ES2255178T3 - Metodo para seleccionar celulas en una red celular. - Google Patents
Metodo para seleccionar celulas en una red celular.Info
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Abstract
Método para seleccionar una célula de una red celular de radiocomunicaciones en una estación móvil, comprendiendo dicho método las etapas siguientes: se miden (31) niveles de la señal de una célula de servicio y de células adyacentes en una estación móvil en el modo de reposo, se calcula (39, 39) un parámetro de selección de célula para cada célula medida por medio de los niveles de señal medidos, y se selecciona (41) la mejor célula para que sea la célula de servicio basándose en los parámetros de selección de la célula, caracterizado porque dicho método comprende además las siguientes etapas se comparan (32, 33) las células a medir con una lista de células especiales específica del abonado almacenada en la memoria de la estación móvil, incluyendo dicha lista de células especiales el identificador de por lo menos una célula que ofrece servicios o tarifas especiales al abonado, se comprueba (36) si cada célula identificada como célula especial cumple el requisito mínimo predeterminado de selección de la célula basándose en el nivel de señal medido, y se manipula (38) el cálculo de un parámetro de selección de célula de una célula especial que cumple el requisito mínimo mediante la suma de un margen predeterminado para mejorar la probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una célula normal.
Description
Método para seleccionar células en una red
celular.
La presente invención se refiere en general a la
selección de células por parte de una estación móvil en una red
celular de radiocomunicaciones en la que las células se pueden
definir como células especiales específicas de cada abonado.
En los sistemas celulares de comunicaciones
móviles, una estación móvil se puede mover libremente en el área de
la red de comunicaciones móviles y acampar en la célula más adecuada
en cada instante de tiempo. Cuando la estación móvil (MS) se activa,
intenta entrar en contacto con una red pública terrestre de
servicios móviles (PLMN). Una PLMN específica con la que entrar en
contacto se puede seleccionar de forma bien automática o bien
manual. La MS busca una célula adecuada de la PLMN seleccionada y
selecciona dicha célula para que proporcione los servicios
disponibles y se sintoniza con el canal de control (canal de
difusión) de la célula seleccionada. A dicha selección se le hace
referencia como acampada en una célula. Con el fin de seleccionar
una célula, la MS mide todos los canales de radiocomunicaciones de
la PLMN o todos los canales de radiocomunicaciones según una lista
de células almacenada. Típicamente, la MS calcula para cada canal de
radiocomunicaciones varios valores medios del nivel medido de la
señal recibida usado para la selección de la célula. A continuación,
la MS, si fuera necesario, también puede registrar su presencia en
el área de ubicación (LA) de la célula seleccionada por medio de un
procedimiento de actualización de ubicación u otro similar. Cuando
la MS ha llevado a cabo el proceso de selección de la célula y ha
seleccionado la célula, comienza a escuchar al canal de control de
esta célula para recibir servicios. A la célula en la que ha
acampado la MS de esta manera se le denomina célula de servicio.
Cuando la MS está acampada en una célula pero no se comunica con la
célula (sin llamada), la misma está en un modo denominado modo de
reposo. En el modo de reposo, la MS mide no solamente la señal
recibida desde la célula de servicio, sino por lo menos los niveles
de la señal recibida de células adyacentes que no son de servicio.
Un valor medio se calcula en general a partir de los niveles medidos
de la señal de cada célula, usándose el valor medio como criterio de
selección de la célula como tal, o mediante el cálculo de
parámetros específicos de selección de la célula. La MS también
puede monitorizar las pérdidas de trayecto de radiocomunicaciones
entre la estación móvil y la estación base de servicio y rechazar,
en el proceso de selección, las células en las que las pérdidas del
trayecto de radiocomunicaciones son menores que un valor umbral
específico. Además, los criterios de selección de la célula pueden
incluir la histéresis y temporizaciones mediante lo cual (además del
promediado de los resultados de las mediciones) se van a evitar
reselecciones de célula y actualizaciones de ubicación innecesarias
debidas a variaciones temporales en las condiciones de las
radiocomunicaciones. Como ejemplos del servicio de acampada y del
proceso de selección de células y de los criterios de la estación
móvil, se hace referencia a los sistemas de comunicaciones móviles
GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles) y DCS (Sistema de
Comunicación Digital), particularmente a la recomendación GSM 03.22
(versión 5.0.0) y 05.08 (versión 5.1.0).
Una de las características de las redes celulares
de radiocomunicaciones es que la red debería conocer la ubicación de
la estación móvil en la red para poder buscarla y encaminar llamadas
hacia ella. En las redes celulares se definen típicamente áreas de
ubicación lógicas que constan de una o más células. La información
sobre la ubicación de la estación móvil se almacena en la red con
una precisión de un área de ubicación. Las células difunden
información indicando el área de ubicación a la que pertenecen.
Cuando la estación móvil, al seleccionar una célula nueva, observa
que el área de ubicación está cambiando, realiza una actualización
de la ubicación para la red. Para reducir la señalización de
actualizaciones de ubicación, resultaría ventajoso que las áreas de
ubicación fueran lo más grande posibles. Por otro lado, a la
estación móvil se le busca en todas las células del área de
ubicación, en cuyo caso sería preferible, para la señalización de
búsqueda, que el tamaño del área de ubicación fuera lo más pequeño
posible. El tamaño del área de ubicación es típicamente un
compromiso entre dos requisitos.
Una de las alternativas conocidas es que, en
lugar o además de las áreas de ubicación fijas, en la red se
determinan áreas de ubicación específicas para cada abonado, y se
seleccionan células para las áreas de ubicación específicas de cada
abonado con el fin de tener en cuenta de la forma más adecuada
posible el área de movilidad típica de un abonado específico y otros
requisitos.
