ES2269081T3 - Sistema de antena con control remoto de inclinacion del haz. - Google Patents
Sistema de antena con control remoto de inclinacion del haz. Download PDFInfo
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Abstract
Un sistema de control de antena para controlar una pluralidad de antenas (10) que comprende: una pluralidad de detectores (30) cada uno para detectar las posiciones de una respectiva de dichas antenas; una pluralidad de controladores (40) de antena, cada uno de los cuales comunica con los detectores correspondientes de dicha pluralidad de detectores para controlar una posición de dicha antena asociada (10); un controlador principal (50) que comunica con dichos controladores (40) de antena con el fin de controlar a dichos controladores de antena; y una interfaz (60) de usuario que comunica con dicho controlador principal para hacer funcionar a dicho controlador principal, en la que dicha interfaz de usuario es una interfaz distante que transmite y recibe datos para hacer funcionar a dicho controlador principal.
Description
Sistema de antena con control remoto de la
inclinación del haz.
El presente invento se refiere, en general, a
sistemas de comunicación de antena, y en particular a un sistema
distante de antena inclinable.
Los sistemas de comunicación convencionales para
sistemas de comunicación celular y personal (en adelante PCS) usan
redes de comunicación interconectadas para que los usuarios de red
se puedan comunicar entre sí. Las redes de los PCS incluyen una
serie de Centro de Conmutación Móvil (en adelante MSC) que conectan
a los usuarios de red a redes privadas de teléfonos conmutados (en
adelante PSTN) y a otros MSC. Los MSC están conectados a -y
controlan un número de- estaciones base. Las estaciones base están
situadas en las celdas de la red con el fin de proveer cobertura de
red en el área que es local con respecto a la estación base. Las
estaciones base están dotadas de antenas que permiten la
comunicación entre la estación base y los usuarios móviles o con
los usuarios de PCS dentro de la celda donde está situada la
estación base. Las estaciones base comunican con los MSC para
permitir que los usuarios de PCS se comuniquen con otros usuarios de
PCS y con usuarios de la PSTN.
La optimización de la cobertura provista por las
estaciones base para los usuarios de PCS es muy sugestiva debido al
gran número de parámetros necesarios para un funcionamiento
satisfactorio de la red. El posicionamiento de las estaciones base
y sus antenas correspondientes es importante para solucionar
problemas tales como la interferencia de canal causada por la
congestión de la estaciones base adyacentes, además de otros
factores, tales como la topología de los alrededores de la estación
base. Un método usado para reducir la interferencia con otras
estaciones base próximas es el uso de antenas de inclinación
descendente. Las antenas de inclinación descendente ayudan a
reducir el problema del la superposición de emplazamientos de celda
mediante el ajuste del ángulo vertical de la radiación transmitida
por la antena con respecto al área circundante servida por la
antena. Mediante el posicionamiento de las antenas con una
inclinación descendente, se puede disminuir el área a la que se
dispersa la radiación por la antena, reduciendo de ese modo la
interferencia con otras estaciones base. Sin embargo, las antenas
se deben situar cuidadosamente, con el fin de proporcionar la
cobertura necesaria y al mismo tiempo evitar la interferencia con
otras celdas o microceldas dentro de la red y de redes adyacentes
de la competencia. Desafortunadamente, las condiciones de las
estaciones base que podrían afectar a la cobertura pueden variar
con el tiempo requiriendo el ajuste de la posición o de la
inclinación descendente de la antena. Como resultado, se debe
ajustar periódicamente el posicionamiento de las antenas.
Por ejemplo, las variaciones estacionales en el
tiempo meteorológico y en la temperatura podrían afectar a los
diagramas de radiación correspondientes a la antena. Los cambios en
la topología, debidos a la adición de nuevas estaciones base,
edificios, etc., pueden afectar también a la interferencia, a los
diagramas de radiación y a la cobertura correspondientes a las
estaciones base. Como resultado, llega a ser necesario ajustar el
posicionamiento o la inclinación de las antenas.
