ES2101349T5 - Procedimiento para la asignacion de frecuencias para estaciones base de una red de servicio radiotelefonico movil. - Google Patents
Procedimiento para la asignacion de frecuencias para estaciones base de una red de servicio radiotelefonico movil.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCESO PARA LA ASIGNACION DE FRECUENCIAS CON RESPECTO A ESTACIONES BASE DE UN RED DE RADIOTELEFONO MOVIL, BASADO EN INFORMACIONES DE ENTRADA QUE CONTIENEN AL MENOS EL NUMERO DE FRECUENCIAS REQUERIDO PARA CADA ESTACION BASE, LAS FRECUENCIAS ADMISIBLES EN LA RED DE RADIOTELEFONO MOVIL Y LA INFORMACION SOBRE POSIBLES EFECTOS DE INTERFERENCIA ENTRE LAS ESTACIONES BASE EN EL CASO DE FRECUENCIAS CONTIGUAS Y/O SIMILARES. LAS SIGUIENTES ETAPAS DEBEN SER REALIZADAS DE FORMA ALTERNATIVA: (A) SE SELECCIONA UNA ESTACION BASE ENTRE LA PLURALIDAD DE ESTACIONES BASE A LAS CUALES NO HAN SIDO ASIGNADAS TODAS LAS FRECUENCIAS DISPONIBLES DE ACUERDO CON UN PRIMER CRITERIO DE SELECCION DE ESTACION BASE Y SI SE REQUIERE CON OTROS CRITERIOS DE SELECCION DE ESTACION BASE; (B) SE SELECCIONA UNA FRECUENCIA DE ACUERDO CON UN PRIMER CRITERIO DE SELECCION DE FRECUENCIA Y SI SE REQUIERE OTROS CRITERIOS DE SELECCION DE FRECUENCIA; (C) LA FRECUENCIA SELECCIONADA DURANTE LA ETAPA (B) SE IDENTIFICA Y SE ASIGNA A LA ESTACION BASE SELECCIONADA DURANTE LA ETAPA (A).
Description
Procedimiento para la asignación de frecuencias
para estaciones base de una red de servicio radiotelefónico
móvil.
La invención se refiere a un procedimiento para
la asignación de frecuencias a estaciones base de una red de
servicio radiotelefónico móvil, en donde se parte de informaciones
de entrada, que contienen al menos la cantidad de frecuencias
requeridas para una estación base correspondiente, las frecuencias
permitidas en la red de servicio radiotelefónico móvil e
informaciones sobre posibles acciones de perturbación
radioeléctrica entre las estaciones de base en caso de frecuencias
iguales y/o próximas.
Las estaciones base para redes de servicio
radiotelefónico móvil están distribuidas a lo largo del territorio
geográfico, que es abarcado por la red de servicio radiotelefónico
móvil. Las estaciones base comprenden equipos de emisión y de
recepción, que están dimensionados para un intercambio de noticias
con las estaciones móviles, que se encuentran en la zona de
abastecimiento de la estación base correspondiente. Debido a la
cantidad limitada de frecuencias, que pueden ser utilizadas para la
red de servicio radiotelefónico móvil, no se puede excluir una
ocupación de diferentes estaciones base con frecuencias iguales, con
lo que se producen interferencias, cuando una estación móvil recibe
señales de la misma frecuencia desde varias estaciones base.
Además, no se pueden excluir interferencias por frecuencias
estrechamente próximas. Además de perturbaciones radioeléctricas
por interferencias en la recepción de las señales de las estaciones
base en las estaciones móviles (Down-Link) hay que
tener en cuenta también las interferencias en la recepción en las
estaciones base (Up-Link).
La asignación de frecuencias a las estaciones
base individuales tiene que tener lugar por lo tanto de manera que
se garantice una operación de la red de servicio radiotelefónico lo
más libre de interferencias posible. Para esto, se han dado a
conocer diferentes procedimientos, en los que se asignan frecuencias
a cada estación base por separado, en donde se excluyen frecuencias
que ya han sido asignadas a otra estación base, si la probabilidad
de interferencia entre la estación base y las otras estaciones base
sobrepasa un valor límite establecido previamente.
En un procedimiento dado a conocer por el
documento WO 90/10341 se componen grupos máximos secuenciales
correspondientes de estaciones base para las diferentes
frecuencias, que no hubieran recibido todavía ninguna frecuencia y
que todos ellos podrían tener una frecuencia idéntica por no
sobrepasar las exigencias mínimas. La finalidad del procedimiento
es la utilización de tan pocas frecuencias como sea posible.
En otro procedimiento (A. Gamst: "A resource
allocation technique for FDMA systems" en Alta Frequenza, Vol.
LVII núm. 2), que se utiliza en un programa de ordenador dado a
conocer bajo el nombre de GRAND, se forman grupos máximos
secuenciales de peticiones de frecuencia todavía abiertas en
estaciones base, para las frecuencias individuales en cada caso.
Por lo tanto, aquí ya se tiene en cuenta el caso de que una
estación base requiera más de una frecuencia. Una vez establecida
la frecuencia, las peticiones de frecuencia reunidas en el grupo
pueden ser satisfechas todas simultáneamente con esta frecuencia, es
decir, que quedan cubiertas determinadas exigencias mínimas. El
objetivo es aquí también la utilización de tan pocas frecuencias
como sea posible. El procedimiento permite incluso un control de
éxito con la finalidad de minimización de la cantidad de
frecuencias, mediante una determinación inteligente de una cantidad
mínima de frecuencias requeridas.
