos associados com os instantes de chegada de pacotes através de uma rede baseada em pacotes. A ESTAÇÃO MÓVEL passivamente escaneia por uma rede WLAN escutando sinais emitidos por um ponto de acesso AP ou uma outra identificação de conjunto de serviço básico móvel.

[006] Alternativamente, o móvel pode escanear ativamente por uma rede emitindo comandos de "Requisição de sondagem". Descrição dos desenhos [007] A invenção será adicionalmente compreendida a partir da descrição seguinte de uma configuração preferida tomada em conjunção com um desenho anexo, no qual: [008] A fig. 1 é uma representação de Roaming Vertical sem interrupção (SVR) entre uma estação base WWAN; um ponto de acesso WWLAN e um transceptor mestre de Rede Assistente Pessoal Sem Fio (WAN), as redes WWAN e WPAN provendo roaming horizontal entre redes;

[009] A fig. 2 é uma representação de uma rede GSM/GPRS da técnica anterior ligada a usuários via ligações sem fio e a pontos de acesso por dispositivos móveis em funcionamento, a rede GSM/GPRS sendo acoplada a redes externas incluindo ISDN, PSTN, a Internet, etc.;

[0010] A fig. 3 é uma tabela de tipos de canais lógicos para tráfego e controle na rede da técnica anterior da fig. 2;

[0011] A fig. 4 é uma representação de um processo de estabelecimento de chamada originado por um dispositivo móvel na rede da fig. 2;

[0012] A fig. 5 é uma representação de um dispositivo móvel recebendo uma chamada na rede da fig. 2;

[0013] A fig. 6 é uma representação de estados sinalizadores de WLAN na execução de SVR na fig. 2;

[0014] A fig. 7 é uma representação de sinalizadores de WLAN intercalados com tráfego GSM mostrados nas figs. 4 e 5;

[0015] A fig. 8 é uma representação de tráfego de Voz através de IP (VOIP) ou de dados com sinalização GSM mostrada nas figs. 4 e 5;

[0016] A fig. 9 é uma representação de um Rádio de modo dual para uso por um usuário na rede da fig. 2;

[0017] A fig. 10 é uma representação de uma interface de reoaming vertical sem interrupçãoem camadas para uma rede GSM/GPRS e uma rede WLAN implementando IEEE 802.11 de acordo com os princípios da presente invenção;

[0018] A fig. 11 é uma representação da condição para SVR entre WWANs e WLANs na rede da fig. 2 usando os princípios da presente invenção;

[0019] A fig. 12 é uma representação de SVR de WLAN para WWAN na rede da fig. 2; e [0020] A fig. 13 é uma representação de SVR de WWAN para WLAN na rede da fig. 2.

Descrição da configuração preferida [0021] A fig. 1 descreve Roaming Vertical sem interrupção(SVR) 100 como a transferência automática de uma conexão lógica entre uma Rede de Área Ampla Sem Fio (WAN) 102; Rede de Área Local Sem Fio (WLAN) 104 e Assistente Pessoal Sem Fio (WPAN) 106 para comunicação integrada de voz/dados. A rede sem fio WPAN conhecida como Bluetooth [Dente Azul] foi desenvolvida por grupos de trabalho industriais incluindo o Grupo de Trabalho RF Doméstico (HRFWG) e a Bluetooth (SIG). A transferência de conexão lógica entre as redes 102, 104 e 106 é sem interrupção para um usuário mantendo comunicação de voz ou uma transferência de dados enquanto um sub-sistema de Rádio automaticamente comuta entre as duas redes substancialmente diferentes, como será descrito aqui a seguir. SVR também inclui habilitar uma aplicação/usuário para comutar ou mover-se para uma rede específica quando mais de uma rede está disponível baseado no conhecimento físico da localização física de uma rede específica, como descrito aqui a seguir.

[0022] Quando mais de uma rede está disponível, quer serviços de localização baseados na transferência ou em um serviço de localização baseado na extração podem ser desejados. Por exemplo, mesmo embora a cobertura WWAN com boa intensidade de sinal possa estar disponível em um centro comercial, acesso a rede WLAN com qualidade de sinal igualmente boa ou ligeiramente pior ainda pode ser preferida por causa do acesso a velocidade mais alta e serviços de espaço adicional em transação comercial dentro do centro comercial. Um algoritmo de roaming leva em consideração que o usuário está no centro comercial (ou campus universitário) e comuta para a WLAN (mesmo embora a qualidade do sinal não seja necessariamente um pouco melhor).

[0023] SVR não impacta roaming horizontal entre estações base WWAN ligadas sem fio 1081 ... 108n. Do mesmo modo, SVR não impacta roaming horizontal entre pontos de acesso WLAN ligados sem fio 1101 ... 110n. Bluetooth não está equipado para suportar roaming horizontal. Uma descrição de tecnologia Bluetooth está descrita no texto "Wireless and Mobile Architectures" [Arquiteturas Sem Fio e Móveis], por Y. Lin e outros, publicado por John Wiley & Sons, Inc., NY 2001, págs. 488 e 490.

[0024] Redes de área ampla sem fio (WWAN) 102 conectam sem fio usuários e dispositivos através de uma área geográfica extensiva. Um número de sistemas sem fio existem incluindo, Dados digitais por pacotes em ambiente celular, Sistema global para comunicações móveis (GSM) e Serviço de Rádio por Pacotes Generalizados (GPRS) e outros. Por conveniência, a WWAN da presente invenção será descrita em termos de GSM/GPRS. 0 texto "Wireless and Mobile NetWork Architectures" [Arquiteturas de redes sem fio e móveis] por Y. Lin e outros, publicado por John wiley & Sons, Nova Iorque, NY (2001) provê uma visão geral de ambos sistemas GSM e GPRS no Capitulo 9 e Capitulo 18 e é totalmente incorporado aqui por referência. O protocolo IEEE 802.11 para WLAN é descrito no texto, "IEEE 802.11 Handbook - A designer's Companion" [Manual IEEE 802.11 - Uma companheiro do projetista] por B. 0'Hara e A. Petrek, publicado pela Standards Information NetWork, IEEE Press, NY, NY Capitulo 2, e é totalmente incorporado aqui por referência.

[0025] A rede de área local sem fio (WLAN) 104 é um sistema de comunicação de dados flexível implementado como uma extensão a ou como uma alternativa para uma rede local por fios. Usando tecnologia de Freqüência de Rádio (RF), LANs sem fio transmitem e recebem dados pelo ar, minimizando a necessidade de conexão por fios. LANs sem fio combinam conectividade de dados com roaming de usuário. Em uma configuração de LAN sem fio típica, um ponto de acesso transmissor/receptor (transceptor) conecta-se à rede por fios a uma localização fixa usando cabeamento padrão. No mínimo, o ponto de acesso recebe, armazena temporariamente e transmite dados entre a LAN sem fio e a inf raestrutura de rede por fios. Um único ponto de acesso pode suportar um pequeno grupo de usuários e pode funcionar dentro de uma faixa de menos que 100 a 700 pés. O ponto de acesso (ou a antena ligada ao ponto de acesso) usualmente montado alto mas pode ser montado essencialmente em qualquer lugar onde seja prático desde que a cobertura de Rádio desejada seja obtida.