Uno de los objetivos en los sistemas de
comunicaciones móviles ha consistido recientemente en desarrollar
servicios para estaciones móviles que son cada vez más iguales a los
servicios convencionales de la red fija de manera que podrían
sustituir a los servicios de la línea fija tanto en las oficinas
como en casa. En otras palabras, a un abonado o a una empresa se le
proporciona un área de servicio para la cual se seleccionan células
específicas (conocidas, por ejemplo, como células especiales) en las
que se define, por ejemplo, un perfil de servicio específico del
abonado local. Es decir, se producen para el abonado servicios y
tarifas que dependen de la ubicación de dicho abonado. A esta
agrupación de células se le hace referencia como Área de Servicio
Localizado LSA o área LGS. El abonado puede ser un usuario doméstico
común, por ejemplo, cuya LSA forme parte de la red de acceso de
radiocomunicaciones que tenga cobertura sobre su casa y su entorno
inmediato. Dentro de esta LSA, se pueden ofrecer tarifas especiales
únicamente para el abonado doméstico. Por ejemplo, el abonado
también puede ser un empleado de una empresa para el cual el área de
servicio localizado LSA constituye una red de ámbito empresarial que
utiliza las soluciones del acceso por radiocomunicaciones en las
instalaciones. En la LSA, se pueden ofrecer tarifas especiales
únicamente para empleados de la empresa. La LSA comprende
típicamente una célula o una agrupación de células. Las células de
la agrupación de células también pueden estar dispersadas.
El documento WO 95/02309 da a conocer un método
para seleccionar una célula durante un traspaso, y en dicho método
la red asigna dentro de cada célula un valor de preferencia a cada
una de las otras células cercanas. Se mide la intensidad de la señal
de radiocomunicaciones recibida por la estación móvil desde la
célula de servicio así como los canales de radiocomunicaciones de
las otras células. Se toma una decisión sobre cuál es la mejor
célula de servicio para la estación móvil basándose tanto en el
valor de preferencia de las células asociadas como la intensidad de
la señal de sus canales de radiocomunicaciones respectivos.
El documento EP-A2 0 757 453 da a
conocer un método para seleccionar una estación en tierra, fija, por
medio de la cual se comunica la estación móvil. Durante un traspaso,
la estación móvil recibe unos criterios predefinidos desde una
pluralidad de estaciones fijas, a partir de estos criterios obtiene
una puntuación para cada una de las estaciones fijas con las cuales
puede comunicarse la estación móvil, y basándose en estas
puntuaciones selecciona la estación fija a través de la cual se va a
encaminar la llamada.
El documento WO 98/38827 da a conocer un método
para seleccionar una célula durante un traspaso y un establecimiento
de llamada. Cuando un controlador de estaciones base dirige la
selección de la estación base, se transmite una lista de células
especiales de la estación móvil hacia el controlador de estaciones
base durante el establecimiento de la llamada y, si fuera necesario,
durante la ejecución del traspaso bien desde la estación móvil o
bien desde un centro de conmutación de servicios móviles. El sistema
intenta dirigir la estación móvil hacia su área de servicio especial
en los establecimientos de llamada y en los traspasos. Mediante el
uso de la lista de células especiales, la red puede dividir las
células de la red en células especiales desde el punto de vista de
una estación móvil individual, por ejemplo, en células prioritarias
y células comunes.
Resultaría ventajoso que el usuario pudiera usar
lo máximo posible las células especiales y las tarifas y servicios
especiales proporcionados por las mismas. Tal como se ha descrito
anteriormente, en los sistemas de las redes celulares actuales la
estación móvil selecciona una célula con algoritmos que se basan en
la intensidad de la señal. En estos algoritmos todas las células se
tratan democráticamente, es decir, la selección se puede dirigir a
cualquier célula adecuada. Cuando el abonado del servicio LSA es un
abonado doméstico, la LSA es una vivienda, un piso o una casa; en
cualquier caso un área muy compacta. En tal caso, la célula que es
la célula dominante en esta área de ubicación se selecciona como
"célula doméstica" del abonado. Se puede considerar que a las
llamadas de los móviles en esta área de ubicación les presta
servicio la célula doméstica, aunque esta situación no se puede
garantizar debido, por ejemplo, al fenómeno de desvanecimiento
asociado a la propagación de las ondas de radiocomunicaciones. Esto
puede dar origen a que el abonado doméstico no pueda utilizar
siempre una tarifa inferior o servicios especiales. Incluso si a la
estación móvil se le proporcionara una característica que informara
al abonado de si el mismo está acampado o no en una célula especial,
el uso del servicio resultaría inseguro e incómodo para el abonado.
De forma correspondiente, la LSA de un abonado de una empresa podría
ser típicamente un área de una oficina o de una fábrica. El servicio
LGS se proporciona por medio de una estación base ubicada en las
instalaciones de la empresa. El área de cobertura de la estación
base se planifica de manera que la célula LSA abarque la LSA
completa definida, aunque no domina necesariamente toda el área. Por
ejemplo, en los límites de la célula LSA, tales como ventanas de
salas cercanas, la señal de enlace descendente de alguna célula
adyacente puede ser más intensa, en cuyo caso, en condiciones
normales, la MS acampa en esta célula adyacente. Si la oficina es
pequeña y en la misma no se instalan células específicas de oficina,
la célula de la oficina es similar al concepto de "célula
doméstica" descrito anterior-
mente.
mente.
El objetivo de la invención es mejorar la
selección de células en la red celular de radiocomunicaciones con el
fin de que la estación móvil priorice la/las célula/células
especial/especiales siempre que se encuentre en su área.
Este objetivo se alcanza mediante el método de la
invención para seleccionar una célula de una red celular de
radiocomunicaciones en una estación móvil, comprendiendo dicho
método las siguientes etapas:
se miden niveles de la señal de una célula de
servicio y de células adyacentes en una estación móvil en el modo de
reposo,
se calcula un parámetro de selección de célula
para cada célula medida por medio de los niveles de señal medidos,
y
se selecciona la mejor célula para que sea la
célula de servicio basándose en los parámetros de selección de la
célula.
