ES2242220T3 - Metodo para mejorar la calidad de conexion y la capacidad del sistema, y a su sistema celular de radiocomunicaciones. - Google Patents
Metodo para mejorar la calidad de conexion y la capacidad del sistema, y a su sistema celular de radiocomunicaciones.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA MEJORAR LA CALIDAD DE LA CONEXION Y LA CAPACIDAD DE UN SISTEMA DE RADIO CELULAR (MOVIL). CADA CELULA DEL SISTEMA DE RADIO CELULAR COMPRENDE AL MENOS UNA ESTACION BASE (EB) QUE COMUNICA CON TERMINALES DE ABONADO (TA) EN SU ZONA. EL PROCEDIMIENTO DE LA INVENCION SE CARACTERIZA PORQUE EL TERMINAL DE ABONADO TRANSMITE EN DOS SEGMENTOS DE TIEMPO Y RECIBE EN DOS SEGMENTOS DE TIEMPO DURANTE UNA TRAMA, Y PORQUE EL TERMINAL DE ABONADO EMPLEA LOS MISMOS SEGMENTOS DE TIEMPO DE LA TRAMA QUE SIGUE A LA UTILIZADA PARA TRANSMISION Y RECEPCION, A FIN DE MEDIR LAS ESTACIONES BASES VECINAS. GRACIAS AL PROCEDIMIENTO Y AL SISTEMA DE RADIO CELULAR DE LA INVENCION, LOS PROCEDIMIENTOS DESARROLLADOS PARA MEJORAR LA CALIDAD DE LA CONEXION Y LA CAPACIDAD DEL SISTEMA EN UN SISTEMA DE RADIO CELULAR, COMO POR EJEMPLO EL SALTO DE FRECUENCIA, LA TRANSMISION DISCONTINUA Y EL CONTROL DE LA ALIMENTACION, SE PUEDEN UTILIZAR EN LOS CANALES DE LA FRECUENCIA DE ONDA PORTADORA CCE(CANAL DE CONTROL DE EMISIONES) DE LA ESTACION BASE.
Description
Método para mejorar la calidad de conexión y la
capacidad del sistema, y su sistema celular de
radiocomunicaciones.
La presente invención se refiere a un método para
mejorar la calidad de la conexión y la capacidad del sistema en un
sistema celular de radiocomunicaciones que comprende en cada célula
por lo menos una estación base que se comunica con terminales de
abonado en su área, transmitiendo la estación base sobre por lo
menos una frecuencia de onda portadora, y en el sistema, una señal
transmitida a cada frecuencia se divide en el tiempo en una trama
que consta de una pluralidad de intervalos de tiempo, y las
estaciones base transmiten información referente a ellas mismas
hacia los terminales de abonado.
La invención se refiere también a un sistema
celular de radiocomunicaciones que comprende en cada célula por lo
menos una estación base que se comunica con terminales de abonado en
su área, transmitiendo la estación base sobre por lo menos una
frecuencia de onda portadora, y en el sistema, una señal transmitida
a cada frecuencia se divide en el tiempo en una trama que comprende
una pluralidad de intervalos de tiempo, y las estaciones base
transmiten información referente a ellas mismas hacia los terminales
de abonado.
En un sistema celular de radiocomunicaciones,
sobre un canal de tráfico se transmite voz del usuario o información
de datos entre una estación base y un terminal de abonado.
Adicionalmente, entre la estación base y el terminal de abonado se
requieren varios mensajes de control e información del sistema. Los
canales de control se usan para transmitir información de este tipo.
Por ejemplo, en el sistema GSM, el canal BCCH se usa para transmitir
información de establecimiento de conexiones desde una estación base
a terminales de abonado. El canal BCCH se usa para transmitir
información específica de la célula. Otros canales transmitidos en
el primer intervalo de tiempo, indicado mediante el número 0, de la
frecuencia de la onda portadora BCCH son, por ejemplo, el AGCH y el
PCH, usados para transmitir información de establecimiento de
llamadas, y el SCH y FCCH, usados para sincronizar un terminal de
abonado.