[0026] O usuário final acessa as redes de área local sem fio através de adaptadores LAN sem fio, que são implementados como placas de PC em microcomputadores portáteis [notebooks] ou computadores de mão [PALM top], uma vez que computadores PALM e de mesa são integrados dentro de computadores de mão. Adaptadores LAN sem fio provêem uma interface entre o Sistema Operacional da Rede (NOS) e as rotas áreas via uma antena. A natureza da conexão sem fio é transparente ao NOS.

[0027] A fig. 2 divulga uma rede WWAN (GSM/GPRS) 200 servindo dispositivos móveis. Um ponto de acesso 202 é ligado sem fio a WLANs 201 em edifícios e espaços públicos (não mostrados) . Um gateway 204 conecta o ponto de acesso a uma rede GSM/GPRS 205 via um gateway de centro de comutação móvel 206 através de redes públicas, por exemplo, ISDN 207, PSTN 209, etc, e a Internet 210. A rede 205 inclui um Centro de Operação e Manutenção (OMC) 212 responsável por coordenar o tráfego e carga na rede. Um Registro de Localização Doméstico (HLR) 212, um Registro de Localização de Visitante (VLR) 216 e o Centro de Autenticação (AC) 218 armazenam informações sobre os usuários de modo a facilitar roaming, cobrança e segurança de rede. Um Centro de Comutação Móvel 220 ligado ao gateway 206 está ligado por fios às estações base 222 e 224, que estão por sua vez ligadas por fio às antenas 226, 228, 230, cada uma servindo múltiplos dispositivos móveis, por exemplo vários dispositivos populares de Assistência de Dados Pessoal Sem Fio 232, 234 e telefones inteligentes 236 conhecidos por prover "acesso móvel à internet" para o mercado consumidor em massa. Cada unidade móvel 232, 234, 236 inclui um Módulo de Identidade de Assinante (SIM) para uso de identificação de WWAN e WLAN e para acomodar referenciamento cruzado de informação de cobrança. Uma unidade de controle de pacote 238 servindo como um Nó Suporte de GPRS (SGSN) 240 e um Nó Suporte de GPRS de gateway (GGSN) 208 provêem o suporte para comunicação GPRS em uma rede GSM padrão.

[0028] Um Rádio de modo dual portátil 242 permite um usuário conduzir comunicações via a rede 200 com a WLAN 201 via o ponto de acesso 202 ou a WWAN 200 via qualquer das antenas 226, 228, 230 de acordo com medições de intensidade de sinal. O dispositivo de Rádio de modo dual 242 pode também estar adaptado para comunicar-se com usuários Bluetooth 244.

[0029] Uma visão geral resumida de operações GSM e de processamento de chamada originada estação móvel ou chamada terminando estação móvel é acreditada a ser apropriada como uma base para implementar Roaming Vertical sem interrupção (SVR) . A seguir, um terminal de Rádio de modo dual será descrito junto com a interface de roaming vertical sem interrupção usada no GSM/GPRS antes de descrever o Roaming Vertical sem interrupção.

[0030] A fig. 3 descreve tipos de canais lógicos 300, que portam dados sinalizadores ou dados de usuário em um canal fisico para fornecimento a um terminal. GSM distingue entre canais de tráfego 302, que são reservados para dados de usuário e dados de controle 304, os quais são usados para mensagens de gerenciamento de rede e algumas tarefas de manutenção de canal. Os canais lógicos transferem dados e sinalizam em duas taxas de dados diferentes isto é, 22,8 kb/s (Taxa plena) e 11,4 kb/s (Meia taxa) . Um Canal de Tráfego/Taxa Plena (TCHFS) 306 é um canal atualmente transmitindo fala em uma velocidade liquida de fala de 22,8 kb/s. O canal 306 é dividido em canais de tráfego 9,6 (308); canal de tráfego 4,8 (310) e canal de tráfego 2,4 (312). Um canal de tráfego/fala de meia taxa (TCH/HS) 314 provê taxa de fala de 11,4 kb/s. 0 canal 314 é adicionalmente dividido em canal de tráfego H 4,8, (316) e canal de tráfego TCH/H 2,4 (318) . Tipicamente, GSM usa duas bandas de freqüência 25 MHZ na faixa de 900 MHz. A estação móvel transmite na faixa de freqüência de 890 a 915 MHz e a estação base transmite na faixa de 930-960 MHz, no ponto final para a camada fisica ou para a estação móvel na estação transceptora base. A transmissão de estação móvel para a estação BTS é referida como a uplink e a transmissão BTS para a estação móvel é referida como a downlink.

[0031] Os canais de controle são de quatro classes diferentes: (1) canais de radiodifusão 320; canais de controle comuns 322; canais de controle dedicados 324 e canais de controle associados 326.

[0032] Os canais de radiodifusão adicionalmente compreendem um Canal de Sincronização (SCH) 326, que supre a estação móvel com a seqüência de treinamento chave necessária para modular a informação vindo da estação base. O SCH é mapeado na rajada de sincronização. Um Canal de Correção de Freqüência (FCCH) provê a estação móvel com a referência de freqüência do sistema. O canal FCCH é mapeado no incremento repentino de correção de freqüência. Um Canal de Controle de Radiodifusão (BCCH) 330 informa a estação móvel sobre parâmetros de sistema específicos necessários para identificar a rede ou para ganhar acesso à rede. Estes parâmetros incluem, entre outros, o Código de Área de Localização (LAC), o Código de Rede Móvel (MNC), as informações nas quais freqüências e células vizinhas podem ser encontradas; diferentes opções de célula e parâmetros de acesso.

[0033] Os canais de controle comuns 322 suportam o estabelecimento de uma ligação dedicada entre uma estação móvel e uma estação base. Os canais executam a preparação da chamada e podem originar-se a partir da rede ou do móvel. O canal de controle comum 322 é dividido em um Canal de Localização (PCH) 332 para chamadas de estação base para estações móveis individuais dentro de sua área de célula. Um Canal de Garantia de Acesso (AGCH) 334 provê informação para a estação base cujo canal dedicado o móvel deve usar para necessidades imediatas. Um Canal de Acesso Randômico (RACH) 336 é usado pela estação móvel para solicitar um canal dedicado a partir de uma rede. Uma mensagem no canal 334 é uma resposta a partir de uma estação base para uma mensagem súbita de móvel 336.