El método está caracterizado porque dicho método
comprende además las siguientes etapas:
se comparan las células a medir con una lista de
células especiales almacenada en la memoria de la estación
móvil,
se comprueba si cada célula identificada como
célula especial cumple el requisito mínimo predeterminado de
selección de la célula basándose en el nivel de señal medido, y
se manipula el cálculo de un parámetro de
selección de célula de una célula especial que cumple el requisito
mínimo con el fin de mejorar la probabilidad de selección de una
célula especial con respecto a una célula normal.
La invención se refiere además a un sistema
celular de radiocomunicaciones que comprende estaciones móviles y
estaciones base, estando dispuestas las estaciones móviles para
medir, en el modo de reposo, los niveles de señal recibida de
células y seleccionar como estación base de servicio la célula que
sea la mejor basándose en un parámetro de selección de célula
calculado por medio de los niveles de señal medidos. El sistema está
caracterizado porque la estación móvil comprende medios para
almacenar una lista de células especiales, medios para comparar las
células a medir con la lista de células especiales, unos medios los
cuales comprueban si una célula identificada como célula especial
cumple el requisito mínimo predeterminado de selección de célula
basándose en el nivel de señal medido, y medios para manipular el
cálculo del parámetro de selección de la célula correspondiente a
una célula especial que cumple este requisito mínimo con el fin de
mejorar la probabilidad de selección de una célula especial con
respecto a una célula normal.
La invención se refiere también a una estación
móvil la cual está dispuesta para medir, en el modo de reposo, los
niveles de la señal recibida de células y seleccionar como estación
base de servicio la célula que sea la mejor basándose en el
parámetro de selección de célula calculado por medio de los niveles
de señal medidos. La estación móvil está caracterizada porque dicha
estación móvil comprende medios para almacenar una lista de células
especiales, específica del abonado, medios para comparar las células
a medir con la lista de células especiales, unos medios los cuales
comprueban si una célula identificada como célula especial cumple el
requisito mínimo predeterminado de selección de célula basándose en
el nivel de señal medido, y medios para manipular el cálculo del
parámetro de selección de la célula correspondiente a una célula
especial que cumple el requisito mínimo con el fin de mejorar la
probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una
célula normal.
En la invención, la estación móvil está dispuesta
para almacenar una lista de células especiales que se han definido
para ella en toda la red o en una sección local de la red. Basándose
en esta información almacenada y en información del sistema
difundida por las células, la estación móvil puede identificar las
células especiales en las proximidades.
La estación móvil mide los niveles de recepción
de las señales de enlace descendente de células circundantes,
incluyendo una posible célula de servicio (típicamente calculando el
nivel de señal medio para cada célula basándose en varias
mediciones). Un parámetro de selección de célula del criterio usado
de selección de célula se calcula por medio de este nivel de señal
medido (preferentemente medio). En la presente solicitud, la
expresión cálculo del parámetro de selección de la célula hace
referencia a la determinación o cálculo de cualquier valor de
referencia usado en la selección de la célula. Este parámetro puede
ser directamente el nivel de señal medido (preferentemente medio),
aunque típicamente es otro valor calculado por medio del nivel de
señal medido, tal como el parámetro de selección de célula C2 en el
sistema de comunicaciones móviles GSM. Según el principio básico de
la invención, el cálculo de la célula identificada como célula
especial se procesa con el fin de que a la célula especial se le
proporcione un mejor valor del parámetro de selección de célula que
una célula normal sobre el mismo nivel de señal medido. De esta
manera, se mejora la probabilidad de selección de la célula especial
en comparación con la célula normal. En otras palabras, el algoritmo
de selección de células de la invención prioriza las células
especiales con respecto a las células normales. En la invención, la
priorización se realiza únicamente si la célula especial cumple el
requisito mínimo predeterminado de selección de células basándose en
el nivel de señal medido. En la práctica, esto puede significar que
el nivel de la señal recibida debe superar el nivel mínimo
predeterminado, o que las pérdidas del trayecto de
radiocomunicaciones entre la estación móvil y la estación base debe
situarse por debajo de un cierto valor de umbral. Por ejemplo, en
el sistema GSM, el parámetro de pérdidas de trayecto C1 debe ser
mayor que cero antes de permitir la priorización de células
especiales de la invención. De esta manera, se evita que la
priorización de la célula especial provoque que la estación móvil
acampe en una célula especial cuyo nivel de señal sea demasiado
bajo, y por lo tanto se evitan los efectos negativos sobre la
eficacia de utilización del espectro de la red móvil. En ocasiones,
los operadores de la red móvil fijan el requisito mínimo de la
selección de célula correspondiente a células normales a un valor
muy bajo. En tal caso, para las células especiales se puede usar un
requisito mínimo de selección de célula mayor que para las células
normales y de esta manera se puede evitar la selección de una célula
especial con una calidad muy deficiente. Los requisitos mínimos de
selección de célula son seleccionados preferentemente por el
operador y típicamente las células difunden información que informan
sobre los requisitos mínimos.
En la forma de realización preferida de la
invención, se prioriza una célula especial añadiendo un margen
predeterminado al nivel de señal medido (preferentemente medio) de
la célula especial antes de la determinación real del parámetro de
selección de células y de la finalización de la selección de la
célula. De esta manera, el nivel de señal (medido), usado en la
selección de la célula, es mayor que en la realidad, lo cual
naturalmente da origen a que la célula especial se clasifique como
la mejor o como una de las mejores en la selección de las células.