En el informe de la GLOBECOM'85 (IEEE Global
Telecommunication Conference) se describe un procedimiento para la
asignación de canales (frecuencias) a células estaciones base). La
asignación tiene lugar por selección de una célula (estación base)
mediante un criterio de selección de célula. Un canal adecuado es
asignado a la célula seleccionada, mediante un criterio de selección
de canal. Si no se logra ninguna selección clara de células y/o de
canales mediante este procedimiento de selección, entonces tiene
lugar la selección según un principio de casualidad o tiene lugar
una subordinación por grupos, es decir, un canal es subordinado a
cada una de las células detectadas.
La finalidad normal de los procedimientos
conocidos, que es la minimización de la cantidad de frecuencias
utilizadas, debe ser puesta en cuestión. Normalmente se permite al
operador de una red de servicio radiotelefónico móvil la
utilización de una cantidad establecida de frecuencias. Este querrá
aplicarlas de tal manera que se garantice una operación de la red
de servicio radiotelefónico móvil lo más libre de interferencias
que sea posible.
Los procedimientos conocidos adolecen de que las
primeras frecuencias a menudo son utilizadas excesivamente y las
últimas frecuencias son usadas muy raramente. Además, se establecen
planes de frecuencia desde el punto de vista limitado con relación
a la interferencia (cumple la exigencia mínima o no), que complican
innecesariamente la operación de la red de servicio radiotelefónico
móvil por interferencias que se pueden evitar.
Es objetivo de la presente invención presentar un
procedimiento para la asignación de frecuencias a estaciones base,
el cual provoca una utilización uniforme del espectro
disponible.
La consecución de este objetivo resulta en cada
caso a partir de la teoría de la reivindicación 1 ó 2.
Una ventaja del procedimiento según la invención
consiste en que las frecuencias son repartidas teniendo en cuenta
los posibles efectos de perturbación radioeléctrica entre las
estaciones base ampliamente uniformes a través de la red de
servicio radiotelefónico móvil, es decir, se distribuyen a través
del territorio geográfico. Para la descripción de los efectos de
perturbación radioeléctrica se adecuan preferentemente las
probabilidades de interferencia. El procedimiento según la
invención utiliza de manera óptima otras informaciones de que se
dispone, además de las probabilidades de interferencia.
La detección de probabilidad de interferencia es
conocida de por sí y se describe por ejemplo, en la publicación WO
90/10341 ya citada. Según esto, la probabilidad de interferencia es
la fracción de superficie de la zona de abastecimiento, para la que
la relación señal de perturbación a señal de utilización es más
pequeña que un valor dado previamente. En otros procedimientos para
la detección de la probabilidad de perturbación radioeléctrica, la
fracción de superficie puede ser valorada todavía con la cantidad
de tráfico que corresponde en la fracción de superficie.
El procedimiento según la invención puede ser
realizado de manera ventajosa como programa de ordenador y procesa
las siguientes informaciones de entrada:
- (1)
- indicaciones sobre la probabilidad de la interferencia en canales comunes, primeros canales vecinos, segundos canales vecinos, etc. (para Up-Link o Down-Link o mezcla de ambos),
- (2)
- indicación de las frecuencias permitidas por principio en la red,
- (3)
- indicaciones siguientes para cada estación base individual:
- (a)
- cantidad de las frecuencias requeridas,
- (b)
- frecuencias ofrecidas localmente,
- (c)
- frecuencias prohibidas localmente,
- (d)
- un grado de dificultad,
- (e)
- carga de tráfico que puede ser soportada,
- (f)
- grado de utilización (carga de tráfico con relación a capacidad).
- (4)
- para el caso del canal común, para el caso del primer canal vecino, etc., una probabilidad de interferencia tolerable máxima en cada caso y un umbral que queda por debajo, a partir de los cuales las probabilidades de interferencia pueden ser generalmente considerados como relevantes,
- (5)
- una cantidad máxima de ciclos de asignación de frecuencia,
- (6)
- especificaciones adicionales propias del sistema (por ejemplo, específicas de GSM), como por ejemplo, separaciones de canal a causa de las propiedades de acoplador de emisión.
Bajo (1) y (4) son requeridas en este programa al
menos las indicaciones para uno de los casos (canal común, primer
canal vecino, etc.). Son además necesarios: (2), (3) (a) y (5);
pueden ser omitidos: (3) (b) (c) y (6); pueden ser puestos con un
valor por defecto: (3) (d) a (f).
El procedimiento termina preferentemente cuando
la demanda de frecuencia en un ciclo de cada estación base pudiera
ser cubierta bajo mantenimiento de las condiciones secundarias o
cuando la cantidad máxima de ciclos de asignación de frecuencia ha
sido realizada. En el caso último, el resultado del procedimiento
puede ser sólo una solución parcial bajo determinadas
circunstancias, sobre cuya base el usuario se puede orientar de
nuevo con relación a sus datos de entrada. Un ciclo de asignación
se compone de una serie de asignaciones individuales, en la cual es
asignada una frecuencia correspondiente a una estación base.
El resultado del procedimiento consiste en último
término en una lista, en la que están reflejadas las frecuencias
asignadas en cada caso a las estaciones base. Además, la lista
puede contener otras indicaciones, como por ejemplo, las
probabilidades de interferencia, que existen según la asignación de
las frecuencias, o frecuencias libres, que pueden ser concedidas
todavía en caso de necesidad.
Aunque fundamentalmente también se puede elegir
otra secuencia en el marco de la invención, se ha demostrado como
ventajoso, si se selecciona primeramente una estación base
correspondiente, y después una frecuencia para la estación base
previamente seleccionada.
Una mejora del procedimiento según la invención
consiste en que además tiene lugar una identificación de aquellas
asignaciones individuales (frecuencia a estación base), de
probabilidades máximas de interferencia que ya no son permisibles,
debidas a la selección de la estación base y de la frecuencia
teniendo en cuenta los posibles efectos de perturbación
radioeléctrica.