[0034] Canais de controle dedicados 324 são usados para transferência de mensagem entre a rede e a estação móvel. Eles são usados para mensagens de sinalização de baixo nivel entre os Rádios. Os canais de controle dedicados incluem um Canal de Controle Dedicado Independente (SDCCH) 338 e um canal de tráfego de taxa plena e um segundo canal de controle dedicado independente 340 operando na meia taxa de canal de tráfego 316. Os canais de controle dedicados independentes transferem informações sinalizadoras entre uma estação móvel e uma estação base. Os canais 338 e 340 também são pretendidos para autenticação e ajuste de chamada.

[0035] Os Canais de controle associados incluem um Canal de Controle Associado Rápido 342 operando em uma taxa de tráfego plena e um Canal/8 de controle associado 344 operando na meia taxa. Os canais de controle associados 326 adicionalmente incluem um Canal de Controle Associado (SACCH) 346 operando na taxa plena; um canal de controle associado lento 348 operando na taxa de dados de transmissão 4,8; um canal de controle associado lento 350 operando no canal de meia taxa de dados e um canal de controle associado lento 352 operando em 8 kb/s. Os canais 346, 348, 350, 352 são associados com qualquer de um canal de tráfego ou de um canal dedicado independente. O propósito do canal SACCH é manutenção do canal. O SACCH porta parâmetros de controle e de medição ou dados de rotina para manter uma ligação entre um móvel e uma estação base.

[0036] A fig. 4 descreve um processo de chamada originada de móvel 400 para estabelecer chamada para um outro usuário ou terminal dentro da rede. Uma unidade móvel envia um pedido para a rede na Etapa 402, via o Canal RACH 336. A rede provê uma atribuição de canal na Etapa 404, via o canal AGCH 334, que provê os parâmetros para acesso aos canais dedicados para ajuste de chamada. Um pedido de serviço de gerenciamento de conexão para a rede é iniciado na Etapa 406, via um canal de controle dedicado 338 ou 340. Na Etapa 408, o Centro de Autenticação 218 (Fig. 2), provê um pedido de autenticação para o móvel através do canal dedicado. Tipicamente, a autenticação é baseada em técnicas criptográficas por chave nas quais uma chave secreta conhecida como um dado secreto compartilhado é compartilhada entre a estação móvel e o Centro de Autenticação (AC) . Protocolos de autenticação são descritos no EIA/TIA Telecommunications System Bulletin (TSB) 51 [Boletim de sistema de telecomunicações EIA/TIA]. O móvel na Etapa 410 inicia uma resposta de autenticação através do canal dedicado para a rede. A resposta executa uma autenticação celular e algoritmo de criptografia de voz usando o Identificador de Conjunto de Serviços (SSID); Número de Série Eletrônico (ESN), Número de Identidade de Móvel (MIN) e um número randômico obtido do provedor de serviços de PCs. 0 algoritmo produz um resultado de autenticação de registro, que é provido para o provedor de serviço pessoal e inclui os resultados de autenticação de registro; ESN; MIN; os oito bytes mais significativos de um número randômico, e um valor de contagem que é a contagem dos eventos mais significativos tais como registro, origem da chamada, determinação da chamada iniciada pela estação móvel. 0 provedor de serviço pessoal fornece pedido de autenticação para o Centro de Autenticação o qual entra em um comando de modo de criptografia na Etapa 412. 0 modo de criptografia é fornecido ao móvel para término e devolvido para a rede na Etapa 414. 0 ajuste de chamada padrão é iniciado pelo móvel na Etapa 416. A mensagem de ajuste indica o tipo de serviço requerido, o número do usuário que gostaria de alcançar e identificação do móvel e capacidade. A rede inicia um processo de roteamento na Etapa 418 para conectar o usuário endereçado à parte chamadora. No meio tempo, a rede atribui um canal de tráfego para a transmissão de dados de usuário na Etapa 420. O comando de atribuição a partir da rede é respondido por uma mensagem completa de atribuição a partir do móvel na Etapa 422, que já é no novo canal FACCH/TCH 342. A rede inicia sinalização para alertar a parte chamada na Etapa 424 e transmite uma mensagem de alerta para a estação móvel. A estação móvel gera um tom de campainha de retorno audível para contar a seu usuário que a outra parte foi alcançada e está sendo alertada. Quando a parte chamada está disponível e aceita a chamada, uma mensagem de conexão é enviada ao móvel na Etapa 426, via o canal de controle associado 342. Uma confirmação é provida pelo móvel para a rede na Etapa 428 e fala/dados são trocados entre o móvel e a parte chamada através do canal de tráfego 306. Para desconectar, a rede iniciará um procedimento de liberação de chamada enviando uma mensagem de desconexão. Esta mensagem será seguida por uma mensagem de liberação a partir da estação móvel. A rede confirma isto com uma mensagem de término de liberação. Uma transmissão de uma mensagem de liberação de canal termina a conexão física e a ligação física por Rádio termina.

[0037] A Fig. 5 descreve um processo de chamada terminada estação móvel 500. Na Etapa 501, a rede transmite uma chamada localizadora através do canal de controle comum PCH 332. O móvel inicia um pedido de canal na Etapa 501 usando o canal de acesso randômico 336. A rede responde com uma atribuição de canal 505 usando o canal de controle comum AGCH 304, que provê parâmetros para acesso ao canal dedicado para ajuste de camada. O móvel inicia serviços de gerenciamento de conexão a partir da rede na Etapa 507 via o canal dedicado independente 338. Um pedido de autenticação é iniciado pela rede na Etapa 509 via o canal de controle dedicado 338 ou 340. Uma resposta de autenticação é iniciada pelo móvel na Etapa 511 como descrito na Etapa 410. Um comando de modo de critografia é iniciado pela rede na Etapa 513. Quando o móvel completa o modo de criptografia na Etapa 515, uma chamada de ajuste entrando é provida pela rede para o móvel na Etapa 517. Um pedido de confirmação de ajuste é provido para a rede na Etapa 519 e uma atribuição de canal de tráfego é feita pela rede na Etapa 521. Uma mensagem completa de atribuição é enviada para a rede pelo móvel na Etapa 523 e o chamador ou usuário é alertado pelo móvel na Etapa 525. Quando o chamador responde, o móvel envia uma mensagem de conexão para o usuário na Etapa 52 7 e após uma confirmação pela rede em beneficio do usuário na Etapa 529, uma troca de dados de fala é conduzida através do canal de tráfego 306. 0 término da chamada prossegue como descrito para a fig. 4.

[0038] Detalhes adicionais do processo de chamada WWAN são descritos no texto, "An Introduction to GSM" [Uma introdução a GSM] por S. M. Reddel, Artech House, Inc., Norwood, MA, publicado em 1995 (ISBN 0-89006-785-6), Capítulos 3 e 5, e é totalmente incorporado aqui por referência.