Las soluciones de la primera generación usaban
un conjunto mecánico para ajustar la inclinación descendente de la
antena. Sin embargo, esta solución requiere que un técnico se
desplace y suba a la torre y ajuste físicamente cada antena cada
vez que se necesita ajustar o proveer una nueva inclinación
descendente de la antena. Esto es especialmente costoso y consume
tiempo cuando se configura un sistema nuevo, dado que normalmente se
requieren varios ajustes con el fin de proveer la optimización
necesaria del sistema.
Las soluciones de la segunda generación proveen
antenas con inclinación descendente eléctrica. Aunque esta solución
ha facilitado al técnico el posicionamiento de las antenas, los
sistemas de la segunda generación todavía requieren que un técnico
se desplace hasta el emplazamiento y suba a la torre, cada vez que
una antena necesita ajuste. Como resultado, aún con el
posicionamiento eléctrico de las antenas, subsiste el problema del
tiempo de inactividad requerido del sistema y los costes asociados a
tener que mandar un técnico al emplazamiento.
El documento
WO-A-96/14670 describe un sistema de
control de antena que comprende medios de accionamiento para
ajustar los cambiadores de fase con el fin de variar la inclinación
del haz de la antena, Un controlador único está conectado a uno o a
una pluralidad de detectores de antena y de medios de accionamiento
de la antena. Este controlador de antena se podría conectar a un
controlador central, por medio de un enlace telefónico o de radio.
El controlador central podría ser un ordenador personal.
Por tanto, un objeto del invento es perfeccionar
la cobertura aportada por las antenas en las redes de comunicación
por radio.
Otro objeto del invento es proveer un sistema
automático de antena que se pueda ajustar automáticamente desde una
posición distante.
Un objeto adicional del presente invento es
proveer un sistema de antena que se podría ajustar dinámicamente en
tiempo real para responder a condiciones variables.
Es todavía un objeto adicional del presente
invento proveer un sistema de antena que pueda verificar la posición
de la antena y probar los elementos de antena para asegurar un
funcionamiento adecuado y detectar cualquier fallo relacionado con
la posición y el funcionamiento de la antena.
Es también un objeto reducir los costes
relacionados con la optimización y el mantenimiento de una red de
antenas de comunicación.
Los objetos anteriores se cumplen mediante la
implementación de un sistema de control según se especifica en la
reivindicación 1, y unos métodos como se especifica en las
reivindicaciones 24 y 28.
De acuerdo con una realización ejemplar del
presente invento, los anteriores y otros objetos se cumplen por
medio de la implementación de un sistema distante de antena de
inclinación descendente. De acuerdo con el invento, se conecta un
sistema de control de antena a una antena con el fin de controlar la
posición de la antena. El sistema incluye un motor acoplado a la
antena para ajustar la posición o el ángulo de inclinación de la
antena. Para el accionamiento del motor se ha provisto un mecanismo
de accionamiento. Se ha provisto también un detector para detectar
la posición de la antena, Adicionalmente, un controlador de antena
está conectado con una memoria de antena, el mecanismo de
accionamiento, y el detector para leer la posición detectada de la
antena y para controlar el mecanismo de accionamiento con el fin de
ajustar la posición de la antena. Un controlador principal está
conectado al controlador de antena para enviar órdenes de ejecución
al controlador de antena y leer datos del controlador de antena, por
ejemplo, la posición de la antena. De esta manera, el controlador
principal puede establecer una interfaz con cualquier número de
antenas de una estación base y controlar la posición de cada
antena.
De acuerdo con una realización ejemplar del
sistema de control, se ha provisto también una interfaz de usuario
para introducir órdenes de ejecución al controlador principal y leer
datos del controlador principal. La interfaz se puede proveer en la
estación base, en la torre, o en un lugar distante por medio, por
ejemplo, de un módem. De acuerdo con una realización del invento,
la interfaz de usuario puede ser un ordenador portátil. Un usuario
o un técnico puede entonces introducir órdenes de ejecución y
vigilar las posiciones de las antenas desde un lugar distante
permitiendo el ajuste en tiempo real de la posición de antena.