La realización del procedimiento según la
invención puede ser interrumpida de por sí en una etapa del proceso
cualquiera, con lo que pueden tener lugar otras asignaciones por
parte del analizador del sistema correspondiente. Sin embargo, en
un perfeccionamiento del procedimiento según la invención está
previsto que las etapas (a) a (c) sean repetidas hasta que esté
asignada la cantidad de frecuencias requeridas a todas las
estaciones base o que no sean asignables más frecuencias hasta en
caso de otra demanda, y porque la asignación de frecuencias es
repetida con otras informaciones de entrada, en el caso de que
ninguna frecuencia más sea asignable. Haciendo esto, está asegurado
que las asignaciones tiene lugar de manera ampliamente óptima,
mediante el procedimiento según la invención.
Preferentemente está previsto en el procedimiento
según la invención que como primer criterio de selección de la
estación base sirva el número máximo de las frecuencias asignables
todavía conjuntamente a esta estación base en relación al número de
las frecuencias todavía requeridas por la estación base.
Un perfeccionamiento del procedimiento según la
invención consiste en que las informaciones sobre posibles efectos
de perturbación radioeléctrica son probabilidades de interferencia
y la suma de probabilidades de interferencia sirve como un criterio
de selección de estación base, las cuales existen en la estación
base seleccionada a causa de la utilización de frecuencias iguales
y/o vecinas en relación a otras estaciones base. Haciendo esto,
tiene lugar otra optimización de la asignación de frecuencia.
Como ya se ha citado más arriba, se puede
introducir una medida de dificultad a cada estación base como una
de las informaciones de entrada. Sin embargo, a menudo la
dificultad, con la que pueden ser asignadas las frecuencias
requeridas a cada estación base correspondiente, es conocida sólo
por la propia asignación, por lo tanto después de uno o varios
ciclos de asignación.
Para esto, está previsto según otro
perfeccionamiento de la invención, que las informaciones de entrada
contengan además una grado de dificultad para cada estación base,
que después de una asignación, la cual no satisface a todos los
requisitos de frecuencia, es modificada de manera que el grado de
dificultad de aquellas estaciones base, a las cuales no fueron
asignadas el número requerido de frecuencias, es aumentada de
manera determinada o no determinada y porque la medida de
dificultad es tenida en cuenta según la etapa (a) en la selección de
la estación base.
Otro perfeccionamiento consiste en que para la
selección de la frecuencia según la etapa (b) existe un criterio de
selección de frecuencia a partir de la vinculación de la frecuencia
correspondiente a la más elevada de la clase siguiente:
- -
- en la clase 1 están clasificadas aquellas de las frecuencias permitidas en la estación base seleccionada, cuya asignación a la estación base seleccionada fue generada por la relación del número máximo de las frecuencias todavía asignables conjuntamente de esta estación base con respecto al número de las frecuencias todavía requeridas para esta estación base, con un valor inferior a 1,
- -
- en la clase 2 están recogidas aquellas frecuencias de las restantes, cuya asignación para la estación base fue generada para la relación del número máximo de las frecuencias todavía asignables conjuntamente a otra estación base en relación al número de las frecuencias todavía necesitadas por esta otra estación base, con un valor inferior a 1,
- -
- en la clase 3 se incluyen todas las demás frecuencias hasta ahora no recogidas, pero que son permisibles en la red.
Otro perfeccionamiento contribuye también a una
situación de interferencia favorable en conjunto y consiste en que,
una situación de interferencia generada por las asignaciones
realizadas hasta ahora es valorada con ayuda de una función de
precio de interferencia y porque se selecciona como otro criterio de
selección de frecuencia aquella frecuencia, cuya asignación provoca
la mínima elevación de la función de precio de interferencia.
Este perfeccionamiento elude otro inconveniente
del procedimiento conocido, en el cual se deriva una matriz de
compatibilidad a partir de una matriz de las probabilidades de
interferencia, la cual contiene los valores de probabilidad en
especificación estricta en el sentido de "permisible" o "no
permisible". Por el contrario, en el perfeccionamiento de la
invención se utilizan las probabilidades de interferencia
detectadas dentro de una gama de valores establecida previamente.
Además, pueden ser despreciados los valores de probabilidades de
interferencia, que quedan por debajo de la gama de valores. Las
probabilidades de interferencia por encima de la gama de valores
llevan a la especificación estricta "no permisible".
Dentro de la gama de valores está permitida la
asignación en principio. Pero se tiene en cuenta si no es deseable
la asignación, debido a interferencias cada vez más elevadas. Esto
provoca entre otras cosas, que en la asignación de frecuencias a
cada zona geográfica parcial del territorio total que tiene que ser
abastecido con frecuencia, sea abastecida tan bien como permita su
situación de interferencia.
En este perfeccionamiento se detecta la elevación
de la función de precio de interferencia, debido a que las
informaciones de entrada contienen además el grado de utilización L
y la carga de tráfico V de las estaciones base individuales y
porque la elevación E de la función de precio de interferencia como
suma de valoraciones de efectos de perturbación radioeléctrica para
probabilidades de interferencia relevantes p_{AB} y p_{BA} entre
la estación base A seleccionada previamente y otras estaciones base
B bajo consideración del número Z de las frecuencias requeridas en
la estación base correspondiente, se calcula como sigue:
E=\Sigma_{B}[(p_{AB}\cdot
L_{A}\cdot L_{B}\cdot V_{A})/Z_{A}+(p_{BA}\cdot L_{B}\cdot
L_{A}\cdot
V_{B})/Z_{B}]
Las probabilidades de interferencia también
pueden registrar además las probabilidades desde interferencia por
canales vecinos, según los datos en detalle.
