ES2267187T3 - Sistema de radio y metodo para establecimiento de llamadas. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN SISTEMA DE RADIO EN EL QUE SE UTILIZA UNA ANTENA ORIENTADA EN UNA CONEXION DE RADIO ENTRE UN SUBSISTEMA DE RED Y UN TERMINAL DE ABONADO CON UNA INSTALACION FIJA. EL SUBSISTEMA DE RED COMPRENDE MEDIOS PARA ALMACENAR PARAMETROS DE UNA CONEXION DE RADIO BIDIRECCIONAL, QUE INCLUYEN, POR EJEMPLO, EL ANGULO DEL HAZ DE TRANSMISION, EL ANGULO DEL HAZ DE RECEPCION, EL PERFIL DE RETARDO DEL INTERFAZ DEL AIRE, LA RESPUESTA DE IMPULSO DEL INTERFAZ DE AIRE, LA POTENCIA DE TRANSMISION DEL SUBSISTEMA DE RED, LA POTENCIA DE TRANSMISION DEL TERMINAL DE ABONADO Y EL NUMERO DE BRAZOS O RAMAS DE INCIDENCIA. EL SUBSISTEMA DE RED COMPRENDE TAMBIEN UNA UNIDAD COMUN DE MEDICION QUE MIDE PARAMETROS DE UNA CONEXION BIDIRECCIONAL DE PRUEBA POR RADIO DE UN NUEVO USUARIO.
Description
Sistema de radio y método para establecimiento
de llamadas.
La invención se refiere a un sistema de radio
que comprende un subsistema de red y al menos un terminal de
abonado que tiene con un emplazamiento fijo y una conexión radio
bidireccional con el subsistema de red, utilizando la conexión
radio utilizando haces orientados de antena.
En los últimos años se ha hecho muy popular una
configuración en la cual se lleva a cabo una conexión de transmisión
de datos entre un centro de conmutación y un terminal de abonado de
la red telefónica pública conmutada (PSTN) de forma inalámbrica
mediante una conexión radio. Esta configuración evita la instalación
de cables en los locales de un cliente. Dado que los aparatos, por
ejemplo, las estaciones base, que pertenecen a un subsistema de red
utilizado en redes celulares de radio y los terminales de abonado
que operan a través de una conexión radio, son cada vez más
asequibles, esta configuración resulta muy competitiva. No obstante,
el elevado coste de la infraestructura de la red puede constituir
un problema, debido a que en regiones escasamente habitadas, por
ejemplo, el número de estaciones base normales requeridas es
bastante grande si se quiere prestar cobertura a amplias áreas.
Se han desarrollado diferentes configuraciones
de antena inteligente en redes celulares, para aumentar la
cobertura de la estación base y la capacidad de tráfico del sistema.
Dichas configuraciones se denominan Acceso Múltiple por División de
Espacio (SDMA). Una configuración típica es una agrupación de
antenas. Por ejemplo, en una estación base es posible medir de
alguna manera la dirección en la que se encuentra situado un
terminal de abonado con respecto a la estación base, y utilizar un
haz de antena orientado hacia el terminal de abonado durante la
transmisión. En el caso de la recepción, los componentes deseados de
la señal propagada a través de múltiples trayectorias pueden
combinarse constructivamente mediante una configuración de antena
inteligente, minimizándose el efecto de las posibles señales de
interferencia. Con la configuración que se acaba de describir es
posible, por ejemplo, mejorar la relación portadora/interferencia de
la señal, aumentar la capacidad de la célula, mejorar la calidad de
la conexión, prolongar la vida de la batería del terminal de abonado
y aumentar la cobertura.
El documento GB 2281012 describe una
configuración de antena de estación base para su uso en sistemas de
comunicaciones celulares por radio para usuarios móviles. Se dirige
hacia el móvil deseado un haz estrecho, que efectúa el seguimiento
de los movimientos del móvil. La utilización de antenas
direccionales en los sistemas celulares de radio se basa en el
principio de sectorización.
La combinación de las tecnologías WLL y SDMA que
se acaban de describir crea tales costes generales que la
configuración no es competitiva en comparación con una conexión
telefónica fija ordinaria implementada mediante un cable. Esto se
debe al hecho de que el receptor requiere buscadores de haces
multidimensionales y rastreadores para cada canal de tráfico.