Los anteriores y otras características, objetos,
y ventajas del invento se comprenderán mejor mediante la lectura de
la descripción siguiente en conjunción con los dibujos, en los
que:
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un
sistema de control de antena de acuerdo con una realización ejemplar
del invento;
La Figura 2 muestra un diagrama de bloques del
controlador de antena de acuerdo con una realización ejemplar del
invento;
La Figura 3 muestra un diagrama de bloques del
sistema de controlador principal de acuerdo con un ejemplo del
invento;
La Figura 4 muestra un diagrama de bloques de un
sistema de control de antena de acuerdo con una realización
alternativa del invento;
La Figura 5 muestra un diagrama de bloques de un
sistema de control de antena de acuerdo con una realización
alternativa del invento;
La Figura 6 es un diagrama de flujo que muestra
la interfaz gráfica de usuario (en adelante GUI) con el controlador
principal de acuerdo con una realización ejemplar del invento;
Las Figuras 7A y 7B son diagramas de flujo que
muestran el funcionamiento y el control de las antenas de acuerdo
con una realización ejemplar del invento; y
Las Figuras 8A y 8B son diagramas de flujo que
muestran el funcionamiento y el control de las antenas de acuerdo
con una realización ejemplar del invento.
A continuación se describen las diversas
características del invento con respecto a las figuras, en las que
las partes análogas se identifican con los mismos números de
referencia.
En un sistema celular de comunicaciones, un área
servida por la red se divide en una o más celdas. Cada celda está
provista de una o más estaciones base para dar servicio a la celda y
comunicar con los usuarios de los PCS de la celda. Las estaciones
base comunican con un controlador central, por ejemplo, un MSC que
coordina la comunicación entre la estación base y los usuarios
móviles. Adicionalmente, el MSC proporciona interconexiones a las
PSTN y a otros MSC que den servicio a otras redes.
Cada estación base está provista de un número de
antenas para transmitir mensajes a -y recibir mensajes de- los
usuarios de PCS que comunican con la estación base. Típicamente, el
número de antenas abarca desde 6 a 9 por cada torre, aunque los
expertos en la técnica se darán cuenta de que se podría usar
cualquier número de antenas según sea necesario para proporcionar
una cobertura óptima en cualquier emplazamiento. Las antenas
instaladas en las redes convencionales se posicionan manual,
mecánica o electrónicamente mediante un técnico en la estación base
de acuerdo con las lecturas tomadas por él dentro de la celda.
Pasando a la Figura 1, a continuación se
describe una realización ejemplar del presente invento. Como se
puede ver en la Figura 1, se ha provisto un número de antenas 10.
Las antenas 10 se pueden instalar en la parte más alta de una torre
situada en la estación base. Alternativamente, una estación base
podría controlar un número de torres, cada una de ellas provista de
sus propias antenas. Asociado con cada antena 10 hay un conjunto 20
de motor/mecanismo de accionamiento para ajustar la posición o la
inclinación descendente de las antenas. Un número de controladores
40 está conectado a cada uno de los conjuntos 20 de motor/mecanismo
de accionamiento. Adicionalmente, los controladores 40 están
conectados también a un detector 30 que forma un circuito cerrado
de realimentación para detectar la posición de las antenas 10. Un
controlador 40 está conectado al controlador principal que está
instalado en la parte más baja de la torre, por ejemplo, en la sala
de control de equipos. Los controladores restantes son cambiados en
serie juntos para formar una red simple de controladores.
Cada torre de la estación base contiene un
número de antenas que se usan para proporcionar comunicación a las
unidades móviles o los PCS dentro de la celda de estación base. En
la Figura 1, se han provisto cinco antenas; sin embargo, este
número se ha dado solamente a título de ejemplo. Además, aunque se
ha mostrado cada controlador 40 de antena cómo asociado con una
antena individual 10, un controlador 40 de antena podría controlar
una pluralidad de antenas.
De acuerdo con una realización ejemplar del
invento, la antena 10 es una red sincronizada de antenas de
inclinación descendente. Como se ha descrito anteriormente, con el
fin de reducir la interferencia entre estaciones base, se controla
la inclinación vertical de la antena para que se sitúe de forma
óptima para cualquier ubicación particular de antena, como es
conocido en la técnica. Aunque las realizaciones ejemplares
descritas en la presente memoria se han hecho con referencia a
antenas de inclinación descendente, los expertos en la técnica
reconocerán que se podrían llevar a la práctica otras antenas cuyas
posiciones serían ajustables de acuerdo con el invento.