De esta manera, la invención garantiza de forma muy eficaz la
selección de una célula especial como célula de servicio siempre que
tenga un nivel de señal suficiente. No obstante, el uso del margen
de la invención hace que resulte posible que la estación móvil
también acampe en una célula normal en el caso de que la intensidad
de la señal de la célula normal supere a la intensidad de la célula
especial en por lo menos el margen mencionado anteriormente. Esta
situación evita que la estación móvil "se quede colgada" en la
célula especial para siempre tal como sería el caso si la selección
de la célula tuviera lugar únicamente cuando el nivel de la señal
cayera por debajo del requisito mínimo. Mediante las selecciones
adecuadas del margen y el requisito mínimo de la invención, se puede
buscar un equilibrio necesario entre el uso de la célula especial y
las células adyacentes vecinas sin deteriorar el nivel del servicio
o sin provocar efectos negativos en la eficacia de utilización del
espectro de la red. Este margen se difunde preferentemente hacia las
estaciones móviles desde la estación base de la célula de servicio
de manera que el mismo se puede ajustar dinámica y localmente.
Como alternativa, se puede añadir un margen
correspondiente directamente al parámetro final de selección de la
célula o cualquier otro parámetro usado en el cálculo del parámetro
de selección de la célula.
A continuación, se explicará la presente
invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales
la Figura 1 muestra una estructura simplificada
de la red GSM,
la Figura 2 ilustra el concepto de área de
servicio local en una red celular de radiocomunicaciones, y
la Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra
la selección de células según la invención, por parte de una
estación móvil.
La presente invención se puede aplicar a la
selección de células y a la función de acampada de la estación móvil
en cualquier sistema celular de radiocomunicaciones. A continuación,
la invención se explica de forma más detallada en relación con el
sistema digital Europeo de comunicaciones móviles GSM (Sistema
Global para Comunicaciones Móviles) y con su versión DCS1800
(Sistema de Comunicaciones Digitales). La Figura 1 es una vista
simplificada de la estructura de la red GSM. Para obtener una
descripción más detallada del sistema GSM, se hace referencia a las
recomendaciones GSM y al documento The GSM System for Mobile
Communications de M. Mouly y M. Pautet, Palaiseau, Francia,
1992,
ISBN:2-9507190-0-0-7.
Haciendo referencia a la Figura 1, la estación
móvil MS acampa a través de un camino de radiocomunicaciones con una
de las estaciones transceptoras base BTS, en el caso de la Figura 1,
con la estación base BTS1. La estación móvil MS en el modo de reposo
recibe la emisión de difusión de la estación base seleccionada. El
sistema de estaciones base BSS comprende un controlador de
estaciones base BSC y estaciones base BTS controladas por el
primero. El centro de conmutación de servicios móviles MSC controla
en general varios controladores de estaciones base BSC. El MSC está
conectado con otros centros de conmutación de servicios móviles, con
el centro de conmutación de servicios móviles de pasarela GSMC y
posiblemente con la red inteligente IN. A través del centro de
conmutación de servicios móviles de pasarela GMSC, la red GSM se
conecta con otras redes, tales como la red telefónica pública
conmutada PSTN, otra red de comunicaciones móviles PLMN, la red ISDN
o la red inteligente IN. El funcionamiento del sistema completo lo
monitoriza el centro de operaciones y mantenimiento OMC.
Los datos de abonado de la estación móvil MS se
almacenan permanentemente en el registro de posiciones base HLR del
abonado y temporalmente en el registro de posiciones de visitantes
VLR en cuya área esté ubicada en ese momento la MS. La información
de ubicación del abonado (estación móvil MS) se almacena en el
registro de posiciones de visitantes con una precisión de un área de
ubicación LA. El área geográfica monitorizada por el registro de
posiciones de visitantes se divide en una o más áreas de ubicación
LA. La MS se puede mover libremente dentro de cada área de ubicación
sin informar al VLR. En cada área de ubicación pueden funcionar una
o más estaciones base BTS.
Las estaciones base BTS envían continuamente
información en su canal de difusión sobre ellas mismas y sus
entornos, tal como una identidad de célula CI, información de
células adyacentes y un identificador de área de ubicación LAI.
Basándose en este último, la estación móvil MS que está escuchando
la emisión de difusión de la estación base BTS sabe dentro de qué
área de ubicación está ubicada en ese momento. Si la estación móvil
MS detecta, cuando una estación base BTS nueva está acampando, que
el identificador de área de ubicación LAI de la estación base nueva
es diferente del LAI de la estación base antigua, la estación móvil
envía a la red una solicitud de actualización de ubicación. El área
de ubicación LA del abonado se actualiza en el registro de
posiciones de visitantes VLR en cuya área se encuentre la MS en ese
momento. Hacia el registro de posiciones base HLR del abonado se
transmite información sobre el área VLR en la que está ubicado el
abonado.
La MS mide continuamente las señales de enlace
descendente de las estaciones base BTS de las células más cercanas a
la célula de servicio para determinar, por ejemplo, la estación base
que proporciona el mejor nivel de señal y con vistas a una posible
reselección de la célula. Basándose en la información de células
adyacentes enviada por cada célula en el canal de difusión, la MS
identifica las células adyacentes que debería monitorizar. Por
ejemplo, en el sistema de comunicaciones móviles GSM, la MS puede
medir simultáneamente, además de la estación base de servicio, el
nivel de la señal y/o la calidad de la señal de como mucho otras 32
estaciones base. Cuando se mueve dentro del área de la red de
comunicaciones móviles, la MS acampa en la célula con la señal más
intensa.
Uno de los problemas que aparece en esta red
convencional es que a todas las estaciones móviles autorizadas a
usar la red les deben prestar servicio las células sustancialmente
de la misma manera. De este modo, no es posible que algunas células
proporcionen, a un abonado individual o a grupos de abonados,
servicios o tarifas especiales personalizadas a los cuales no tienen
autorización otros abonados.
Según el concepto de servicio GSM local (LGS)
descrito anteriormente, en el futuro se pretende que para un abonado
móvil se defina un área de servicio especial de células específicas
(una o más) de la red, es decir, células especiales. En la presente
solicitud, la expresión células especiales hace referencia a una
célula en la planificación normal de la red en la cual al abonado se
le pueden ofrecer algún servicio especial. La célula especial puede
ser una macrocélula, una microcélula o una picocélula. Un operador
selecciona las células de la red que se definen como células
especiales de un abonado móvil específico y por lo tanto las mismas
están conectadas con el área de servicio local LSA que se forma para
el abonado móvil. La estación móvil almacena una lista de células
que indica las células especiales del usuario de la estación móvil
directamente por medio de identificadores de célula, o
indirectamente por medio de algún otro identificador adecuado. Una
posición de almacenamiento adecuada con este fin es, por ejemplo, un
módulo de identificación de abonado, SIM.