También es necesaria la medida de la respuesta a impulsos
multidimensionales. Si el sistema utiliza también la tecnología de
Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) se requiere la
adquisición de código multidimensional en el momento de la
recepción.
recepción.
La finalidad de la presente invención consiste
en proporcionar un sistema de radio en el que puedan combinarse a
un bajo coste las tecnologías WLL y SDMA descritas
anteriormente.
Esto se logra mediante un sistema en el que el
subsistema de red incluye medios para almacenar los parámetros de
la conexión bidireccional de radio.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se
proporciona un sistema de radio que comprende medios para establecer
una conexión radio entre el subsistema de red y un nuevo terminal
de abonado que cuenta con un emplazamiento fijo; el subsistema de
red incluye medios para medir los parámetros de la conexión radio de
prueba; el subsistema de red incluye medios para almacenar los
parámetros; y el subsistema de red incluye medios (220, 230, 240,
250) para utilizar los parámetros cuando se establece una conexión
radio bidireccional entre el subsistema de red y el terminal del
nuevo abonado.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se
proporciona un método para establecer una conexión en un sistema de
radio que comprende un subsistema de red, utilizando dicho sistema
de radio haces orientados de antena, caracterizado porque el método
incluye las siguientes etapas:
- establecer una conexión radio
bidireccional de prueba entre el subsistema de red y (al menos uno)
un nuevo terminal de abonado que cuenta con un emplazamiento
fijo;
- medir los parámetros de la
conexión radio de prueba;
- almacenar los parámetros medidos;
y
- utilizar los parámetros cuando se
establece una conexión radio bidireccional entre el subsistema de
red y el nuevo terminal de abonado.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se
proporciona un subsistema de red que comprende medios para
establecer una conexión de prueba por radio entre el subsistema de
red y un nuevo terminal de abonado que tiene un emplazamiento fijo;
el subsistema de red incluye medios para medir los parámetros de la
conexión de prueba por radio; el subsistema de red incluye medios
para almacenar los parámetros; y el subsistema de red incluye
medios para utilizar los parámetros cuando se establece una conexión
radio bidireccional entre el subsistema de red y el terminal del
nuevo abonado.
La mayor ventaja del proceso de acuerdo con la
invención es que permite llevar a cabo una conexión entre un
terminal de abonado y la red telefónica pública conmutada a precios
competitivos.
En los siguientes párrafos se describirá la
invención en mayor detalle haciendo referencia a los ejemplos a
tenor de las figuras adjuntas, en las cuales
La figura 1 muestra el principio de
funcionamiento de la tecnología SDMA,
La figura 2 es un diagrama de bloques que
muestra una estación base de un subsistema de red de acuerdo con la
invención, y
La figura 3 es un organigrama que muestra el
método de acuerdo con la invención.
La presente invención es aplicable para su uso
con la totalidad de dichos sistemas de radio que pueden operar con
mayor eficacia mediante la tecnología SDMA. La presente solicitud
utiliza como ejemplos sistemas TDMA y CDMA sin que, no obstante,
ello limite la invención.
La figura 1 muestra el funcionamiento de acuerdo
con la invención. Un subsistema de red 100 utiliza haces orientados
de antena. En la presente solicitud, el subsistema de red 100 hace
referencia a aparatos fijos que suelen estar controlados por el
operador de la red, por ejemplo, estaciones base, controladores de
estación base, sistemas de gestión de redes, dispositivos de
transmisión y centros de conmutación. La unidad formada por un
controlador de estación base y la estación base controlada por este
se denomina sistema de estación base.
Los usuarios que poseen un terminal de abonado
120, 122, con un emplazamiento fijo, tal como un domicilio
particular, pueden establecer una conexión con otro usuario a través
del subsistema de red 100, si así lo desean. Del mismo modo, otro
usuario puede efectuar una llamada al terminal del abonado 120, 122.