En el sistema GSM actual, la frecuencia de onda
portadora incluida en una señal BCCH, es decir, la frecuencia de
onda portadora BCCH, se transmite continuamente con el mismo nivel
de potencia. Un terminal de abonado mide continuamente el nivel de
potencia de las frecuencias de onda portadora BCCH transmitidas por
estaciones base adyacentes, y notifica los resultados de las
mediciones a la estación base que presta servicio al terminal de
abonado. Basándose en los resultados de estas mediciones, el sistema
decide un instante adecuado para realizar el traspaso a otra
estación base. Para poder medir la atenuación de la señal entre
estaciones base y terminales de abonado, las frecuencias de la onda
portadora BCCH se deben transmitir a un nivel de potencia
constante.
En el sistema GSM actual, un terminal de abonado
dispone únicamente de un tiempo muy limitado para medir los niveles
de potencia de las frecuencias de onda portadora BCCH de estaciones
base vecinas. Si el terminal de abonado recibe una señal de la
estación base en el intervalo de tiempo 0 de una trama, transmite
una señal hacia la estación base en el intervalo de tiempo 3 de la
trama y realiza mediciones de las estaciones base vecinas en los
intervalos de tiempo 5 y 6 de la trama. Como la recepción puede
tener lugar en cualquiera de los intervalos de tiempo 0 a 7 de una
trama, la transmisión y la medición de la estación base también
pueden tener lugar en cualquier intervalo de tiempo de una trama.
Esta es la razón por la que la frecuencia de onda portadora BCCH se
debe transmitir continuamente.
En el sistema GSM actual, el requisito de que la
frecuencia de onda portadora BCCH se deba enviar continuamente a un
nivel de potencia constante evita el uso de ciertos métodos
desarrollados para mejorar la calidad de la conexión y la capacidad
del sistema en estaciones base de baja capacidad que comprenden
únicamente una unidad de radiocomunicaciones. El problema no es tan
grave en estaciones base que comprenden una pluralidad de unidades
de radiocomunicaciones, pero incluso en este caso la calidad de la
conexión y capacidad del sistema se deterioran. Entre los métodos
para mejorar la calidad de la conexión y la capacidad del sistema en
sistemas celulares de radiocomunicaciones se incluyen, por ejemplo,
los saltos de frecuencia, la transmisión discontinua y el control de
potencia.
La solicitud de patente
WO-A-9634468 da a conocer un método
de transmisión asimétrica de datos de alta velocidad.
El objetivo de la presente invención es mejorar
la calidad de la conexión y la capacidad del sistema en un sistema
celular de radiocomunicaciones.
Esto se alcanza con un método de comunicación en
un sistema celular de radiocomunicaciones que comprende en cada
célula por lo menos una estación base que se comunica con terminales
de abonado en su área, transmitiendo la estación base sobre por lo
menos una frecuencia de onda portadora, y en el sistema una señal
transmitida a cada frecuencia se divide en el tiempo en una trama
que consta de una pluralidad de intervalos de tiempo, y las
estaciones base transmiten información referente a ellas mismas
hacia los terminales de abonado. El terminal de abonado transmite en
dos intervalos de tiempo y recibe en dos intervalos de tiempo
durante una trama cada dos tramas, y el terminal de abonado utiliza
los intervalos de tiempo de la trama siguiente a la trama usada para
la transmisión y recepción para medir los niveles de potencia de las
frecuencias de onda portadora BCCH de estaciones base vecinas.
El sistema celular de radiocomunicaciones de la
invención está caracterizado porque las estaciones base y los
terminales de abonado que comprende el sistema celular de
radiocomunicaciones comprenden medios para transmitir en dos
intervalos de tiempo y recibir en dos intervalos de tiempo durante
una trama cada dos tramas, y porque los terminales de abonado
comprenden medios para utilizar los intervalos de tiempo de la trama
siguiente a la trama usada para la transmisión y recepción para
medir los niveles de potencia de las frecuencias de onda portadora
BCCH de estaciones base vecinas.