En un cálculo de la función de precio de
interferencia se consideran todos los pares A y B de estaciones
base, para al menos una de las dos probabilidades de interferencia
(en el caso Down-Link: perturbación radioeléctrica
por A en la célula de B, perturbación radioeléctrica por B en la
célula de A; en el caso Up- Link: perturbación radioeléctrica en A
por la estación móvil B. perturbación radioeléctrica en B por la
estación móvil A) en el caso de canal común o en un caso de canal
de vecindad está por encima de un límite de relevancia
correspondiente.
Para un par A y B de este tipo se valoran por
separado las dos relaciones direccionales "A perturba B" y
"B perturba A". Estas relaciones son llamadas relaciones de
perturbación relevantes. Para "B perturba A" por ejemplo, se
examina para cada frecuencia asignada a la estación base A, si es
usada la misma frecuencia o una frecuencia vecina (1ª, 2ª, etc.) en
la estación base B. Para cada caso de este tipo, se anotan las
probabilidades de interferencia correspondientes. Después de este
procesamiento de todas las frecuencias de la estación base A se
acumulan todas las probabilidades de interferencia así anotadas, se
multiplica por el grado de utilización de la estación base A, el
grado de utilización de la estación base B y la carga de tráfico de
la estación base A y finalmente se divide por el número de las
frecuencias que tiene que ser asignadas a la estación base B.
El resultado proporciona la valoración de la
relación de perturbación radioeléctrica "B perturba A". Puede
ser interpretado como la probabilidad promedio ponderada con la
importancia de la estación base B en la red completa, con la que un
usuario de la estación base A es perturbado por la operación de la
estación base B durante su tiempo de utilización. La suma de
valoraciones de las relaciones relevantes de perturbación
radioeléctrica es el resultado de la función de precio de
interferencia.
Otra mejora del procedimiento según la invención
consiste en que se tiene en cuenta la repetición de las frecuencias
asignadas individualmente en la red de servicio radiotelefónico
móvil, como otro criterio de selección de frecuencia.
Según otro perfeccionamiento de la invención está
previsto que en la selección de la estación base y/o en la
selección de la frecuencia se aplica un procedimiento aleatorio, si
después de la aplicación de todos los criterios de selección
anteriormente citados quedan todavía varias estaciones base y/o
frecuencias para la selección, para poder terminar en cada caso una
selección.
El procedimiento según la invención consiste en
que se aplica como primer criterio de selección de la estación
base, para la selección de una estación base según la etapa (a), la
relación del número máximo de las frecuencias que todavía se pueden
asignar conjuntamente a esta estación base respecto al número de
frecuencias todavía requeridas para esta estación base, porque se
elige la estación base con la relación más baja; que se aplica como
segundo criterio de selección de estación base, un grado de
dificultad asignado a las estaciones base individuales entre varias
estaciones base que presentan la relación más pequeña, en donde es
seleccionada la estación base con mayor grado de dificultad; que en
caso de que no haya una selección clara con el segundo criterio de
selección de estación base, se aplica la suma de las probabilidades
de interferencia, que existen en la estación base correspondiente
por causa de la utilización de las mismas frecuencias y/o
frecuencias vecinas en la relación con otras estaciones base, como
tercer criterio de selección de estación base, en donde se
selecciona aquella estación base con la mayor suma de probabilidades
de interferencia, y que tiene lugar una selección aleatoria entre
las estaciones que quedan, en caso de no selección clara después de
la aplicación del tercer criterio de selección de estación
base.
En otra forma de realización ventajosa está
previsto que para la selección de la frecuencia según la etapa (b)
existe un primer criterio de selección de frecuencia a partir de la
correspondencia de la frecuencia correspondiente a la más alta de
las clases siguientes:
- -
- en la clase 1 se clasifican aquellas de las frecuencias permitidas en la estación base seleccionada, cuya asignación a la estación base seleccionada fue generada con un valor inferior a 1 de la relación del número máximo de las frecuencia todavía asignables conjuntamente a esta estación base respecto al número de frecuencias todavía requeridas de esta estación base,
- -
- en la clase 2 se clasifican aquellas de las frecuencias restantes, cuya asignación a la estación base seleccionada fue generada con un valor inferior a 1 de la relación del numero máximo de las frecuencias asignables todavía conjuntamente a otra estación base en relación al número de frecuencias todavía requeridas por esta estación base,
- -
- en la clase 3 se clasifican todas las demás frecuencias hasta ahora no clasificadas, pero que sean permisibles en la red;
- también está previsto que se tenga en cuenta una posible elevación de la función de precio de interferencia como segundo criterio de selección de frecuencia, la cual se calcula a partir de aquellos valores de la probabilidad de interferencia entre la estación base previamente seleccionada y otras estaciones base, los cuales no estén por encima de la probabilidad de interferencia máxima permisible y no estén por debajo de una probabilidad de interferencia considerada absolutamente como relevante, para el caso de que no exista ninguna selección clara después de aplicar el primer criterio de selección de frecuencia, que como tercer criterio de selección de frecuencia sirve la repetición de las asignaciones de las frecuencias que han tenido lugar hasta ahora, en donde se selecciona la frecuencia con la repetición más baja, y que tiene lugar una selección aleatoria entre las frecuencias que quedan, para el caso de ninguna selección clara después del tercer criterio de selección de frecuencia.
En otro procedimiento según la invención para la
asignación de frecuencia a estaciones base de una red de servicio
radiotelefónico móvil, en donde se parte de informaciones de
entrada, que contienen al menos la cantidad de las frecuencias
requeridas para una estación base correspondiente, las frecuencias
permisibles en la red de servicio radiotelefónico móvil y las
probabilidades de la interferencia (probabilidades de
interferencia) entre las estaciones base en el caso de frecuencias
iguales o vecinas, está previsto que sean seleccionadas etapa por
etapa las estaciones base individuales que tienen que ser asignadas
y que se tengan en cuenta numéricamente las probabilidades de
interferencia, para la selección de las frecuencias.