[0039] A fig. 6 descreve um processo sinalizador 600 para conectar uma estação móvel 602 a um ponto de acesso 202. A unidade móvel 602 encontra uma rede 802.11 (b) na Etapa 603 tendo sinais regularmente programados transmitidos pela AP ou uma outra rede móvel ou de Conjunto de Serviços Básicos Independente (IBSS). Na Etapa 604, o móvel encontra uma rede escutando passivamente por sinais regularmente programados. A AP transmite regularmente sinais em Instantes de Transmissão de Sinal Alvo (TBTT), que são tipicamente ajustados entre 100 a 200 ms. Os sinais anunciam as informações de identidade e de localização que o móvel necessitará para localizar uma rede. O móvel sintoniza um canal 802.11(b) e aguarda por um quadro sinalizador tendo um Identificador de Conjunto de Serviços (SSID) com o qual a estação deseja unir-se. Após a unidade móvel detectar o sinal, o móvel pode começar a negociar uma conexão prosseguindo com o processo de autenticação e associação como será descrito aqui a seguir. Alternativamente, na Etapa 605, o móvel pode iniciar escaneamento ativo, o qual envolve uma transmissão de um requisição de sondagem incluindo um SSID da rede a que a estação deseja se unir. O requisição de sondagem é programado durante intervalos de tempo de GSM não usados. O requisição de sondagem não necessita ser sincronizado para acessar pontos de sinais. Uma vez que as respostas de sonda na Etapa 607 podem ser fracamente longas (aproximadamente sete intervalos de tempo de GSM em taxas de dados de MBPS 802.11(b)), o sistema pode necessitar programar o requisição de sondagem tal que a respectiva resposta de sonda possa ser capturada próxima de um quadro vazio longo de vinte e seis multi-quadros de GSM/GPRS.

[0040] Uma vez que o requisição de sondagestação móvel é recebido por uma rede com a qual o móvel deseja se unir, o ponto de acesso transmite uma resposta de sonda contendo parâmetros específicos sobre a rede, por exemplo, conjuntos de parâmetros para variar freqüência e camadas físicas de seqüência indireta, após o que um processo de autenticação 609 é ativado para a unidade móvel e ponto de acesso.

[0041] Na Etapa 611, a unidade móvel inicia processo de autenticação IEEE 802.11, o qual pode ser quer uma autenticação de sistema aberto ou de chave compartilhada. No processo de sistema aberto, a estação desejando se autenticar com uma outra estação, envia um quadro de gerenciamento de autenticação contendo a identidade da estação emissora. A estação receptora então envia de volta um quadro alertando se ele reconhece a identidade da estação de autenticação. Alternativamente, o processo de autenticação por chave compartilhada pode ser iniciado onde a estação móvel recebeu uma chave compartilhada através de um canal seguro independente da rede 802.11. Em qualquer caso, o ponto de acesso responde com um estado e desafio para a estação móvel na Etapa 613. A estação móvel provê uma resposta de autenticação para o ponto de acesso na Etapa 617 e, se aceita, pelo ponto de acesso, um estado de autenticação é transmitido para a unidade móvel pelo ponto de acesso na Etapa 617 e, se a resposta de autenticação é aceita, um processo de associação 619 é iniciado, caso contrário, o ponto de acesso nega entrada da estação móvel na rede.

[0042] Uma vez que o móvel completa o processo de autenticação e é aceito, o móvel está pronto para associar-se com o ponto de acesso. Para associar-se, o móvel envia um comando de pedido de associação na Etapa 621. 0 comando permite o móvel solicitar serviços da WWLAN, tais como economizar energia, enfileirar dados e roaming de AP para AP dentro de um Sistema de Estação Base (BSS) de infraestrutura. O resultado é confirmado pelo AP na Etapa 623, via um quadro de resposta associado, após o que a estação móvel é conectada à rede para estabelecer e receber chamadas de acordo com os processos descritos nas figs. 4 e 5.

[0043] A fig. 7 descreve sinalização WLAN intercalada dentro de intervalos ("slots") de tráfego de GSM/GPRS para escaneamento passivo ou ativo. Existe um total de 125 canais de freqüência, cada um de 200 kHz de largura de banda tanto na trajetória de uplink quanto de downlink. Um canal de multi-quadros de controle consiste de 51 quadros durando 235,4 ms. Um multi-quadros de tráfego consiste de 26 quadros durando 120 ms. Cada quadro de GSM/GPRS consiste de oito intervalos de tempo com uma duração total de 6.415 ms. Cada intervalo carrega 156,25 bytes e cada duração de byte é 3,69 ms.

[0044] Para escaneamento passivo, a estação móvel escuta sinais regularmente programados 701 por uma rede de Conjunto de serviços Básicos Independentes (IBSS) onde os sinais têm uma TBTT de 100 a 200 ms e um pulso de sinal de duração aproximada de 3,5 ms em 1 milhão de bytes por segundo (MBPS). A estação móvel também pode escanear passivamente por sinais 703 transmitidos pelo Ponto de Acesso (AP) executando uma Função de Comunicação de Dados (DCF).

[0045] A estação móvel também pode executar um escaneamento ativo durante um multi-quadros de GSM 705 transmitindo um requisição de sondagem 707 durante intervalos ("slots") de tráfego vagos 709 em um quadro 711 onde o requisição de sondagem tem cerca de 1 ms de comprimento e ocorre em 1 MBPS. Uma rede ou ponto de acesso aceitando transmite uma resposta de sonda 713 que usualmente ocorre em um quadro roubado 715, tipicamente um quadro vazio 715 no multi-quadros de GSM 705. A resposta de sonda é fracamente longa, tipicamente 7 intervalos de tempo de GSM em 1 MBPS e é separada do requisição de sondagem 7 07 por um curto espaçamento de interferência (SIFS) de 20 microssegundos.

[0046] Na fig. 8, um processo 800 é descrito para intercalar voz ou pacotes de dados em streaming dentro de intervalos vagos em quadros de sinalização de GSM/GPRS 801. Na Etapa 803, um processador de sinal digital coleta e comprime amostras de voz/dados a partir de um conversor A/D de dezesseis bits (não mostrado) a cada dez ms na Etapa 805. O processo pode incluir combinação digital de dezesseis a oito bits. Um algoritmo de compressão de voz, tipicamente o algoritmo de compressão G.729A, gera pacotes 809 a cada 2 ms e produz dez bytes a cada dez ms de amostras de voz/dados. Três de tais blocos de dez bytes são coletados e produzem amostras em um quadro 802.11b para um transporte para protocolos de camada mais altos, que incluem encapsulamento de protocolo de trabalho de internet (IP), protocolo de datagrama de usuário (UDP) e protocolo de tempo real (RTP). O processo de montagem de pacote leva cerca de um ms na Etapa 807 e produz cerca de 128 bytes. Tal pacote leva menos que dois ms para transmitir na taxa de dados 802.11b mais baixa. Uma vez que a rede peça que o pacote seja enviado, o móvel começa a competição para o acesso a midia e rede via Acesso Móvel Detectado de Portador (CSMA) . Uma vez que o móvel determina que a midia estava disponível por um período de tempo igual ao espaçamento de Inter Quadros Distribuído (DIF), tipicamente vinte segundos, a transferência de dados serial é conseguida na Etapa 809, que leva cerca de dezesseis microssegundos após a confirmação ocorrer na Etapa 811, o que leva cerca de 304 microssegundos. Na Etapa 813, o processo total de transmissão/recepção ocorre em menos que dois ms e os pacotes 809 são montados em intervalos de tempo não usados no quadro sinalizador 801. O processo de intercalação 800 em 1 MBPS, inclui um Pedido para Enviar (RTS) de 352 microssegundos, um Livre para Enviar (CTS) de 304 microssegundos; uma transferência de dados de 672 microssegundos e uma confirmação (ACK) de 304 microssegundos, requer 1692 microssegundos para um total de 1692 microssegundos incluindo três Espaçamentos Inter-quadros Curtos (SIF) de 60 microssegundos.