Un haz de antena orientado 110 del terminal de abonado 120 del
primer usuario no interfiere con un haz de antena orientado 112 del
terminal de abonado 122 del segundo usuario. La idea consiste en que
la orientación del haz de la antena se utiliza en lugar de, o
además de, una antena omnidireccional ordinaria o una célula
sectorizada en tres partes, por ejemplo. Cuanto más estrecho sea el
haz de la antena, mayor será la capacidad de la célula. La
dirección del haz de antena orientado puede indicarse, por ejemplo,
de tal forma que se determine una dirección
este-oeste 140 para el emplazamiento geográfico de
la estación base. A continuación se indica el ángulo del haz de la
antena en grados a partir de esta dirección. Por ejemplo, el ángulo
130 del primer haz de antena 110 es de unos 20 grados en la figura.
Del mismo modo, el ángulo 132 del segundo haz de antena 112 es de
unos 110 grados. Los ángulos de los haces de antena de transmisión
y recepción pueden tener diferentes magnitudes si se dispone de
antenas independientes para la transmisión y la recepción, por
ejemplo.
El terminal de abonado 120 puede también
utilizar un haz de antena orientado en su propia transmisión. En la
forma más simple, se conecta una antena direccional ordinaria al
terminal de abonado 120, y se orienta hacia la agrupación de
antenas receptoras de la estación base del subsistema de red
100.
La figura 2 es un diagrama de bloques
simplificado de una estación base de acuerdo con la invención. La
figura 2 muestra únicamente los bloques que resultan esenciales
para ilustrar la invención, pero es evidente para cualquier persona
versada en la materia que una estación base convencional incluye
también otras diversas funciones y estructuras que no van a
describirse aquí en mayor detalle. En la práctica, una estación base
puede ser, por ejemplo, una estación base ordinaria de un sistema
GSM que utiliza la tecnología SDMA y que ha sido modificada de la
forma requerida por la invención.
Una estación base se conecta a la red telefónica
pública conmutada 200 a través de unos
codificadores-decodificadores de canal 210, 212,
214. Los codificadores-decodificadores de canal
llevan a cabo el procesamiento de una señal de banda base. Una
agrupación 220 de formadores de haz de transmisión y recepción se
conecta a los codificadores-decodificadores de
canal 210, 212, 214. Cada formador de haz 222, 224, 226 se conecta a
un codificador-decodificador de canal 210, 212,
214. La función del formador de haz 222, 224, 226 consiste en
generar información acerca de la dirección, procesando el haz de
antena orientado tanto en la transmisión como en la recepción. A
través de una agrupación de antenas 230, la estación base transmite
y recibe un haz de antena orientado. La agrupación de formadores de
haz 220 está controlada por una unidad de control 240 que es
responsable del control, de la operación y del mantenimiento de las
llamadas. La unidad de control 240 utiliza una base de datos de
abonados 250, en la que se encuentra almacenada la información
acerca de las propiedades del abonado.
De acuerdo con la invención, el subsistema de
red 100 incluye medios para almacenar parámetros de una conexión
radio bidireccional. Los parámetros pueden almacenarse
preferiblemente en la base de datos de abonados 250 del sistema de
estación base.
El subsistema de red incluye al menos una unidad
de medida común que está configurada para medir los parámetros de
la conexión de radio bidireccional de prueba del nuevo usuario. En
la estación base mostrada en la figura 2, esta operación se lleva a
cabo preferiblemente de manera que uno de los formadores de la
agrupación de formadores de haz 220, por ejemplo, el formador de
haz 222, tenga una estructura más complicada que los otros
formadores de haz e incluya un buscador de haces. El formador de haz
222 puede ser llamado, por tanto, una unidad de medida común.
Cuando un nuevo usuario accede al sistema, se
establece en primer lugar una conexión radio bidireccional de
prueba entre el subsistema de red 100 y el terminal de abonado 120.