Pasando ahora a la Figura 2, se muestra un
controlador individual 40 de antena y una antena 10. De acuerdo con
esta realización ejemplar, se usa un motor paso a paso 201 para
mover un tren de ruedas dentadas de cambiadores 12 de fase a través
de un eje 11 de ruedas dentadas. A su vez, los cambiadores 12 de
fase se usan para dirigir la radiación emitida desde la antena 10,
como es conocido en la técnica. De acuerdo con esta realización, un
conjunto 202 de motor paso a paso/mecanismo de accionamiento de un
solo chip mueve al motor paso a paso 11.
El controlador 40 de antena, de acuerdo con la
realización ejemplar mostrada en la Figura 2, incluye un
microcontrolador 401 y una memoria asociada 402. El equipo
electrónico que aloja al controlador 40 se podría encapsular o
encerrar para proteger al equipo contra las condiciones
ambientales. Además, cada uno de los controladores 40 se podría
proteger mediante un protector de sobrecargas y un pararrayos (no
mostrados) para proteger al equipo electrónico contra las descargas
de electricidad estática y sobrecargas de intensidad debidas a la
presencia de rayos cercanos que podrían inducir corriente en las
líneas de señal y de ese modo producir daños al controlador 40 de
antena y al equipo relacionado con él.
De acuerdo con una realización preferida, el
micro-controlador 401 es un microchip PIC16C84. Una
memoria asociada 402 de sólo lectura programable eléctricamente
borrable (en adelante EEPROM) guarda una dirección de antena
(Dirección_Antena y una posición actual de inclinación descendente
de la antena 10 (Posición de_Antena). Los expertos en la técnica
apreciarán que se podrían usar también otras memorias, tal como una
memoria de acceso aleatorio (en adelante RAM) sin apartarse del
alcance del invento. El microcontrolador 401 envía señales de
órdenes de ejecución al mecanismo de
accionamiento-motor paso a paso 202 con el fin de
causar que el motor paso a paso 201 mueva el tren de ruedas
dentadas, y de ese modo controlar el diagrama de radiación de su
antena correspondiente 10. El micro-controlador 401
recibe las comunicaciones emitidas sobre las líneas de comunicación
en serie 41, Cada microcontrolador vigila las líneas de
comunicaciones 41 para los mensajes emitidos desde el controlador
principal que se expiden a los controladores individuales 40.
Además, el microcontrolador 401 recibe señales de posición de
antena de un detector 30 de posición. El microcontrolador lee la
posición de las ruedas dentadas del detector 30 y registra la
posición actual en la memoria 402.
El detector 30 está instalado en las
proximidades de los cambiadores de fase 12. El detector 30 detecta
la posición de los cambiadores de fase 12 y transmite las
posiciones al microcontrolador 401. El microcontrolador 401 escribe
los datos de posición de la antena 10 en la memoria 402. De acuerdo
con una realización, el detector 30 es un detector codificador por
incrementos que detecta cada paso del tren de ruedas dentadas.
Alternativamente, se puede usar un detector codificador absoluto
para medir la posición absoluta del tren de ruedas dentadas con
relación a 360º.
De acuerdo con una realización del invento, se
podría usar un detector óptico. Según esta realización ejemplar,
mostrada en la Figura 2, una rueda dentada 13 de codificador óptico
está situada en el extremo del tren de ruedas dentadas de fase. El
detector óptico 30 cuenta por incrementos cada movimiento de la
rueda dentada 13 del codificador y transmite su lectura al
microcontrolador 401. Alternativamente, se podría usar una escobilla
mecánica sobre un contacto de traza para detectar la posición de
las ruedas dentadas 12. La posición del contacto de traza se
convierte a una señal digital mediante el detector 30 y se transmite
al microcontrolador 401. Se podría usar también un detector de
efecto Hall con relé electromagnético o un detector estático
electromagnético para detectar la posición de las ruedas dentadas
12 y la posición de la antena.