[0047] A fig. 9 descreve um Rádio de modo dual 900, o qual permite um usuário comutar sem interrupção entre uma WLAN e uma WWAN ou vice-versa enquanto movendo-se em qualquer área de rede. O Rádio 900 consiste essencialmente de dois sistemas de Rádio em paralelo. Uma seção de Rádio WLAN 902 compreende uma seção RF 904 incluindo uma seção de digitalização de sinal de banda base 906 ligada a uma RAM 908 e a um conversor de digital para analógico 910 provendo saida de Protocolo de Voz através de Internet 912 e também servindo como um microfone 914. A digitalização de banda base é ligada a um Controlador de Acesso de Meio (MAC) suportado por uma memória instantânea [flash] 918 para controle de mensagem e conectada a um controlador hospedeiro 922 via interface 920. O hospedeiro serve como o mestre do sistema e controla todas as ações de nivel do sistema requeridas pelos Rádios. Por exemplo, o controlador 922 gerencia o fluxo de sinalização de controle e tráfego de dados entre o controlador 922 e qualquer dos subsistemas de Rádio WLAN ou WWAN. O controlador 922 é suportado por memória instantânea 924 e RAM 926 para executar o controle de sistema dos Rádios. O controlador 922 conecta-se a periféricos externos 944, p. e., impressora, fax e via uma interface 942 a um hospedeiro, p. e., um dispositivo de computador portátil ou computador de mesa.

[004 8] Um Rádio WWAN 92 4 duplica o Rádio WLAN e uma descrição do mesmo seria redundante. O rádio WWAN provê áudio celular para comunicações entre o usuário, e uma parte chamada e o usuário e uma parte chamando.

[0049] Um escaneador 926 está incluído no modo dual 906 para propósitos de escaneamento passivo ou ativo, o que permite um usuário automaticamente pular através de freqüências selecionadas para propósitos de obter um canal para transmissão. 0 escaneador compreende uma unidade analógica 928 para receber a freqüência de canal, que é digitalizada por um digitalizador 930 suportado por RAM para operar um controle de motor para mudar a freqüência de escaneamento. 0 controle de motor é suportado por memória instantânea 936 e provê saida através de um decodificador 938 e interface para o processador 922.

[0050] Na figura 10, uma interface SVR 1000 na rede GSN/GPRS e a rede WLAN coordenam os recursos de Rádio baseado em alocações de intervalos de tempo de GSM/GPRSs. Uma função de gerenciamento de recurso de interface de programa de aplicação (API) de Rádio de modo dual 1006 interfaceia com pilhas de protocolos GSM/GPRS 1002, 1004 e uma Interface de Programa de Aplicação de Rádio de modo dual (API) 1007. A unidade de gerenciamento 1006 contém informação de intervalo de tempo de GSM vago a partir do software de uma camada de GSM/GPRS 1001. Um intervalo de tempo e Detector de Atividade de chamada de Voz (VAD) 1020 é adicionado à camada física 1011 e relata instâncias e duração de intervalos de tempo em relação ao relógio do sistema. Esta informação permite a unidade de gerenciamento 1006 otimamente programar a entrega de pacotes WLAN e VOIP. A unidade de gerenciamento 1006 também informa uma camada MAC 802.11 de WLAN 1030 para fragmentar pacotes longos ou para escalar para taxa de dados tal que os pacotes WLAN se encaixem dentro dos intervalos de tempo GSM vazios. Uma vez que a organização de canais é dependente da rede e pode mudar em tempo real, o VAD e o monitor de intervalo de tempo não podem necessariamente prever intervalos de tempo disponíveis além de umas poucas dezenas de ms.

[0051] As pilhas de protocolo de GSM/GPRS e WLAN 1002 e 1004 são escritas como três camadas de arquivo mais altas interagindo. Uma camada um 1001 é otimizada para a plataforma de hardware especifica. As camadas dois 1003 e três 1005 são fracamente genéricas e são portáteis para a maioria dos sistemas operacionais. O processo de camada um 1001 é responsável por montar e desmontar os vários tipos de incrementos de GSM. Cada incremento é construído com o mesmo número de bytes para encaixar perfeitamente em cada intervalo de tempo. O processo de camada dois 1003 facilita comandos de entrega e de rede através de uma interface aérea. Um protocolo de três camadas correspondentes 1005 provê sub-rotinas em qualquer lado do canal.

[0052] O processo da camada dois 1003 facilita a entrega de comandos de rede através de uma interface aérea para as correspondentes sub-rotinas de protocolo de camada três em qualquer lado do canal. Tráfego de voz e de dados não se movem através das camadas dois e três. Estas camadas são usadas somente para estabelecer; autorizar; prender conexão de rede, e para finalmente estabelecer um canal de tráfego para o qual amostras de voz da camada um são transportadas.

[0053] O processo da camada três 1005 é responsável por gerenciar recursos de Rádio, autenticar acesso móvel através de redes e gerenciar detalhes para estabelecer e manter uma chamada. Existem três subcamadas dentro da camada três que são responsáveis por estas funções. Uma função de recurso de Rádio 1010 é responsável por manter um canal livre entre a rede e o móvel. A subcamada 1010 é adicionalmente responsável por reagir a ambientes de Rádio em mudança, controle de nível de potência, alinhamento de tempo, transferência de célula e atribuição de canal. Uma subcamada de Gerenciamento de Chamada (CM) 1014 é responsável por estabelecer, manter e liberar todos os circuitos, e é cega quanto à roaming do usuário. A camada de Gerenciamento de Chamada normalmente comunica-se diretamente com as camadas de aplicação de terminal. Existem rotinas dentro da subcamada de CM para cooperarem provendo serviços suplementares. Entre as rotinas dentro da subcamada de CM estão procedimentos específicos para estabelecimento de chamada para chamadas originando-se de móvel; procedimentos para estabelecimento de chamada para chamadas terminando estação móvel, e para manter e gerenciar o ajuste de serviços suplementares tais como chamada em espera, chamada de conferência e I. D. do chamador, aos quais o usuário pode estar autorizado.