Para la invención no resulta esencial la forma en
la que las células especiales o la LSA se definirán en la red, se
almacenarán en los registros de la red o se comunicarán a la
estación móvil. Para la invención resulta únicamente esencial el
almacenamiento de una lista de células especiales de un abonado en
la estación móvil en cierta fase, pudiéndose utilizar dicha lista en
la selección de células de la invención.
El área de servicio local LSA se puede definir de
acuerdo con las necesidades del abonado para que presente un tamaño
y una forma arbitrarios. Puede ser un área de servicio muy pequeña,
tal como un "área doméstica" que abarque una o más células, un
área muy grande que abarque una parte de una cuidad (una o más áreas
de ubicación), o una combinación de ellas. Debería indicarse también
que las áreas de ubicación lógicas definidas en la red y las áreas
de servicio local específicas de cada abonado son mutuamente
independientes. Las áreas de servicio local LSA de diferentes
abonados y grupos de abonados se pueden superponer o sobreponer, es
decir, una célula puede formar parte de varias áreas de servicio
local.
En la Figura 2 se ilustra el concepto de área de
servicio local. La figura muestra las células C1 a C18 de entre las
cuales la C1 a la C3 pertenecen al área de ubicación LA1 y las
células C4 a C18 pertenecen al área de ubicación LA2. La Figura 2
muestra también el área de servicio local LSA de un abonado móvil,
comprendiendo dicha área las células domésticas C12 y las células de
oficina C15 a C16. En este ejemplo, C12 y de la C15 a la C16 son
células comunes de la red GSM que están disponibles para todos los
abonados de la red celular. No obstante, para el abonado en
cuestión, son células especiales ya que en estas células el abonado
puede disponer de unas tarifas de llamada menores que las tarifas
normales. Las células de oficina C15 y C16, en lugar de ser células
de red generales, pueden ser células de oficina privadas a las
cuales tienen acceso únicamente empleados de la empresa. Los otros
usuarios que visiten las instalaciones de la empresa usarán las
células públicas que tienen cobertura sobre el área de ubicación de
la
oficina.
oficina.
Tal como se ha mencionado anteriormente, los
algoritmos convencionales de selección de células tratan a las
células de forma democrática, es decir, la célula con la mayor
intensidad de señal se selecciona para que sea la célula de
servicio. Esta situación puede dar origen a que una estación móvil
ubicada, por ejemplo, en el área de la célula doméstica C12 de su
usuario, acampe en una célula adyacente C7 que por alguna razón
presente una intensidad mayor. En tal caso, el abonado no puede
utilizar el servicio especial de la célula doméstica, por ejemplo
una tarifa económica, sino que debe usar las tarifas normales de la
célula C7. Por esta razón, se requiere un mecanismo para ordenar a
la MS que priorice las células especiales del abonado en la
selección de células, aunque de una manera que no se deteriore la
calidad del servicio y no se generen otros efectos negativos sobre
la eficacia y el funcionamiento de la red.
A continuación, se describe el método de la forma
de realización preferida de la invención para priorizar células
especiales del abonado en relación con la selección de células
haciendo referencia a las Figuras 2 y 3. En primer lugar, se
considera que la estación móvil MS está ubicada en la célula
doméstica C12 del abonado en la Figura 2. La MS está en el modo de
reposo y acampada en la estación base de la célula C12 y recibe
sobre el canal de difusión y control BSSH/CCH de la célula. La MS
recibe sobre el canal de difusión BCCH, información del sistema
(etapa 30 de la Figura 3) que incluye, por ejemplo, información de
células adyacentes (una lista de células adyacentes), y parámetros
RXLEV_ACCESS_MIN y MS_TXPWR_MAX_CCH que se usan en el cálculo de los
parámetros C1 y C2 tal como se ha descrito en las recomendaciones
GSM 03.22 y 05.08. RXLEV_ACCESS_MIN es el nivel recibido mínimo en
la estación móvil, necesario para acceder al sistema en una célula
normal. En otras palabras, el parámetro indica la intensidad de
señal recibida más pequeña con la cual se puede seleccionar la
célula. En ocasiones, los operadores de la red fijan el valor del
parámetro RXLEV_ACCESS_MIN a una magnitud muy baja lo cual puede dar
origen a la selección de una célula incluso en una situación en la
que la misma no pueda ofrecer un servicio adecuado. Por esta razón,
en la forma de realización preferida de la invención, la
información del sistema difundida también contiene un parámetro
LSA_RXLEV_ACCESS_MIN que tiene un valor mayor que el correspondiente
al parámetro RXLEV_ACCESS_MIN y de esta manera en la célula especial
seleccionada se garantiza la calidad suficiente para la conexión. La
información del sistema difundida en una célula también contiene un
parámetro LSA_CAMPING_MARGIN usado para priorizar células
especiales, tal como se explicará de forma más detallada
posteriormente. La MS mide regularmente los niveles de la señal
recibida de la estación base de servicio y las estaciones base
vecinas y calcula los niveles de señal medios específicos de cada
célula, etapa 31, Figura 3.
Siempre que se actualizan los niveles de la
señal, para cada célula se calculan también un parámetro de pérdidas
de trayecto C1 y un parámetro de pérdidas de trayecto C2. No
obstante, según una primera forma de realización de la invención, el
cálculo de los parámetros C1 y C2 es diferente dependiendo de si la
célula es una célula normal o una célula especial del abonado móvil.
Para identificar células especiales, la MS compara el identificador
de célula correspondiente a cada célula con una lista de células
especiales almacenada en la estación móvil, obteniéndose la lista en
relación, por ejemplo, con la actualización de la ubicación (etapa
32).