A continuación, la unidad de medida común 222 mide los parámetros
de la conexión radio de prueba. Los parámetros incluyen, por
ejemplo, el ángulo del haz de transmisión, el ángulo del haz de
recepción, el perfil de canal de interfaz hertziano y la respuesta
de impulso, sin que la invención se limite a ello, no obstante. Los
ángulos de los haces de transmisión y recepción se muestran en la
parte superior de la figura 1. El perfil del canal de interfaz
hertziano significa que un número fijo que siempre permanece
invariable puede medirse para comprobar el tiempo transcurrido entre
la transmisión y la recepción, ya que el terminal de abonado no se
desplaza. Los parámetros se almacenan en la base de datos de
abonado 250. De acuerdo con la invención, también es posible
almacenar en la base de datos de abonado la potencia de transmisión
del subsistema de red 100 y/o la potencia de transmisión del
terminal de abonado 120. Preferiblemente, se informa al subsistema
de red 100 acerca de la potencia de transmisión del terminal de
abonado 120, de forma que el terminal de abonado 120 lo notifique al
subsistema de red 100 durante la conexión de radio de prueba.
Naturalmente, el subsistema de red 100 conoce su propia potencia de
transmisión, por lo que no tiene que medirse esta.
Cuando la invención se utiliza en un sistema
CDMA, el receptor es un receptor RAKE (receptor de rastrillo). En
la tecnología CDMA, los usuarios se distinguen entre sí mediante un
código de distribución característico de cada conexión. La
información que va a transmitirse se multiplica en la transmisión
con un código de distribución que tiene una banda considerablemente
más ancha y que normalmente es pseudo-aleatorio. En
la recepción, la señal de banda ancha se multiplica con el mismo
código de distribución, de forma que se restaura a la señal de
información de banda estrecha que se transmitió originalmente. El
receptor RAKE incluye ramales en los que se demodulan los
componentes de la señal recibida multi-propagada. De
acuerdo con la invención, además del resto de parámetros, el número
óptimo de ramales del receptor RAKE puede también medirse y
almacenarse en la base de datos de abonados 250.
El subsistema de red está configurado para
utilizar los parámetros de la conexión de radio bidireccional
almacenados en el subsistema de red cuando se establece una
conexión de radio bidireccional entre el subsistema de red y un
terminal de abonado. En la estación base mostrada en la figura 2,
esto se lleva a cabo de tal forma que cuando la unidad de control
240 recibe una petición de establecimiento de llamada recupera los
parámetros de la conexión radio en cuestión desde la base de datos
de abonados 250. La unidad de control 240 facilita a continuación
los parámetros a un formador de haz común 224, 226 y le ordena
generar, mediante los parámetros, un haz de antena orientado que se
transmita a través de la agrupación de antenas 230 al terminal de
abonado. De igual modo, en la recepción, una señal recibida a
través de la agrupación de antenas 230 se utiliza para formar un
haz mediante el ángulo del haz de la antena de recepción. Durante la
configuración de la conexión, también se informa al terminal de
abonado del perfil de retardo del interfaz hertziano, de forma que
el terminal de abonado sepa el momento en el que puede transmitir.
También se puede indicar al terminal de abonado la potencia de
transmisión. Alternativamente, el terminal de abonado almacena estos
parámetros en su propia memoria, de forma que el subsistema de red
no tenga que notificarlos al establecer la llamada con el terminal
de abonado.
En su forma más simple, la invención se lleva a
cabo mediante software, en cuyo caso la unidad de control 240 es un
procesador digital de señales o un procesador general, y las etapas
del método consisten en operaciones llevadas a cabo mediante
software. La invención puede también llevarse a cabo, por ejemplo,
mediante una lógica independiente formada por componentes de
hardware o mediante un ASIC (circuito integrado específico de la
aplicación).
La figura 3 muestra las etapas del método en
forma de organigrama:
Etapa 300: en primer lugar se comprueba si se
trata de un nuevo usuario, es decir, si el usuario establece una
conexión radio con el subsistema de red o viceversa por vez primera,
o si el usuario ya dispone de una conexión radio, en cuyo caso ya
se encuentran almacenados los parámetros.
Etapa 302: el usuario es nuevo, por lo que se
establece una conexión de radio bidireccional de prueba.
Etapa 304: se miden los parámetros de la
conexión radio de prueba.
Etapa 306: se almacenan los parámetros
medidos.
Etapa 308: el usuario no es nuevo, y por lo
tanto, se recuperan los parámetros de usuario almacenados.
Etapa 310: se establece una conexión radio
bidireccional mediante los parámetros almacenados.