[0054] Uma subcamada de Gerenciamento de Roaming (MM) 1014 coopera com todos os efeitos de manusear um usuário móvel que não esteja diretamente relacionado com funções de Rádio. Estas funções incluem suporte de roaming do usuário, registro e gerenciamento de dados de roaming; provisão de uma conexão MM baseada em uma conexão RR existente para a subcamada CM e outras funções relacionadas com confidencialidade do usuário, segurança; verificação da provisão dos usuários para receber os serviços.

[0055] A pilha de GSM/GPRS 1002 é ligada à pilha de protocolos WLAN/802.11 1004 via uma função de compartilhamento de recurso de intervalo de tempo 1020, que é acoplada à camada física 1 na pilha 1002 e ligada a uma interface 1022 na pilha 1004.

[0056] A pilha 1004 implementa o padrão IEEE 802.11 como descrito no texto "Wireless LANs-Implementing Interoperable NetWork" [LANS Sem fio - Implementando rede interoperável] por Jay Geier, publicado por MacMillian Technical Publishing, International Standard Book n° 1-578870-081-7, 1999, Capítulos 4 e 5, e é totalmente incorporado aqui por referência. Resumidamente, a camada um compreende uma rotina de gerenciamento físico 1024 para uma subcamada de meio físico 1026, a qual executa a transmissão e recepção real de dados sob a direção de um procedimento de convergência de camada física 1028, que se comunica com uma camada MAC 1030 para instruções na preparação de unidades de dados para transmissão. A subcamada 1028 também entrega quadros entrando a partir da camada sem fio para a camada MAC. Na camada MAC 1030, dispositivos compartilhados conectados à camada física estão sob a direção de uma rotina de gerenciamento MAC 1032. Um erro de controle de ligação lógico 1034 provê serviço sem conexão não confirmado; serviço orientado para conexão e serviço sem conexão confirmado entre uma estação fonte e uma ligação correspondente em uma estação destino. A camada 1034 interfaceia com uma camada de protocolo de internet 1036, que supervisiona a transferência de dados ou entrega de dados usando o Protocolo de Controle de Transação (TCP) e Protocolo de Datagrama de Usuário (UDP). Uma camada TCP/UDP 1036 provê pacotes de voz e/ou pacotes de dados encapsulados dentro de um Protocolo de Tempo Real (RTP) 1038. Os pacotes RTP são preparados para transmissão através de uma rede baseada em IP primeiro adicionando oito bytes de uma informação de Protocolo de Datagrama de Usuário (UDP), o qual provê transporte eficiente de extremidade a extremidade mas não confiável em tempo real de pacotes de voz dados. Uma norma ITU Η.323 provê negociações entre entidades de rede para transmissão de taxa de dados e outras funções. Pacotes de voz e/ou dados também podem ser trocados entre a pilha 1004 e a unidade de gerenciamento usando uma camada HTTP 1040.

[0057] A fig. 11 ilustra o processo completo 1100 para roaming de voz/dados sem interrupção física entre uma WWAN 1101 e uma WLAN 1103. Para SVR ser realizada, sinalização simultânea em uma rede deve ser factível entre uma conexão de tráfego completa na outra rede. A sinalização WLAN para associação de rede e manutenção de conexão é realizada durante os intervalos de tempo não usados de uma conexão de voz GSM/GPRS. Do mesmo modo, sinalização GSM/GPRS para registro de rede e manutenção de conexão é realizada entre transferências de pacotes de voz e dados. Dois estados de processamento diferentes conseguem comunicações GSM/GPRS e WLAN simultâneas, mas onde a conexão de tráfego de voz e processos de sinalização em qualquer rede são intercaladas, tráfego de voz e dados simultâneos não são esperados tanto na WLAN quanto na GSM (WWAN) . Transações de uma rede para uma outra são somente possíveis uma vez que o processo de sinalização esteja completo e a conexão básica já esteja estabelecida na segunda rede.

[0058] No estado um, o tráfego de voz ativo entre WWAN e WLAN, sinalização é permitida a ocorrer em intervalos ("slots") de tráfego vagos, como descrito na fig. 7.

[0059] No estado dois, quando nenhum tráfego de voz está presente, todos processos simultâneos devem ser realizados durante intervalos de tempo de GSM/GPRS não usados nos vários estados de GSM, como descrito na fig. 8. Portanto, tráfego de voz WLAN ocorrerá durante os intervalos de tempo de sinalização de GSM/GPRS e sinalização de WLAN ocorrerá durante os intervalos de tempo de tráfego de GSM. Canais de sinalização e tráfego de GSM/GPRS são organizados diferentemente, mas cada um é sincronizado ao sincronismo de rede básico.

[0060] A fig. 12 ilustra um processo SVR 1200 para uma condição de roaming de WWAN/WLAN. A decisão para mover-se de WWAN para WLAN será baseada na disponibilidade de uma rede WLAN e da preferência do usuário. Se a preferência é conectar via WLAN, sempre que possível, então o terminal emitirá o comando SVR tão logo o subsistema de Rádio WLAN associe-se com a rede.

[0061] Roaming pode começar uma vez que a conexão de voz WWAN esteja em progresso e uma associação com rede WLAN já tenha sido estabelecida. Uma sinalização e associação de rede WLAN devem ser conseguíveis durante uma sessão WWAN de tráfego de voz.

[0062] Roaming é implementada quando um usuário está conversando enquanto viajando em um carro que está chegando em um edifício com uma cobertura WLAN. À medida que o usuário continua a conversação enquanto caminhando para dentro do edifício, o terminal reconhece e associa-se com a rede WLAN sem interromper a conexão WWAN já estabelecida.

[0063] Na fig. 12, um processo 1200 é mostrado para SVR de WWAN para WLAN. Um Rádio de modo dual 1201 compreendendo uma seção WWAN (A) e seção WLAN (B) é mostrado conectado a um terminal envolvido C via uma estação transceptora base BTS 1203 na rede WWAN 1205 ligada ao terminal envolvido C por uma ligação aérea GSM/GPRS. O transceptor está conectado a um controlador de estação base 1209, que está conectado a um centro de comutação móvel 1211. Uma rede telefônica de comutação pública 1213 interconecta o centro de comutação móvel 1211 com a rede WLAN, incluindo um gateway 1215 e ponto de acesso. 0 ponto de acesso WLAN é ligado ao Rádio WLAN B por uma ligação aérea 1217.