El método y el sistema celular de
radiocomunicaciones de la invención proporcionan ventajas
diferenciadas en comparación con la técnica anterior. Gracias al
método y al sistema celular de radiocomunicaciones de la invención,
en los canales de tráfico de la frecuencia de onda portadora BCCH de
estaciones base se pueden usar métodos desarrollados para mejorar la
calidad de la conexión y la capacidad del sistema en un sistema
celular de radiocomunicaciones, tales como saltos de frecuencia,
transmisión discontinua y control de potencia. El uso del método de
la invención da lugar a las ventajas anteriores en su forma más
adecuada en estaciones base de baja capacidad que comprenden
únicamente una unidad de radiocomunicaciones. El método también
mejora la calidad de la conexión y la capacidad del sistema en
estaciones base que comprenden una pluralidad de unidades de
radiocomunicaciones.
El método y el sistema celular de
radiocomunicaciones de la invención proporcionan también ventajas en
circunstancias en las que la frecuencia de onda portadora BCCH se
transmite continuamente a un nivel de potencia constante. En dichas
circunstancias, los terminales de abonado pueden realizar más
mediciones por unidad de tiempo que en el sistema actual.
Nuevamente, esta situación ayuda a la decisión del instante adecuado
para el traspaso a otra estación base por parte del sistema, y
consecuentemente mejora la calidad de la conexión.
La expresión saltos de frecuencia se refiere a la
frecuencia de transmisión usada en una conexión que se hace variar a
intervalos predeterminados. Mediante los saltos de frecuencia, la
calidad de la transmisión se puede mejorar particularmente en casos
en los que un terminal de abonado se está moviendo muy lentamente o
está fijo, tal como es el caso habitual en el que se esté usando un
teléfono móvil llevado en la mano. Los saltos de frecuencia también
colaboran en la división de la interferencia provocada por la
conexión de radiocomunicaciones en varias frecuencias, y esto da
como resultado que una perturbación momentánea a una frecuencia
determinada se mantenga a un valor pequeño.
Por otra parte la transmisión discontinua es un
estado de funcionamiento en el que el transmisor se apaga durante el
tiempo en el que no hay datos a trasmitir. Esto contribuye a reducir
la interferencia provocada por la conexión de radiocomunicaciones y
mejora la reutilización de frecuencias, dando como resultado una
mejora de la capacidad total del sistema.
Gracias a que el nivel de transmisión de un
terminal de abonado y una estación base puede ser controlado, se
puede evitar una situación en la que la potencia de transmisión de
una célula se debería aumentar para superar la potencia requerida en
áreas normales debido a las áreas de sombra para proporcionar una
intensidad de campo satisfactoria para dichas áreas de sombra. Dicha
situación desembocaría en que la intensidad de campo resultara
innecesariamente elevada en áreas normales dando como resultado un
deterioro de la reutilización de frecuencias y consecuentemente una
reducción de la capacidad total del sistema.
A continuación, se describirá con mayor detalle
la invención haciendo referencia a ejemplos según los dibujos
adjuntos, en los cuales
la Figura 1 muestra un sistema celular de
radiocomunicaciones en el cual se puede aplicar el método de la
invención,
la Figura 2 muestra la estructura actual de una
trama TDMA de un terminal de abonado en el sistema GSM,
la Figura 3 muestra la estructura de dos tramas
sucesivas de un terminal de abonado en el sistema GSM según el
método de la invención, y
la Figura 4 es un diagrama de bloques que muestra
la estructura del terminal de abonado del sistema celular de
radiocomunicaciones de la invención.
La Figura 1 ilustra un sistema celular de
radiocomunicaciones en el cual se puede aplicar el método de la
invención. En el sistema celular de radiocomunicaciones, cada célula
comprende por lo menos una estación base BS que se comunica con
terminales de abonado MS en su área. En los sistemas celulares de
radiocomunicaciones, sobre canales de tráfico se transmite tráfico
de voz de usuario y de datos entre la estación base y un terminal de
abonado. Además, entre la estación base y el terminal de abonado se
requieren varios mensajes de control e información del sistema, y
los mismos se transmiten sobre canales de control. El método de la
invención se puede aplicar a cualquier sistema celular de
radiocomunicaciones que utilice el sistema de acceso múltiple TDMA
por división de tiempo. A continuación, se describirá el método de
la invención en el sistema GSM, aunque en modo alguno queda limitado
a este último.