Las prestaciones que caracterizan este
procedimiento contribuyen fundamentalmente a la optimización de la
red de servicio radiotelefónico móvil con relación a las
probabilidades de interferencia y pueden ser aplicadas
conjuntamente con otras etapas y criterios de selección para
estaciones base y frecuencias.
En este procedimiento se tienen en cuenta
preferentemente sólo las probabilidades de interferencia dentro de
una gama de valores, que está entre un valor mínimo considerado
como relevante y un valor más elevado considerado como altamente
permisible.
Una forma de realización de la invención está
representada en el dibujo, en base a varias figuras, y es explicada
más detalladamente en la siguiente descripción. Muestran:
la fig. 1 probabilidades de interferencia
aceptadas como magnitudes de entrada entre cuatro estaciones base,
en forma de una matriz,
la fig. 2 una representación gráfica de las
relaciones de perturbación radioeléctrica entre las estaciones
base,
las fig. 3.1 a 3.8 la relación entre frecuencias
diferentes en forma de tablas, entre estaciones base y la relación
entre la capacidad residual y las frecuencias todavía requeridas,
para una etapa de proceso correspondiente.
Se parte de una red de servicio radiotelefónico
móvil muy pequeña con cuatro estaciones base A, B, C, D, en aras de
la claridad, que representa por ejemplo la ampliación de una red
disponible. Sin embargo, en la práctica tienen lugar asignaciones
de frecuencia para redes de servicio radiotelefónico móviles con el
procedimiento según la invención de cientos, incluso miles, de
estaciones base. Además, sólo están previstas ocho frecuencias que
tienen que ser asignadas en el ejemplo de realización, en aras de
la claridad.
El ejemplo de realización parte de que fueron
determinadas previamente las probabilidades de interferencia
representadas en la fig. 1. Éstas dan la probabilidad en el caso
llamado Down-Link, de que sea perturbada una
comunicación entre una estación base y una estación móvil que se
encuentre en su zona, por otra estación base. Por ejemplo, según la
fig. 1 la estación base D perturba a la estación base C con una
probabilidad del 12% en el caso de utilización de una frecuencia
igual. Una probabilidad de interferencia del 10% se considera como
el máximo tolerable, mientras que probabilidades de interferencia
de menos del 1% son consideradas como ya no relevantes.
Las probabilidades de interferencia para
estaciones base ya existentes de la red de servicio radiotelefónico
móvil no se realizan explícitamente en el ejemplo de realización
fuertemente simplificado. Se acepta que éstas son no relevantes o
conducen a prohibiciones de frecuencias individuales de las
estaciones base A, B, C o D. Las relaciones de perturbación
radioeléctrica entre las estaciones base A, B, C, D dadas por la
probabilidad de interferencia se pueden representar también en
forma gráfica según la fig. 2. Además, una línea de unión continua
significa una prohibición clara para la utilización de las mismas
frecuencias. Una línea de trazos con el porcentaje correspondiente
indica que permite la utilización de las mismas frecuencias, pero
no es deseable. Son tanto menos deseables, cuanto mayor es la
probabilidad de interferencia.
Sea conocido lo siguiente para las estaciones
base A a D:
- -
- A requiere dos frecuencias, no puede utilizar las frecuencias 3, 5 y 8 y tiene un grado de dificultad de 22.
- -
- B requiere dos frecuencias, no puede utilizar las frecuencias 2, 3 y 5 y tiene un grado de dificultad de 20.
- -
- C requiere una frecuencia, no puede utilizar las frecuencias 2, 3, 5, 6, 7 y 8 y tiene un grado de dificultad de 30.
- -
- D requiere dos frecuencias, no puede utilizar las frecuencias 3, 5, 6, 8 y tiene un grado de dificultad de 18.
Las posibilidades de utilización de las
frecuencias están representadas en forma tabular en la fig. 3.1, en
donde una barra sobre un número significa que está prohibida la
frecuencia correspondiente para la estación base
correspondiente.
Además, debe ser conocido para una red de
servicio radiotelefónico móvil que tiene que ser ampliada, que en
la parte ya existente hasta ahora, las frecuencias son utilizadas
tanto más fuertemente, cuanto mayor es el número de las
frecuencias. La carga de tráfico y el grado de utilización de las
estaciones base individuales se ponen todas con el mismo valor
comodín 1. Como máximo se pueden realizar diez ciclos de asignación
de frecuencia en el procedimiento.
Dos frecuencias utilizadas conjuntamente en una
estación base deben tener una separación de canal de tres, debido a
las propiedades de acoplador de emisión, de manera que, por
ejemplo, la utilización de la frecuencia 4 prohibe automáticamente
la utilización de las frecuencias 2, 3, 5 y 6 en la misma estación
base.
Una vez que son conocidos todos los datos,
comienza el procedimiento según la invención con un primer ciclo de
asignación de frecuencia. Aquí debe ser seleccionada primeramente
una primera estación base. Para ello, se calculan las relaciones de
capacidad residual respecto a la cantidad de las frecuencias
todavía requeridas para las estaciones base A a D, para la
comprobación del criterio de selección de estación base de primer
rango.
Esto significa para la estación base A:
la frecuencia 1 es utilizable,
la frecuencia 2 está prohibida a causa de 1,
la frecuencia 3 está prohibida a causa de 1 y
también si no,
la frecuencia 4 es utilizable,
la frecuencia 5 está prohibida a causa de 4 pero
también si no,
la frecuencia 6 está prohibida a causa de 4,
la frecuencia 7 es utilizable,
la frecuencia 8 está prohibida a causa de 7.
Esto tiene como consecuencia una capacidad
residual de 3 y una relación entre la capacidad residual y las
frecuencias todavía requeridas de 3/2. Esta relación, así como las
relaciones correspondientes para las estaciones base B, C y D están
indicadas en la fig. 3.1, a la derecha.