Mediante el uso de un detector para formar un
circuito cerrado de realimentación, se puede detectar la posición
de cada antena y verificarla para asegurar que el motor ha situado
correctamente la antena. El detector proporciona también un medio
de identificar errores dentro del sistema mediante la identificación
de una situación incorrecta de las antenas.
Pasando ahora a la realización ejemplar mostrada
en la Figura 3, el controlador principal 50 se podría instalar en
la sala de equipos en la base de la torre de la estación base. Como
se muestra en la realización ejemplar de la Figura 3, se ha
provisto un microcontrolador 501 para controlar a los controladores
40 de antenas. De acuerdo con una realización preferida, el
microcontrolador 501 se ha implementado usando un microchip
PIC16C84. El microcontrolador 501 emite órdenes de ejecución a los
controladores 40 de antena a través de la línea 41 de
comunicaciones en serie. De acuerdo con una realización preferida
del invento, la línea 41 de comunicaciones es un cable coaxial que
se tiende desde el controlador principal 50 hasta la torre al primer
controlador 40 de antena. Los restantes controladores de antena se
encadenan en serie juntos usando también cable coaxial.
El microcontrolador 501 transmite órdenes de
ejecución dirigidas a cada controlador 40 de antena. Los
controladores 40 de antena vigilan la línea 41 de comunicaciones
por si aparecen órdenes de ejecución. Si el controlador 40 de
antena recibe una orden de ejecución dirigida a él, el controlador
la lee y realiza la función apropiada según se explica más adelante
con mayor detalle. El controlador principal 501 recibe también
mensajes de los controladores 40 de antena y guarda los datos
apropiados leídos de los mensajes en su memoria asociada 502. De
acuerdo con una realización ejemplar, la memoria 502 podría ser una
memoria EEPROM, aunque se podrían usar otras memorias.
De acuerdo con una realización alternativa,
mostrada en la Figura 4, se podría usar una barra colectora 43 de
comunicaciones en paralelo para conectar el controlador principal
con los controladores 40 de antena empleando conexiones
individuales con cada controlador. Sin embargo, dicha configuración
entrañaría un coste más alto en equipo adicionalmente al aumento de
gastos generales asociado con la comunicación entre controladores.
Alternativamente, como se muestra en la Figura 5, el controlador
principal 50 podría comunicar con los controladores 40 de antena
usando mensajes de radiofrecuencia (en adelante RF) transmitidos
desde un transceptor asociado 55. Los mensajes de RF serían
recibidos por un transceptor 45 asociado con cada controlador 40 de
antena. De acuerdo con ello, cada controlador 40 de antena podría
responder mediante la transmisión de mensajes de RF usando su
transceptor asociado 45 al transceptor 55 asociado con el
controlador principal 50, como es conocido en la técnica.
La comunicación entre el controlador principal
50 y los controladores 40 de antena se podría implementar usando un
protocolo de simple paquete, de acuerdo con una realización
ejemplar, consistente en 8 bits, o 1 byte. De acuerdo con esta
realización ejemplar, el sector superior de 4 bits contiene órdenes
de ejecución que se dirigen al controlador de antena, y el sector
inferior de 4 bits contendría la dirección del controlador. Los
mensajes enviados desde los controladores 40 de antena contendrían
datos del sector superior, y la dirección del controlador 40 de
antena en el sector inferior.
El controlador principal 50 contiene también una
interfaz 503 que permite la comunicación desde un ordenador con una
interfaz gráfica 504 de usuario situada en la torre o desde un
ordenador distante 60 a través de una interfaz de módem 505. De
acuerdo con una realización preferida, la interfaz 503 es una
interfaz tipo transceptor serie RS 232. Adicionalmente, se podría
proveer también una protección de pararrayos o contra sobrecargas
(no mostrada) en el controlador principal 50.
A continuación se describe el control de las
posiciones de la antena. Si el controlador principal 50 desea
establecer la posición de las antenas 10, el controlador principal
50 envía una orden de ejecución Comprobar_Antena dirigida al
controlador deseado a través de la línea 41 de comunicación. El
controlador 40 de antena vigila las órdenes de ejecución en la
línea 41 de comunicación mediante la lectura de los paquetes
emitidos en la corriente de bits en serie. Después de leer el
paquete, el controlador 40 de antena determina si la dirección del
paquete coincide con la dirección de controlador Dirección_Antena.