[0064] O processo de roaming SVR 1220 começa quando o Rádio A é contatado em uma conexão de tráfego de voz com o terminal envolvido C. Na Etapa 1, um comando de transferência de chamada explicita (ECT) é emitido para a rede WWAN de modo a iniciar a transferência do canal para o gateway que está hospedando o Rádio WLAN B. A transferência de chamada explicita é descrita em "Integrated Services Digital Network (ISND); Signaling System n° 7; ISND User Part for the International Interface" [Rede Digital de Serviços Integrados (ISDNA); Sistema de sinalização n° 7; Parte do usuário de ISND para a Interface Internacional]; Parte 14: Explicit Call Transfer (ECT) Supplementary Services [Transferência de Chamada Explicita (ECT) Serviços Suplementares] [ITU-T

Recomendação Q.372, cláusula 7 (1996), modificada, "Versão 3.1.3, 1998"}. O Rádio A sempre saberá como alcançar o Rádio B porque ele pode acessar a mesma informação durante o processo de associação WLAN. Quer ou não o Rádio A tenha originado ou aceitado a chamada não tem relação com o procedimento.

[0065] Na Etapa 2, ao receber o comando ECT, a WWAN verifica se o gateway conectado ao Rádio B está ou não registrado para a rede WWAN e está respondendo a chamada. Enquanto isto ocorre, a conexão entre o Rádio A e o terminal envolvido C é interrompida e continuará se a ECT falhar.

[0066] Na Etapa 3, o Rádio B verifica se a identificação do chamador é do Rádio A e imediatamente sinaliza ao gateway para aceitar a chamada. A WWAN recebe confirmação que o gateway sinalizou a aceitação da chamada.

[0067] Na Etapa 4, a rede emite confirmação de sinalização para o Rádio A que está transferindo a chamada e derrubando a conexão do Rádio A. Neste ponto, o ponto de acesso começa a enfileirar amostras de voz para o codificador de voz [vocoder] VoIP enquanto ele espera o estabelecimento da segunda conexão.

[0068] Na Etapa 5, o Rádio A emite uma confirmação para a rede e emite um comando para "desconectar da rede" antes de derrubar de volta para o mesmo estado vazio. Neste estado, o Rádio WWAN se move e permanece sincronizado com um canal de radiodifusão (BCH) enquanto monitorando uma localização de WWAN através dos canais de localização associados (PCH). A rede não requer função de codificação de voz para acomodar sinais de rede WWAN.

[0069] Na Etapa 5, o Rádio B espera conexão ao terminal envolvido C via o gateway. Uma vez que a conexão é estabelecida, o ponto de acesso libera os pacotes de VoIP/dados enfileirados.

[0070] Na fig. 13, um processo 1300 é mostrado para SVR de WLAN para WWAN. A decisão para mover-se de WLAN para WWAN será baseada na disponibilidade de uma rede WWAN. Se o usuário preferir conectar-se via uma conexão WLAN sempre quando possível, então o terminal 1301 irá mover-se para uma rede WWAN somente quando absolutamente necessário. Quando o terminal 1301 detecta uma transição gradual para taxas de erro de pacote WLAN altas, retorno de escala de taxas frequentes ou uma degradação de intensidade de sinal consistente, então o terminal emitirá um comando SVR (WWAN) tão logo o sub-sistema A de Rádio WWAN se registre para a rede WWAN e indique estado vazio. Histerese e o limite de ruido adequado impedirão comutação frequente entre as redes WWAN e WLAN quando o terminal 1301 estiver localizado entre os limites da rede WLAN.

[0071] Antes do roaming começar, o sistema verifica que uma conexão de voz WLAN está em progresso e que o Rádio WWAN está vago e monitorando localização de rede WWAN. Isto requer que o registro de sinalização e de rede WWAN deve ser conseguivel durante uma conexão VoIP de WLAN. Por exemplo, enquanto o usuário está conversando, via voz através de IP enquanto saindo de um edifício quase sem cobertura WWAN, o Rádio WWAN necessitará descobrir a rede e registrar-se antes que a chamada possa ser comutada. A comutação deve ocorrer durante a conexão VoIP de WWAN sem deterioração significativa da qualidade de VoIP e como um resultado, a sinalização WWAN deve ser multiplexada por tempo na conexão WLAN.

[0072] Assumindo que o processo de rede WWAN esteja completo e que o Rádio WWAN esteja em um modo vago monitorando por uma localização, o terminal emitirá um comando SVR (WWAN) para o sub-sistema de Rádio de modo dual na Etapa 1.

[0073] Na Etapa 2, enquanto o subsistema de Rádio B está engajado em uma conexão de tráfego de voz via o gateway com o terminal envolvido C, o terminal 1301 solicita que o gateway 1315 execute um comando ECT para a rede 1305. O comando iniciará transferência do canal de tráfego para o Rádio A. O Rádio B sempre saberá como alcançar o Rádio A, uma vez que o sistema pode acessar o número WWAN a partir do Cartão de Módulo de Identificação de Assinante. Quer ou não o Rádio B tenha originado ou aceito a chamada, via o gateway, não tem relação com o processo.

[007 4] Na Etapa 3, ao receber o comando ECT, a rede WWAN verifica se o Rádio A está ou não registrado para a rede e está respondendo a chamada. Enquanto isto ocorre, a conexão entre o Rádio B e o terminal envolvido C não é interrompida.

[0075] Na Etapa 4, o Rádio A verifica a identificação do chamador originada a partir do Rádio B e imediatamente sinaliza a aceitação da chamada. A rede recebe a confirmação que o Rádio A aceitou a chamada.

[0076] Na Etapa 5, a rede emite confirmação de sinalização para o gateway que está transferindo a chamada e derrubando a conexão. O gateway informa o móvel que ele começará a enfileirar amostras e comutar para o codificador de voz de WWAN.

[0077] Na Etapa 6, o gateway emite uma confirmação para a rede WWAN e o Rádio B derruba de volta em um estado de economia de energia. No estado de potência baixa, o Rádio B continuará a monitorar as vias aéreas quanto a sinais de ponto de acesso e outras atividades de rede. Por exemplo, respostas de sonda e para relatar sua presença para os acionadores de software SVR.

[0078] Na Etapa 7, uma vez que o Rádio A está conectado ao terminal envolvido C, o ponto de acesso liberará pacotes de voz enfileirados para o transmissor.

[0079] Embora a invenção tenha sido descrita em termos de GSM/GPRS e ambiente 802.11, a invenção tem aplicação para redes de comutação de circuitos GSM e PSTN/SS7. Além disso, o transporte de pacotes de voz entre o móvel e um ponto de acesso/ECG de uma WLAN 802.11 como VoIP, a conexão restante entre EGC e a PSTNN transicionarão via um gateway para uma conexão de comutação de circuito. Com efeito, chamadas estão sendo comutadas entre duas interfaces PSTN usando protocolos de sinalização SS7 padrões. Somente os últimos metros até o móvel são realmente sem fio e incorporam quaisquer pacotes randômicos 802.11 para intervalos de tempo fixos (GSM/GPRS).