La Figura 2 ilustra la estructura actual de una
trama TDMA de un terminal de abonado en el sistema GSM. En el
sistema GSM, una trama TDMA comprende ocho intervalos de tiempo que
están numerados del 0 a 7. Una célula puede utilizar una pluralidad
de frecuencias de onda portadora. Las células GSM comprenden siempre
una frecuencia de onda portadora, usándose el primer intervalo de
tiempo, indicado por el número 0, de su trama TDMA para transmitir
información de establecimiento de conexiones, es decir, el canal
BCCH, desde la estación base a terminales de abonado. La estación
base usa el mismo intervalo de tiempo para confirmar la recepción de
la señal de establecimiento de conexión transmitida por el terminal
de abonado. En este caso, la frecuencia anterior se denomina
frecuencia de onda portadora BCCH. En un estado de no conexión, los
terminales de abonado están escuchando a los canales BCCH de una
estación base. Deben conocer siempre las frecuencias a las que se
está transmitiendo la señal BCCH. Consecuentemente, la frecuencia de
onda portadora BCCH en el sistema GSM actual no comprende saltos de
frecuencia.
En el sistema GSM actual, la frecuencia de onda
portadora BCCH se transmite continuamente a un nivel de potencia
constante. Un terminal de abonado mide continuamente los niveles de
potencia de las frecuencias de onda portadora BCCH de estaciones
base adyacentes y notifica los resultados de las mediciones a la
estación base que presta servicio al terminal de abonado. Basándose
en los resultados de estas mediciones, el sistema decide el instante
adecuado para realizar el traspaso a otra estación base. Para poder
medir la atenuación de la señal entre estaciones base y terminales
de abonado, las frecuencias de onda portadora BCCH se deben
transmitir con un nivel de potencia constante.
En el sistema GSM actual, tal como puede
apreciarse en la Figura 2, un terminal de abonado dispone únicamente
de un tiempo muy limitado para medir los niveles de potencia de las
frecuencias de onda portadora BCCH de estaciones base vecinas. En la
Figura 2, RX indica el intervalo de tiempo de una trama en el que el
terminal de abonado recibe, y TX el intervalo de tiempo de una trama
en el que el terminal de abonado transmite. En el sistema GSM, un
terminal de abonado transmite y recibe a frecuencias diferentes, es
decir, las diferentes direcciones de transmisión tienen frecuencias
especializadas. Nuevamente MON indica los intervalos de tiempo de
una trama en los que el terminal de abonado realiza mediciones de
estaciones base vecinas. Si un terminal de abonado recibe una señal
desde la estación base en el intervalo de tiempo 0 de una trama, el
mismo transmite una señal hacia la estación base en el intervalo de
tiempo 3 de la trama y realiza mediciones de las estaciones base
vecinas en los intervalos de tiempo 5 y 6 de la trama. Como la
recepción puede tener lugar en cualquiera de los intervalos de
tiempo 0 a 7 de una trama, la transmisión y la medición de las
estaciones base también pueden tener lugar en cualquiera de los
intervalos de tiempo de una trama. Ésta es la razón por la que la
frecuencia de onda portadora BCCH se debe transmitir
continuamente.