Aun cuando la invención se ha descrito haciendo
referencia al ejemplo de acuerdo con las figuras adjuntas, es
evidente que la invención no se limita a ello, sino que puede
modificarse de varias formas dentro del ámbito de la idea de la
invención que se describe en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (20)
1. Sistema radio que comprende un subsistema de
red, utilizando dicho sistema de radio haces orientados de antena
en una conexión radio, caracterizado porque:
el subsistema de red incluye medios (220, 230,
240) para establecer una conexión radio de prueba entre el
subsistema de red y un nuevo terminal de usuario que se encuentra en
un emplazamiento fijo;
el subsistema de red incluye medios (222) para
medir parámetros de la conexión radio de prueba;
el subsistema de red incluye medios (250) para
almacenar dichos parámetros; y
el subsistema de red comprende medios (220, 230,
240, 250) para utilizar los parámetros cuando se establece una
conexión radio bidireccional entre el subsistema de la red y el
nuevo terminal de abonado.
2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el subsistema de red comprende al menos una unidad de
medida común que está dispuesta para medir parámetros de una
conexión radio bidireccional de prueba de un nuevo usuario.
3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el subsistema de red está configurado para utilizar los
parámetros de la conexión radio bidireccional de prueba, almacenados
en el subsistema de red cuando se establece una conexión radio
bidireccional entre el subsistema de red y el terminal de
abonado.
4. Sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los parámetros incluyen el
ángulo del haz de transmisión.
5. Sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los parámetros incluyen el
ángulo del haz de recepción.
6. Sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los parámetros incluyen el
perfil de retardo del interfaz hertziano.
7. Sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los parámetros incluyen la
respuesta de impulso del interfaz hertziano.
8. Sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los parámetros incluyen la
potencia de transmisión del subsistema de red.
9. Sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los parámetros incluyen la
potencia de transmisión del terminal de abonado con emplazamiento
fijo.
10. Sistema de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que se utilizan la tecnología CDMA y
un receptor RAKE, y los parámetros incluyen el número de los ramales
RAKE.
11. Método para establecer una conexión en un
sistema de radio que comprende un subsistema de red, utilizando el
sistema de radio antenas de haz orientado, caracterizado
porque el método incluye las siguientes etapas:
- establecer (302) una conexión radio
bidireccional de prueba entre el subsistema de red y un nuevo
terminal de abonado que tiene un emplazamiento fijo;
- medir (304) los parámetros de la
conexión radio de prueba;
- almacenar (306) los parámetros
medidos; y
- utilizar (308, 310) los parámetros
cuando se establece una conexión radio bidireccional entre el
subsistema de red y el nuevo terminal de abonado.
12. Método de acuerdo con la reivindicación 11,
que comprende adicionalmente las siguientes etapas:
- recuperar los parámetros de usuario
almacenados;
- establecer una conexión radio
bidireccional mediante los parámetros recuperados.
13. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 11 y 12, en el que los parámetros incluyen el
ángulo del haz de transmisión.
14. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 11 y 12, en el que los parámetros incluyen el
ángulo del haz de recepción.
15. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 11 y 12, en el que los parámetros incluyen el
perfil de retardo del interfaz hertziano.
16. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 11 y 12, en el que los parámetros incluyen la
respuesta de impulso del interfaz hertziano.
17. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 11 y 12, en el que los parámetros incluyen la
potencia de transmisión del subsistema de red.
18. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 11 y 12, en el que los parámetros incluyen la
potencia de transmisión del terminal de abonado con emplazamiento
fijo.
19. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 11 y 12, en el que el sistema de radio utiliza la
tecnología CDMA y un receptor RAKE, y los parámetros incluyen el
número de los ramales RAKE.
20. Subsistema de red, caracterizado
porque:
- el subsistema de red incluye medios
(220, 230, 240) para establecer una conexión radio de prueba entre
el subsistema de red y un nuevo terminal de usuario que se encuentra
en un emplazamiento fijo;
- el subsistema de red incluye medios
(222) para medir los parámetros de la conexión radio de prueba;
- el subsistema de red incluye medios
(250) para almacenar los parámetros; y
el subsistema de red incluye medios (220, 230,
240, 250) para utilizar los parámetros cuando se establece una
conexión radio bidireccional entre el subsistema de la red y el
nuevo terminal de abonado.
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