Debido al criterio de selección de estación base
de primer rango, la asignación de frecuencia debe comenzar con una
de las estaciones base A, B o D. Para la selección entre estas
estaciones base se recurre a un criterio de selección de estación
base de segundo rango, concretamente al grado de dificultad, de
manera que la selección recae sobre la estación base A.
Las frecuencias 3, 5 y 8 están prohibidas para la
estación base A. Ninguna de las frecuencias permitidas (1, 2, 4, 6,
7) haría ya imposible ahora la asignación de la segunda frecuencia
requerida para la estación base A, es decir, la clase 1 está vacía.
Así mismo, la clase 2 está vacía. Por esto, ya que la clase 3
consta de más de una frecuencia, se continúa eligiendo entre estas
frecuencias según el criterio de segundo rango para la selección de
frecuencia. Puesto que todavía no han sido asignadas ninguna de las
frecuencias para las estaciones base C y D, la variación de la
función de precio de interferencia para cada frecuencia de la
estación base A tiene que ser cero. Por esto es necesaria otra
selección según el criterio de selección de frecuencia de tercer
rango. Después de la observación mediante la frecuencia de
utilización en la red ya existente, se tiene que seleccionar la
frecuencia 1.
Esta asignación tiene como consecuencia, que las
frecuencias 2 y 3 ya no pueden ser utilizadas en la estación base A
y que la frecuencia 1 a causa de la alta probabilidad de
interferencia (véase la fig. 1) no puede ser utilizada en la
estación base B. Esta situación existente después de la primera
asignación individual está representada en la tabla según la fig.
3.2. El enmarcado de un número significa que la frecuencia
correspondiente ha sido asignada.
La fig. 3.2 muestra además el nuevo cálculo de
las relaciones de capacidad residual con respecto a la cantidad de
las frecuencias todavía requeridas, que resulta después de la
primera asignación individual. Para la segunda asignación
individual es seleccionada por esto la estación base B. Las
frecuencias 1, 2, 3 y 5 están prohibidas para ésta. La elección de
la frecuencia 6 haría ya imposible ahora la asignación de una
segunda frecuencia para la estación base B. Por esto, la frecuencia
6 pertenece a la clase 1. La clase 2 está vacía, mientras que la
clase 3 contiene las frecuencias 4, 7 y 8. Puesto que la estación
base C no ha recibido todavía ninguna frecuencia, la variación de
la función de precio de interferencia para la frecuencia de clase 3
correspondiente tiene que ser igual a cero. Debido al criterio de
repetición anteriormente citado se selecciona la frecuencia 4 y se
le asigna a la estación base B, lo cual está representado en la
fig. 3.3. Además, la fig. 3.3 muestra las nuevas relaciones entre
capacidad residual y frecuencias todavía requeridas. Después de
esto, entran en consideración las estaciones base A, B y D para la
tercera asignación individual, según el criterio de selección de
primer rango. Según el criterio de selección de estación base de
segundo rango recae la elección sobre la estación base A.
Puesto que las frecuencias 6 y 7 están ambas en
la clase 3 y a causa de frecuencias que todavía faltan en las
estaciones base C y D, no puede tener lugar ninguna variación de la
función de precio de interferencia, se selecciona de nuevo la
frecuencia 6 según el criterio de repetición. Después de esta
tercera asignación se da el resultado intermedio representado en la
fig. 3.4.
Para una cuarta asignación individual, la
elección recae sobre la estación base B, según el grado de
dificultad. La asignación de la frecuencia 7 significaría, que ya
no se pueden asignar dos frecuencias a la estación base D.
Por esto, la frecuencia 7 pertenece a la clase 2,
mientras que la frecuencia 8 pertenece a la clase 3 y es
seleccionada. Después de esta cuarta asignación se da el estado
representado en la fig. 3.5.
La elección para la quinta asignación individual
recae sobre la estación base D. Todas las frecuencias que quedan
todavía restantes para esta estación base pertenecen a la clase 3.
Para la frecuencia 1 se da una elevación de la función de precio de
interferencia, a causa de la utilización en la estación base A, lo
cual no es el caso para las frecuencias 2 y 7. Según el criterio de
repetición se selecciona la frecuencia 2 de entre estas
frecuencias. Después de esto, se da la situación representada en la
fig. 3.6.
Para la sexta asignación individual se selecciona
de nuevo la estación base D. Solamente la frecuencia 7 está en la
clase 3. Por esto es asignada a la estación base 7, lo cual está
representado en la fig. 3.7.
Por la fig. 3.7 se hace visible además, que
todavía se tiene que asignar una frecuencia a la estación base C,
para lo que están libres dos frecuencias, concretamente las
frecuencias 1 y 4. La función de precio de interferencia se eleva
para ambas frecuencias.
Esta elevación se calcula en el caso de una
asignación de la frecuencia 1, como sigue: primeramente se calcula
una elevación de la función de precio de interferencia para la
relación "C perturba A" para una probabilidad de interferencia
del 8% (fig. 1). Esta relación de perturbación radioeléctrica se
multiplica por el grado de utilización L_{A} de la estación base
A, el grado de utilización L_{C} de a estación base C y la carga
de tráfico V_{A} de la estación base A y se divide por la
cantidad de frecuencias requeridas en total para la estación base
A. Puesto que, tanto el grado de utilización L como también la
caiga de tráfico V fueron aceptados como 1, se da:
(8\cdot
1\cdot 1\cdot 1)/2 =
4
De manera correspondiente, se calcula la
elevación de la función de precio de interferencia para la relación
"A perturba C", lo cual da:
(8\cdot1\cdot1\cdot1)/1 =
8
Para todas las demás relaciones de perturbación
radioeléctrica potenciales resultan las relaciones 0. Por
consiguiente, la suma de las valoraciones (función de precio de
interferencia) se ha elevado en 12. En el caso de una asignación de
la frecuencia 4 se eleva la función de precio de interferencia en 3
por un cálculo similar. Esto tiene como consecuencia, que la
frecuencia 4 debe ser seleccionada según el criterio de selección
de frecuencia de segundo rango. Después de esta séptima asignación
individual se da la situación mostrada en la fig. 3.8. Con lo que
termina el primer ciclo de asignación. Puesto que no hay más
estaciones base con demanda de frecuencias no satisfecha todavía,
también termina el procedimiento completo. El resultado final
representado en la fig. 3.8 cumple todas las condiciones
complementarias y suministra un plan de frecuencia, que garantiza
una operación de la red sin interferencia dentro de lo posible.