La Figura 3 ilustra la estructura de dos tramas
sucesivas de un terminal de abonado en el sistema GSM según el
método de la invención. En la Figura 3, RX indica el intervalo de
tiempo de una trama en el que el terminal de abonado recibe, y TX el
intervalo de tiempo de la trama en el que el terminal de abonado
transmite. Nuevamente MON indica los intervalos de tiempo de la
trama en los que el terminal de abonado realiza mediciones de
estaciones base vecinas. En el método de la invención, el terminal
de abonado recibe en dos intervalos de tiempo y transmite en dos
intervalos de tiempo durante una trama, y el terminal de abonado
utiliza la trama siguiente para realizar mediciones de estaciones
base vecinas. Esto significa que el terminal de abonado utiliza una
de cada dos tramas para la recepción y la transmisión y una de cada
dos para mediciones de estaciones base vecinas. Por ejemplo, si el
terminal de abonado recibe una señal desde la estación base en los
intervalos de tiempo 0 y 1 de una primera trama, transmite una señal
hacia la estación base en los intervalos de tiempo 3 y 4 de la
primera trama. Gracias a esto, el terminal de abonado puede realizar
mediciones de las estaciones base vecinas durante un periodo que
comienza en el intervalo de tiempo 6 de la primera trama y que
continúa de forma ininterrumpida hasta el intervalo de tiempo 6 de
una segunda trama. Consecuentemente, el terminal de abonado puede
usar hasta nueve intervalos de tiempo sucesivos para mediciones de
estaciones base vecinas. Como el terminal de abonado puede usar por
lo menos ocho intervalos de tiempo sucesivos para mediciones de
estaciones base vecinas, puede medir el intervalo de tiempo 0 de la
frecuencia de onda portadora BCCH de la estación base, es decir, el
canal BCCH, por lo menos durante dos tramas sucesivas. Como el
terminal de abonado puede medir el intervalo de tiempo 0 de la
frecuencia de onda portadora BCCH durante por lo menos dos tramas
sucesivas, en los otros intervalos de tiempo 1 a 7 de la frecuencia
de onda portadora BCCH se pueden usar saltos de frecuencia,
transmisión discontinua y control de potencia para mejorar la
calidad de la conexión y la capacidad del sistema.
Gracias al método y al sistema celular de
radiocomunicaciones de la invención, únicamente se debe enviar
continuamente a un nivel de potencia constante el intervalo de
tiempo 0, es decir, el canal BCCH, de la frecuencia de onda
portadora BCCH. En el sistema GSM actual, todos los intervalos de
tiempo 0 a 7 de la frecuencia de onda portadora BCCH se transmiten
continuamente a un nivel de potencia constante, es decir, tanto el
canal BCCH como los canales de tráfico. El método de la invención no
influye en la velocidad de transmisión de datos de los canales de
tráfico.
A continuación estudiemos la estructura del
transceptor del sistema celular de radiocomunicaciones de la
invención. La Figura 4 es un diagrama de bloques que muestra las
partes esenciales de la estructura de un terminal de abonado en el
sistema celular de radiocomunicaciones de la invención a título de
ejemplo. Aquellos expertos en la materia entenderán que una estación
base comprende también los componentes correspondientes.
Un terminal 10 de abonado comprende un lado de
recepción A y un lado de transmisión B. El lado de recepción A
comprende una antena 11 para llevar una señal recibida a las
unidades 12 de radiofrecuencia, en las que la señal se convierte a
la frecuencia intermedia y de banda base y en las que la señal se
convierte a formato digital. Desde las unidades de radiofrecuencia
la señal se lleva a los medios 13 de demodulación, en los que la
señal se demodula y es detectada. Desde los medios de demodulación,
la señal se lleva adicionalmente hacia los medios 14 de
decodificación, en los que se realiza la decodificación de canales y
de voz. Desde los medios de decodificación, la señal se lleva a un
altavoz 15.
El lado de transmisión B comprende un micrófono
16, desde el cual la señal se lleva a través de unos medios 17 de
codificación a unos medios 18 de modulación y adicionalmente hacia
las unidades 19 de radiofrecuencia, las cuales convierten amplifican
la señal a frecuencias de radiocomunicaciones y la transmiten por
medio de una antena 20. El terminal de abonado comprende además
medios 21 de control, compartidos por el lado de recepción A y el
lado de transmisión B. El transceptor de la invención comprende
también naturalmente otros componentes, por ejemplo, filtros, tal
como entenderán aquellos expertos en la materia. No obstante, en
aras de una mayor claridad los mismos no se muestran.