[0080] Embora transferência de chamada explicita ECT tenha sido descrita, chamada de conferência pode ser substituída por ECT. Embora chamada de conferência proveja transição sem interrupção, algumas redes PSTN/SS7 não manterão necessariamente uma conexão para o terminal remoto envolvido após o originador derrubar a chamada, a menos que cada um na chamada esteja pagando a taxa de conferência. Chamada de conferência não requer armazenamento temporário de pacotes de voz enquanto ECT requer armazenamento temporário porque pacotes de voz não são transferidos uma vez que ECT tenha começado a ser executada. A rede mantém a conexão ativa até que o terminal envolvido chamado atenda de modo que não existe risco de derrubar a chamada.

[0081] No caso de processos 1200 e 1300 onde mais de uma rede está disponível, uma aplicação/usuário pode comutar ou mover-se para uma rede específica baseado no conhecimento da localização física da rede. A localização física da rede pode ser determinada por um GPS integrado ou Sistema de Localização em Tempo Real (RTLS). Exemplos de Sistemas de Localização em Tempo Real são aqueles usando intensidade de sinal, diferença de instante de chegada ou estimativas de ângulo de chegada e métodos de triangulação a partir de cada sinal RF que constitui as várias redes sem fio. Outros métodos para localização de rede incluem marcadores de localização de emissor RFID e Infra-Vermelho. Pedido de patente série n° 09/986,054, depositado em 7 de novembro de 2001, Protocolo de Simbolo 1186, intitulado "Three-Dimensional (3-D) Object Locator Systems, Using na Intuitive Sound Beacon: System and Method of Operation" [Sistemas localizadores de objeto tridimensionais, usando um sinal de som intuitivo: sistema de método de operação], cedido ao mesmo cessionário que o da presente invenção e totalmente incorporado aqui por referência, descreve um exemplo de um sistema RTLS usando estimativas de ângulo de chegada e triangulação para determinar uma posição de um objeto.

[0082] Embora mais de uma rede esteja disponível para um usuário móvel, serviço de localização quer baseado em transferência ou serviços de localização baseados em extração podem ser desejados. Por exemplo, mesmo embora cobertura de WWAN com boa intensidade de sinal possa estar disponível em um centro comercial, acesso de rede WLAN com qualidade de sinal igualmente boa ou ligeiramente pior ainda pode ser preferido devido ao acesso a velocidade mais alta e serviços de comercio eletrônico adicionais dentro do centro comercial. Aqui, um algoritmo de roaming incorporado no Rádio de modo dual levará em consideração que o usuário está no centro comercial (ou campus universitário) e comutará para a WLAN, mesmo embora a qualidade de sinal não seja necessariamente um pouco melhor.

[0083] Embora a invenção tenha sido mostrada e descrita em conjunção com uma configuração preferida, várias alterações podem ser feitas nela sem se desviar do espírito e escopo da invenção como definido nas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (11)

1. Método para roaming vertical automático sem interrupção, entre uma rede de área local sem fio (WLAN) e uma rede de área ampla sem fio (WWAN), enquanto mantém uma conexão ativa de voz ou de dados, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (a) emitir um comando para a WWAN por uma estação móvel (602) incluindo um rádio de modo dual (242, 900, 1201) capaz de transmissão WWAN e WLAN, o comando iniciando transferência de uma chamada de voz ou de dados na WWAN para um terminal remoto (1301) na WLAN; (b) verificar se um gateway está ou não ligado ao Rádio de modo dual (242, 900, 1201) para transmissão WLAN enquanto mantendo a chamada entre o terminal remoto (1301) e a estação móvel (602); (c) verificar pelo Rádio de modo dual (242, 900, 1201) que a identificação do chamador é de uma transmissão WWAN e sinalizar o gateway WWAN para aceitar a chamada; (d) armazenar os pacotes na estação móvel (602) enquanto esperando pelo estabelecimento de uma conexão WLAN; (e) derrubar a transmissão WWAN para a chamada pela rede WWAN; e (f) conectar o chamador via o gateway e liberar os pacotes armazenados para o Rádio de modo dual (242, 900, 1201) para transmissão WLAN.

2. Método para roaming vertical automático sem interrupção, entre uma rede de área local sem fio (WLAN) e uma rede de área ampla sem fio (WWAN), enquanto mantém uma conexão ativa de voz ou de dados, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (a) emitir um comando para o gateway por uma estação móvel (602) incluindo um Rádio de modo dual (242, 900, 1201) capaz de transmissão WWAN e WLAN, o comando iniciando transferência de uma chamada VoIP ou comunicações de dados na WLAN para um terminal remoto envolvido na WWAN; (b) verificar pela rede WWAN se o Rádio de modo dual (242, 900, 1201) para transmissões WWAN está ou não registrado para a rede WWAN enquanto mantendo a chamada entre o terminal remoto envolvido e a estação móvel (602); (c) verificar pelo Rádio de modo dual (242, 900, 1201) que a identificação do chamador é de uma transmissão WLAN e sinalizar à rede WWAN para aceitar a chamada; (d) armazenar os pacotes na estação móvel (602) enquanto esperando pelo estabelecimento da conexão WWAN; (e) derrubar a transmissão WLAN para a chamada pela rede WLAN; e (f) conectar o chamador à estação móvel (602) via a rede WWAN e liberar os pacotes armazenados para o Rádio de modo dual (242, 900, 1201) para transmissões WWAN.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: (g) iniciar transferência de tráfego entre a estação móvel (602) e um usuário remoto via a WWAN para a WLAN quando a estação móvel (602) entra na área WLAN.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: (h) comutar um rádio de modo dual (242, 900, 1201) entre a WWAN e a WLAN e vice-versa à medida que um usuário viaja entre as redes.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: (i) prover uma função de Transferência de Chamada Explicita (ECT) para realizar roaming vertical sem interrupção entre redes WLAN/WWAN quando um usuário se move nas redes.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: (j) intercalar sinalização WLAN em intervalos ("slots") de tráfego GSM/GPRS vagos.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: (k) intercalar tráfego de voz/dados WLAN/WWAN em intervalos de sinalização de GSM/GPRS vagos.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: (l) ligar uma interface de programa de aplicação (API) de rádio de modo dual (1007) com uma pilha de protocolos GSM/GPRS (1002, 1004) e uma pilha de protocolos IEEE 802.11 WLAN para roaming vertical sem interrupção (SVR) entre WWAN e WLAN e vice-versa.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a interface SVR adicionalmente compreender uma interface de comunicação de três camadas (1001, 1003, 1005).

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender transformar instantes aleatórios de chegada de pacotes de dados em streaming espaçados uniformemente usando um buffer de jitter.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender manter uma conexão entre terminais envolvidos na WWAN e na WLAN quando transferindo da WWAN para a WLAN e vice-versa.