Claims (16)
1. Procedimiento para la asignación de
frecuencias a estaciones base de una red de servicio
radiotelefónico móvil, según el cual se parte de informaciones de
entrada que contienen al menos el número de frecuencias requeridas
para una estación base, las frecuencias permitidas en la red
radiotelefónica móvil e informaciones para posibles perturbaciones
radio eléctricas entre las estaciones base en el caso de
frecuencias iguales y/o vecinas, caracterizado porque:
- (a)
- se selecciona una cantidad parcial a partir de la cantidad de estaciones base de una red de servicio radiotelefónico móvil según un primer criterio de selección de estación base, que precisa el número máximo de la frecuencia asignada en común a esta estación base en relación con el número de la frecuencia requerida aún desde la estación base,
- se selecciona a partir de esta cantidad parcial, en el caso de que esté compuesta por más de una estación base, otra cantidad parcial según otro criterio de selección de estación base, y
- se repite la última etapa de selección mencionada usando respectivamente otro criterio de selección de estación base hasta que la cantidad parcial esté compuesta sólo por una estación base, en el que
- (b)
- se selecciona una cantidad parcial de frecuencias a partir de la cantidad de las frecuencias permitidas por la red de servicio radiotelefónico móvil según un primer criterio de selección de frecuencia, se selecciona a partir de esta cantidad parcial, en el caso de que esta comprenda más de una frecuencia, otra cantidad parcial según otro criterio de selección de frecuencia y se repite la última etapa de selección mencionada usando respectivamente otro criterio de selección de frecuencia hasta que la cantidad parcial esté compuesta sólo por una frecuencia,
- (c)
- se asigna la frecuencia seleccionada en b) a la estación de base seleccionada en (a).
2. Procedimiento para la asignación de
frecuencias a estaciones base de una red de servicio
radiotelefónico móvil, en donde se parte de informaciones de
entrada, que contienen al menos la cantidad de las frecuencias
requeridas por una estación base correspondiente, las frecuencias
permisibles en la red de servicio radiotelefónico móvil e
informaciones sobre posibles efectos de perturbación radioeléctrica
entre las estaciones base, en caso de frecuencias iguales y/o
vecinas, caracterizado porque:
- (a)
- se selecciona una cantidad parcial a partir de la cantidad de estaciones base de una red de servicio radiotelefónico móvil según un primer criterio de selección de estación base,
- se selecciona a partir de esta cantidad parcial, en el caso de que esté compuesta por más de una estación base, otra cantidad parcial según otro criterio de selección de estación base, y
- se repite la última etapa de selección mencionada usando respectivamente otro criterio de selección de estación base hasta que la cantidad parcial esté compuesta sólo por una estación base, en el que
- (b)
- se valora la situación de interferencia de las estaciones base seleccionadas en (a) con ayuda de una función de precio de interferencia, en el que se seleccionan aquellas frecuencias en las que la elevación de la función de precio de interferencia provocada por la asignación sea mínima, calculándose la función de precio de interferencia:
E=\Sigma[(p_{AB}\cdot L_{A}\cdot
L_{B}\cdot V_{A})/Z_{A}+(p_{BA}\cdot L_{B}\cdot L_{A}\cdot
V_{B})/Z_{B}]
- en la que L y V proporcionan el grado de utilización y la carga de tráfico de las estaciones base, Z el número de frecuencias requeridas y P las probabilidades de interferencia entre la estación base seleccionada y otra estación base,
- (c)
- se asigna la frecuencia seleccionada en b) a la estación de base seleccionada en (a).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en cada caso es seleccionada
primeramente una estación base y después de ésta, una frecuencia
para la estación base seleccionada previamente.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tiene
lugar además una identificación de aquellas asignaciones
individuales (frecuencia a estación base) que ya no son permisibles
debido a la selección de la estación base y de la frecuencia
teniendo en cuenta posibles efectos de perturbación radioeléctrica,
y en especial las probabilidades de interferencia máximas
permisibles.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
etapas (a) a (c) se repiten hasta que está asignada la cantidad
requerida de frecuencias a todas las estaciones base, o hasta que
no sean asignables más frecuencias en caso de demanda posterior, y
porque en el caso de que no haya más frecuencias asignables, se
repite la asignación de frecuencias con otras informaciones de
entrada.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
informaciones sobre posibles efectos de perturbación radioeléctrica
son probabilidades de interferencia y porque la suma de
probabilidades de interferencia sirve como un criterio de selección
de estación base, que existen en la estación base que tiene que ser
seleccionada a causa de la utilización de frecuencias iguales y/o
vecinas en relación a otras estaciones base.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
informaciones de entrada contienen además un grado de dificultad
para cada estación base, que después de una asignación, la cual no
satisface todas las exigencias de frecuencia, es modificada de tal
manera que el grado de dificultad de aquellas estaciones base, a las
que no fue asignado el número de frecuencias requerido, es
aumentado de manera determinada o no determinada y porque el grado
de dificultad es tenido en cuenta en la selección de la estación
base según la etapa (a).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 3-7, caracterizado
porque para la selección de la frecuencia según la etapa (b) existe
un criterio de selección de frecuencia a partir de la pertenencia
de la frecuencia correspondiente a la más elevada de las clases
siguientes:
- -
- en la clase 1 se clasifican aquellas frecuencias entre las permisibles para la estación base seleccionada, cuya asignación a la estación base seleccionada fue generada con un valor inferior a 1 de la relación del número máximo de las frecuencias todavía asignables conjuntamente a esa estación base con respecto al número de frecuencias todavía requeridas de esta estación base,