El transceptor del sistema celular de
radiocomunicaciones de la invención comprende medios para transmitir
en dos intervalos de tiempo y recibir en dos intervalos de tiempo
durante una trama. El terminal de abonado del sistema celular de
radiocomunicaciones de la invención comprende además medios para
utilizar los intervalos de tiempo de la trama siguiente a la trama
usada para la transmisión y recepción para las mediciones de
estaciones base vecinas.
Aunque la invención se ha explicado anteriormente
haciendo referencia al ejemplo según los dibujos adjuntos, es
evidente que la invención no está limitada al mismo sino que se
puede modificar de diversas maneras sin apartarse por ello del
alcance de la idea de la invención dada a conocer en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (8)
1. Método de comunicación en un sistema celular
de radiocomunicaciones que comprende en cada célula por lo menos una
estación base (BS) que se comunica con unos terminales de abonado
(MS) en su área, transmitiendo la estación base sobre por lo menos
una frecuencia de onda portadora, y en el sistema, una señal
transmitida a cada frecuencia se divide en el tiempo en una trama
que comprende una pluralidad de intervalos de tiempo, y las
estaciones base transmiten información referente a ellas mismas
hacia los terminales de abonado, caracterizado porque el
terminal de abonado transmite en dos intervalos de tiempo y recibe
en dos intervalos de tiempo durante una trama cada dos tramas, y
porque el terminal de abonado utiliza los intervalos de tiempo de la
trama siguiente a la trama usada para la transmisión y recepción
para medir los niveles de potencia de las frecuencias de onda
portadora BCCH de estaciones base vecinas.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque los intervalos de tiempo usados para la
transmisión son sucesivos.
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque los intervalos de tiempo usados para la
recepción son sucesivos.
4. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque los intervalos de tiempo usados para
medir los niveles de potencia de las frecuencias de onda portadora
BCCH de estaciones base vecinas son sucesivos.
5. Sistema celular de radiocomunicaciones que
comprende en cada célula por lo menos una estación base (BS) que se
comunica con unos terminales de abonado (MS) en su área,
transmitiendo la estación base sobre por lo menos una frecuencia de
onda portadora, y estando adaptado asimismo el sistema para
transmitir una señal en cada frecuencia que se divide en el tiempo
en una trama que comprende una pluralidad de intervalos de tiempo, y
estando adaptadas las estaciones base para transmitir información
referente a ellas mismas hacia los terminales de abonado,
caracterizado porque las estaciones base y los terminales de
abonado de dicho sistema celular de radiocomunicaciones comprenden
unos medios (12, 13, 18, 19, 21) para transmitir en dos intervalos
de tiempo y para recibir en dos intervalos de tiempo durante una
trama cada dos tramas, y porque los terminales de abonado comprenden
unos medios (12, 13, 21) para utilizar los intervalos de tiempo de
la trama siguiente a la trama usada para la transmisión y recepción
para medir los niveles de potencia de las frecuencias de onda
portadora BCCH de estaciones base vecinas.
6. Sistema celular de radiocomunicaciones según
la reivindicación 5, caracterizado porque las estaciones base
y los terminales de abonado de dicho sistema celular de
radiocomunicaciones comprenden unos medios (18, 19, 21) para
transmitir durante dos intervalos de tiempo sucesivos.
7. Sistema celular de radiocomunicaciones según
la reivindicación 5, caracterizado porque las estaciones base
y los terminales de abonado de dicho sistema celular de
radiocomunicaciones comprenden unos medios (12, 13, 21) para recibir
durante dos intervalos de tiempo sucesivos.
8. Sistema celular de radiocomunicaciones según
la reivindicación 5, caracterizado porque los terminales de
abonado de dicho sistema celular de radiocomunicaciones comprenden
unos medios (12, 13, 21) para utilizar intervalos de tiempo
sucesivos para medir los niveles de potencia de las frecuencias de
onda portadora BCCH de estaciones base vecinas.
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