En caso de que en las etapas 32 y 33 no se
encuentre la célula en la lista de células especiales, el proceso
prosigue hacia la etapa 34 en la que se calcula el parámetro de
pérdidas de trayecto C1 según las especificaciones GSM actuales. En
otras palabras,
C1= (A-Max(B, 0)) en el
que
A = el valor medio del nivel recibido -
RXLEV_ACCESS_MIN
B = MS_TXPWR_MAX_CCH-P
MS_TXPWR_MAX_CCCH = el nivel máximo de la
potencia de transmisión que puede usar la MS para acceder al sistema
a no ser que se ordene lo contrario,
P = la potencia de salida máxima de la estación
móvil.
Cuando en la etapa 34 se ha calculado C1, en la
etapa 37 se comprueba si el valor del parámetro C1 es mayor que
cero. Si no es así, la rutina prosigue hacia la etapa 40. Si C1 >
0, la rutina prosigue hacia la etapa 39 en la que se calcula el
parámetro de selección de células C2 según se especifica en las
recomendaciones GSM actuales. En otras palabras,
C2 = C1 - CELL_RESELECT_OFFSET, en la que
CELL_RESELECT_OFFSET = la desviación de la
selección de la célula en la célula en cuestión. Cuando se ha
calculado el parámetro C2, la rutina prosigue hacia la etapa 40.
En el caso de que en la etapa 33 la célula se
identifique como una célula especial, el proceso va a la etapa 35 en
la que se calcula el criterio de pérdidas de trayecto C1
correspondiente a la célula especial usando un parámetro
LSA_RXLEV_ACCESS_MIN el cual requiere un nivel de señal mínimo más
alto de una célula aceptable. En otras palabras,
C1 = (A-Max(B,0)) en el
que
A = RXLEV_{AVE}- LSA_RXLEV_ACCESS_MIN,
B = MS_TXPWR_MAX-P.
Después de esto, en la etapa 36 se comprueba si
C1 > 0. Si no es así, la rutina prosigue hacia la etapa 40. Si C1
> 0, la rutina va a la etapa 38 en la que se calcula un parámetro
de selección de célula C2. Como la misma es una célula especial, se
ha modificado el cálculo del parámetro C2 con el fin de obtener,
como resultado para el parámetro C2, un valor mejor que para una
célula normal con la cual se haya medido el mismo nivel medio de la
señal. De esta manera, en la selección de células se prioriza una
célula especial. En una forma de realización preferida de la
invención, el valor del parámetro LSA_CAMPING_MARGIN se suma al
nivel medio medido de la señal RXLEV_{AVE} para obtener un nivel
de señal mayor que en la realidad para la célula especial. A
continuación se calcula el parámetro C2 usando este nivel de señal
elevado, priorizándose automáticamente en tal caso la célula
especial en comparación con células normales de la misma intensidad
o de una intensidad mayor. En ese caso, la ecuación para calcular el
parámetro C2 puede ser la siguiente C2 =
[(A+LSA_CAMPING_MARGIN)-MAX(B,0)]-CELL_RESELECT_OFFSET
Cuando en la etapa 38 se calcula C2, la rutina va
a la etapa 40. En la etapa 40 se comprueba si se han calculado los
parámetros C1 y C2 para cada célula. Si no es así, la rutina vuelve
a la etapa 32 para realizar una identificación de la siguiente
célula. Si se han examinado todas las células, el proceso va a la
etapa 41 en la que como célula de servicio se selecciona en primer
lugar la célula con el mayor valor del parámetro C2. Si la célula
seleccionada es la célula de servicio actual, se inicia un nuevo
ciclo de actualización del parámetro después de un tiempo volviendo
a la etapa 30. Si la célula seleccionada es una célula nueva, se
sintoniza el canal de radiocomunicaciones PCCH/CCCH de la célula
nueva para recibir información del sistema y otra señalización.
Gracias a la disposición anterior, la MS
permanece acampada en la célula doméstica C12, por ejemplo, de la
Figura 2, hasta que el nivel de la señal de alguna célula adyacente
supere al nivel de la señal de la célula C12 en el valor del
parámetro LSA_CAMPING_MARGIN. Típicamente, esta situación se produce
cuando la MS se aleja del área de la célula doméstica. Por ejemplo,
el valor del parámetro LSA_CAMPING_MARGIN puede estar comprendido
entre 20 y 40 dB.
En la forma de realización mostrada en la Figura
3, en una célula especial se garantiza una calidad de la conexión
suficientemente buena usando un nivel mínimo de la señal mayor
LSA_RXLEV_ACCESS_MIN en el cálculo del parámetro C1. Si de todos
modos se considera que el nivel mínimo de la señal
LSA_RXLEV_ACCESS_MIN especificado por el operador para una célula
normal proporciona una calidad suficiente, en la etapa 35 se puede
usar para una célula especial el mismo método de cálculo del
parámetro C1 que para una célula normal en la etapa 34.
La invención se ha descrito anteriormente usando
la reselección de células como un ejemplo cuando la MS ya está
acampada en alguna célula. Esta es la situación más típica en la
cual se usa la presente invención. Otra de las situaciones
especiales se produce cuando la MS lleva a cabo un acceso inicial a
la red después de que, por ejemplo, se haya activado la
alimentación. La invención también se puede utilizar en esta
situación. No obstante, la invención puede ralentizar el acceso
inicial a la red, razón por la cual, en una forma de realización de
la invención, se evita la priorización de células especiales hasta
que la MS ha acampado en alguna célula de la red. Después de esto,
la priorización de las células se pondrá en marcha por medio del
proceso de reselección descrito anteriormente.
Además, en relación con el parámetro C2 descrito
anteriormente es posible usar todas las restricciones normales de la
selección de células, tales como la histéresis cuando cambia el área
de ubicación, restricciones de tiempo, etcétera.