- -
- en la clase 2 se clasifican aquellas de las frecuencias restantes, cuya asignación a la estación base fue generada con un valor inferior a 1 de la relación del número máximo de frecuencias todavía asignables conjuntamente a otra estación base con relación al número de las frecuencias todavía requeridas de esta otra estación base,
- -
- en la clase 3 se clasifican todas las demás frecuencias hasta ahora todavía no clasificadas, pero permisibles en la red.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 3-8, caracterizado
porque se valora una situación de interferencia generada por las
asignaciones que han tenido lugar hasta ahora, con ayuda de una
función de precio de interferencia y porque es seleccionada aquella
frecuencia, cuya asignación provoca la elevación más pequeña de la
función de precio de interferencia como otro criterio de selección
de frecuencia.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque las informaciones de entrada contienen
además el grado de utilización L y la carga de tráfico V de las
estaciones base individuales, y porque la elevación E de la función
de precio de interferencia es calculada como suma, de valoraciones
de efectos de perturbación radioeléctrica para probabilidades
P_{ab} Y P_{ba} relevantes de interferencia entre la estación
base A previamente seleccionada y otra estación base B, teniendo en
cuenta el número Z de las frecuencias requeridas en la estación
base correspondiente, como sigue:
E=\Sigma_{B}[(p_{AB}\cdot
L_{A}\cdot L_{B}\cdot V_{A})/Z_{A}+(p_{BA}\cdot L_{B}\cdot
L_{A}\cdot
V_{B})/Z_{B}]
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque las probabilidades de interferencia
abarcan también las probabilidades de interferencias por canales
vecinos.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 3-11, caracterizado
porque la repetición de las frecuencias individuales asignadas en la
red de servicio radiotelefónico móvil es tenida en cuenta como otro
criterio de selección de frecuencia.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
utiliza un procedimiento aleatorio en la selección de la estación
base y/o en la selección de la frecuencia, si después de la
aplicación de todos los criterios de selección precedentes están
todavía varias estaciones base y/o frecuencias a elección.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque se aplica como primer criterio de
selección para la selección de una estación base según la etapa
(a), la relación del número máximo de frecuencias todavía
asignables conjuntamente a esta estación base con respecto al
número de frecuencias todavía requeridas de esta estación base,
porque se selecciona la estación base con la
relación más pequeña,
porque se aplica un grado de dificultad
subordinado a las estaciones base individuales como segundo
criterio de selección entre varias estaciones base que presentan la
relación más pequeña, en donde es seleccionada la estación base con
el grado de dificultad subordinado mayor,
porque en el caso de ninguna selección clara con
el segundo criterio de selección de estación base, la suma de
probabilidades de interferencia, que existen en la estación base
correspondiente a causa de la utilización de frecuencias iguales
y/o vecinas en la relación con otras estaciones base, se aplica
como tercer criterio de selección de estación base, en donde se
selecciona aquella estación base con la suma mayor de probabilidades
de interferencia, y
porque en el caso de ninguna selección clara
después de la aplicación del tercer criterio de selección, tiene
lugar una selección aleatoria entre las estaciones que quedan.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 3-14, caracterizado
porque para la selección de las frecuencias según la etapa (b)
existe un primer criterio de selección de frecuencia a partir de la
pertenencia de la frecuencia correspondiente a la más elevada de
las clases siguientes:
- -
- en la clase 1 se clasifican aquellas frecuencias entre las permisibles para la estación base seleccionada, cuya asignación a la estación base seleccionada fue generada con un valor inferior a 1 de la relación del número máximo de las frecuencias todavía asignables conjuntamente a esa estación base con respecto al número de frecuencias todavía requeridas de esta estación base,
- -
- en la clase 2 se clasifican aquellas de las frecuencias restantes, cuya asignación a la estación base fue generada con un valor inferior a 1 de la relación del número máximo de frecuencias todavía asignables conjuntamente a otra estación base con relación al número de las frecuencias todavía requeridas de esta otra estación base,
- -
- en la clase 3 se clasifican todas las demás frecuencias hasta ahora todavía no clasificadas, pero permisibles en la red,
porque para el caso de ninguna selección clara
según el primer criterio de selección de frecuencia se tiene en
cuenta como segundo criterio de selección de frecuencia, una
posible elevación de una función de precio de interferencia, la
cual se calcula a partir de aquellos valores de la probabilidad de
interferencia entre la estación base seleccionada previamente y
otras estaciones base, los cuales no están por encima de la
probabilidad de interferencia máxima permisible ni por debajo de
una probabilidad de interferencia considerada absolutamente como
relevante,
porque como tercer criterio de selección de
frecuencia sirve la repetición de las asignaciones de las
frecuencias que han tenido lugar hasta ahora, en donde se
selecciona la frecuencia con la repetición más baja, y
porque para el caso de ninguna selección clara
según el tercer criterio de selección de frecuencia tiene lugar una
selección aleatoria entre las frecuencias que quedan.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se tienen
en cuenta las probabilidades de interferencia dentro de una gama de
valores, que está entre un valor mínimo considerado como relevante
y un valor máximo considerado como máximo permisible.
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