Debería indicarse también que cuando se ha
identificado una célula especial y se observa que su nivel de señal
cumple el requisito mínimo, es posible influir en el parámetro C2 de
otras maneras diferentes a la manipulación del nivel de la señal
medido. El parámetro C2 se puede calcular por ejemplo, según la
forma normal, después de lo cual el mismo se complementa con un
margen adecuado LSA_CAMPING_MARGIN que prioriza la célula especial
según la forma deseada. En tal caso, en la etapa 38 de la Figura 3
es posible calcular C2 en primer lugar según las especificaciones
GSM y a continuación llevar a cabo la priorización
C2=C2+LSA_CAMPING_MARGIN según la invención.
Claims (24)
1. Método para seleccionar una célula de una
red celular de radiocomunicaciones en una estación móvil,
comprendiendo dicho método las etapas siguientes:
se miden (31) niveles de la señal de una célula
de servicio y de células adyacentes en una estación móvil en el modo
de reposo,
se calcula (39, 39) un parámetro de selección de
célula para cada célula medida por medio de los niveles de señal
medidos, y
se selecciona (41) la mejor célula para que sea
la célula de servicio basándose en los parámetros de selección de la
célula,
caracterizado porque dicho método
comprende además las siguientes etapas
se comparan (32, 33) las células a medir con una
lista de células especiales específica del abonado almacenada en la
memoria de la estación móvil, incluyendo dicha lista de células
especiales el identificador de por lo menos una célula que ofrece
servicios o tarifas especiales al abonado,
se comprueba (36) si cada célula identificada
como célula especial cumple el requisito mínimo predeterminado de
selección de la célula basándose en el nivel de señal medido, y
se manipula (38) el cálculo de un parámetro de
selección de célula de una célula especial que cumple el requisito
mínimo mediante la suma de un margen predeterminado para mejorar la
probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una
célula normal.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la etapa de manipulación del cálculo del
parámetro de selección de la célula comprende una etapa en la que se
suma un margen predeterminado al nivel medido de la señal de una
célula especial antes de calcular el parámetro de selección de la
célula con el fin de mejorar la probabilidad de selección de una
célula especial con respecto a una célula normal.
3. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la etapa de manipulación del cálculo del
parámetro de selección de la célula comprende una etapa en la que se
suma un margen predeterminado al parámetro de selección de célula
correspondiente a la célula especial con el fin de mejorar la
probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una
célula normal.
4. Método según la reivindicación 1, 2 ó 3,
caracterizado porque el método comprende la siguiente
etapa
se difunde el margen predeterminado hacia las
estaciones móviles desde la estación base de la célula de
servicio.
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el método
comprende la siguiente etapa
se difunde, hacia la estación móvil desde la
estación base de la célula, un primer parámetro que comunica el
nivel de señal más bajo que debe recibir la estación móvil desde la
célula medida para cumplir el requisito mínimo correspondiente a una
célula normal.
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el cálculo del
requisito mínimo para una célula normal o especial comprende las
siguientes etapas
se calcula (34, 35) un parámetro C1 =
(A-Max(B,0)) en el que
A = el valor medio del nivel recibido -
RXLEV_ACCESS_MIN
B = MS_TXPWR_MAX_CCH - P
RXLEV_ACCESS_MIN = el nivel recibido mínimo en la
estación móvil requerido para acceder al sistema
MS_TXPWR_MAX_CCCH = el nivel máximo de la
potencia de transmisión que puede usar la estación móvil para
acceder al sistema a no ser que se ordene lo contrario,
P = la potencia de salida máxima de la estación
móvil,
se considera (36, 37) el requisito mínimo a
cumplir si C1 > 0.
\newpage
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el método
comprende la siguiente etapa
se difunde, hacia la estación móvil desde la
estación base de la célula, un segundo parámetro que comunica el
nivel de señal más bajo que debe recibir la estación móvil desde la
célula medida para cumplir el requisito mínimo correspondiente a una
célula especial, siendo el segundo parámetro mayor que el primer
parámetro.
8. Método según la reivindicación 7,
caracterizado porque el cálculo del requisito mínimo
comprende las siguientes etapas
se calcula (34, 35) un parámetro C1 =
(A-Max(B,0)) en el que
A = el valor medio del nivel recibido -
RXLEV_ACCESS_MIN cuando la célula es una célula normal,
A = el valor medio del nivel recibido -
LSA_RXLEV_ACCESS_MIN cuando la célula es una célula especial,
B = MS_TXPWR_MAX_CCH - P
RXLEV_ACCESS_MIN = el nivel recibido mínimo en la
estación móvil requerido para acceder al sistema en una célula
normal,
LSA_RXLEV_ACCESS_MIN = el nivel recibido mínimo
en la estación móvil requerido para acceder al sistema en una célula
especial,
MS_TXPWR_MAX_CCCH = el nivel máximo de la
potencia de transmisión que puede usar la estación móvil para
acceder al sistema a no ser que se ordene lo contrario,
P = la potencia de salida máxima de la estación
móvil,
se considera (36, 37) el requisito mínimo a
cumplir si C1 > 0.
9. Método según la reivindicación 6 u 8,
caracterizado porque
se calcula (39), para una célula normal, un
parámetro de selección de célula C2 = C1 –
CELL_RESELECT_
OFFSET en el que
OFFSET en el que
CELL_RESELECT_OFFSET = la desviación de la
selección de célula correspondiente a la célula mencionada,
se calcula (38), para una célula especial, un
parámetro de selección de célula C2 =
[(A+LSA_CAMPING_
MARGIN)-Max(B,0)] - CELL_RESELECT_OFFSET en el que LSA_CAMPING_MARGIN es el margen sumado al nivel de la señal recibida antes de calcular el parámetro de selección de la célula con el fin de mejorar la probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una célula normal,
MARGIN)-Max(B,0)] - CELL_RESELECT_OFFSET en el que LSA_CAMPING_MARGIN es el margen sumado al nivel de la señal recibida antes de calcular el parámetro de selección de la célula con el fin de mejorar la probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una célula normal,
se selecciona (41) una célula con el valor más
alto del parámetro de selección de célula C2.
10. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
parámetro de selección de célula es un criterio de reselección de
células C2 según las recomendaciones GSM.
11. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por una etapa en
la que se evita la manipulación del cálculo del parámetro de
selección de células para priorizar células especiales después de
activar la estación móvil hasta que dicha estación móvil acampa por
primera vez en alguna célula.
12. Sistema celular de radiocomunicaciones que
comprende estaciones móviles (MS) y estaciones base (BTS1, BTS2,
BTS3, BTS4, BTS5), estando dispuestas las estaciones móviles para
medir, en el modo de reposo, los niveles de señal recibida de
células y seleccionar como estación base de servicio la célula que
sea la mejor basándose en un parámetro de selección de célula
calculado por medio de los niveles de señal medidos,
caracterizado porque la estación móvil (MS) comprende medios
para almacenar una lista de células especiales, específica del
abonado, medios para comparar las células a medir con la lista de
células especiales incluyendo el identificador de por lo menos una
célula que ofrece servicios o tarifas especiales para el abonado,
unos medios los cuales comprueban si una célula identificada como
célula especial (C12, C15, C16) cumple el requisito mínimo
predeterminado de selección de célula basándose en el nivel de señal
medido, y medios para manipular el cálculo del parámetro de
selección de la célula correspondiente a una célula especial (C12,
C15, C16) que cumple este requisito mínimo mediante la suma de un
margen
predeterminado para mejorar la probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una célula normal.
predeterminado para mejorar la probabilidad de selección de una célula especial con respecto a una célula normal.
13. Sistema según la reivindicación 12,
caracterizado porque los medios para manipular el cálculo del
parámetro de selección de célula comprende unos medios que suman un
margen predeterminado al nivel medido de la señal de una célula
especial (C12, C15, C16) con el fin de mejorar la probabilidad de
selección de una célula especial (C12, C15, C16) con respecto a una
célula normal.
14. Sistema según la reivindicación 12,
caracterizado porque los medios para manipular el cálculo del
parámetro de selección de célula comprenden unos medios que suman un
margen predeterminado al parámetro medido de selección de célula
correspondiente a una célula especial (C12, C15, C16), calculada
según la manera normal, con el fin de mejorar la probabilidad de
selección de una célula especial (C12, C15, C16) con respecto a una
célula normal.
15. Sistema según la reivindicación 13 ó 14,
caracterizado porque la emisión de difusión de la estación
base de la célula comprende el margen predeterminado.
16. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la emisión
de difusión de la estación base de la célula comprende un primer
parámetro que indica el nivel de señal más bajo que debe recibir la
estación móvil (MS) desde la célula medida para cumplir el requisito
mínimo correspondiente a una célula normal.
17. Sistema según la reivindicación 16,
caracterizado porque la emisión de difusión de la estación
base de la célula comprende un segundo parámetro que indica el nivel
de señal más bajo que debe recibir la estación móvil (MS) desde la
célula medida para cumplir el requisito mínimo correspondiente a una
célula especial, siendo el segundo parámetro mayor que el primer
parámetro.
18. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque el sistema de
comunicaciones móviles es el GSM o el DCS o un equivalente, y porque
el requisito mínimo es un parámetro de un criterio de pérdidas de
trayecto C1 y el parámetro de selección de célula es un criterio de
reselección C2.
19. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque se especifica
que las células especiales (C12, C15, C16) son células que
pertenecen al área de ubicación local del abonado.
20. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque los medios
para manipular el cálculo del parámetro de selección de célula con
vistas a priorizar células especiales (C12, C15, C16) están
dispuestos para ser deshabilitados después de activar la estación
móvil (MS) hasta que dicha estación móvil (MS) acampe por primera
vez en alguna célula.
21. Estación móvil la cual está dispuesta para
medir, en el modo de reposo, los niveles de la señal recibida de
células y para seleccionar como estación base (BTS1, BTS2, BTS3,
BTS4, BTS5) de servicio la célula que sea la mejor basándose en un
parámetro de selección de célula calculado por medio de los niveles
de señal medidos, caracterizada porque la estación móvil (MS)
comprende medios para almacenar una lista de células especiales,
específica del abonado, que incluye el identificador de por lo menos
una célula que ofrece servicios o tarifas especiales para el
abonado, medios para comparar las células a medir con la lista de
células especiales, unos medios los cuales comprueban si una célula
identificada como célula especial (C12, C15, C16) cumple el
requisito mínimo predeterminado de selección de célula basándose en
el nivel de señal medido, y medios para manipular el cálculo del
parámetro de selección de la célula correspondiente a una célula
especial (C12, C15, C16) que cumple el requisito mínimo mediante la
suma de un margen predeterminado para mejorar la probabilidad de
selección de una célula especial con respecto a una célula
normal.
22. Estación móvil según la reivindicación 21,
caracterizada porque la estación móvil (MS) comprende medios
para incrementar el nivel medido de la señal o el valor calculado de
forma normal del parámetro de selección de célula en un margen
predeterminado con el fin de mejorar la probabilidad de selección de
una célula especial (C12, C15, C16) con respecto a una célula
normal.
23. Estación móvil según la reivindicación 21 ó
22, caracterizada porque la estación móvil (MS) está
dispuesta para recibir el margen predeterminado y posiblemente el
requisito mínimo de selección de la célula en la emisión de difusión
de la estación base que presta servicio en ese momento.
24. Estación móvil según la reivindicación 21,
22 ó 23, caracterizada porque la estación móvil (MS) es una
estación móvil de un sistema GSM o DCS o un sistema de
comunicaciones móviles correspondiente, y porque el requisito mínimo
es un parámetro de un criterio de pérdidas de trayecto C1 y el
parámetro de selección de célula es un criterio de reselección
C2.
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