Si no coinciden, el controlador 40 de antena continúa vigilando la
aparición de más órdenes de ejecución. Si la dirección se
corresponde, el controlador 40 de antena lee entonces la orden de
ejecución correspondiente Comprobar_Antena y lee la inclinación de
antena de su memoria asociada 402. El controlador 40 de antena
agrupa entonces la posición de antena Posición_Antena con la
dirección del controlador de antena Dirección_Antena y envía el
mensaje al controlador principal 50.
Con el fin de que el controlador principal 50
ajuste la posición de la antena, el controlador principal 50 envía
una orden de ejecución Cambiar_Inclinación dirigida al controlador
40 de antena deseado a través de la línea 41 de comunicación. El
controlador 40 de antena vigila la presencia de órdenes de ejecución
en la línea 41 de comunicación mediante la lectura de los paquetes
emitidos en la corriente de bits en serie. Después de leer el
paquete, el controlador 40 de antena determina si la dirección del
paquete coincide con la dirección del controlador de antena. Si no
hay coincidencia, el controlador 40 de antena continúa vigilando la
presencia de más órdenes de ejecución. Si la dirección coincide con
la dirección del controlador 40 de antena, entonces el controlador
40 lee la orden de ejecución correspondiente Cambiar_Inclinación. El
microcontrolador 401 lee entonces la posición de la antena de su
memoria asociada 402. El microcontrolador 401 determina entonces la
diferencia entre la posición actual de la antena y la posición
ajustada. Luego envía una orden de ejecución al mecanismo de
accionamiento del motor 202, para ajustar la inclinación descendente
de la antena. Después que el mecanismo de accionamiento del motor
202 ajusta la antena, el microcontrolador 401 lee del detector 30
la posición de la antena. Luego, el microcontrolador escribe la
posición en su memoria asociada.
Si la posición de la antena coincide con la
posición prevista de la antena, el controlador 40 de antena envía
la posición Posición_Antena agrupada con la dirección de antena
Dirección:Antena al controlador principal. Sin embargo, si la
posición no coincide, el controlador 40 de antena envía un mensaje
Enviar_Fallo 1 al controlador principal agrupada con la dirección
de antena Dirección_Antena indicando que el controlador 40 de antena
no ha sido capaz de establecer la posición deseada. Además, si el
mecanismo de accionamiento del motor 202 no responde, el
controlador envía un mensaje Enviar_Fallo 2 al controlador principal
agrupado con la dirección de controlador indicando que el motor del
mecanismo de accionamiento 202 no responde. De este modo, el
controlador 40 de antena puede avisar al controlador principal si
hay algún problema al configurar la posición, y el controlador
principal puede determinar qué problema hay.
Adicionalmente, el controlador principal puede
interrogar a los controladores 40 de antena mediante el envío de
una orden de ejecución Comprobar_Dirección. Cada controlador de
antena respondería entonces con su mensaje de dirección. De este
modo, el controlador principal puede determinar si existe algún
problema de comunicación con algún controlador en particular o con
la línea de comunicación como se explica con mayor detalle más
adelante. Los expertos en la técnica apreciarán que estos
protocolos y métodos de órdenes de ejecución son únicamente a
título de ejemplo, y que podrían usarse diferentes procedimientos,
órdenes de ejecución, y mensajes para comunicar entre el
controlador principal y los controladores de antena sin apartarse
del invento.
Las interfaces de usuario 504 ó 60 se pueden
usar para controlar la posición de las antenas por un técnico u
otras personas, haciendo funcionar el controlador principal. Durante
la configuración inicial un técnico, por ejemplo, introduciría
contraseñas para cada estación base, las direcciones para las
antenas de torre, y el número de teléfono del controlador de
identificación (en adelante ID) distante como se muestra en la
Figura 6. Una vez que se ha configurado el sistema, el usuario puede
entonces ajustar la inclinación descendente de cada antena, valor
que luego se guarda en el controlador principal. De acuerdo con una
realización preferida, el ordenador distante 60 podría ser un
ordenador de portátil. De acuerdo con esta realización, un usuario
llamaría a la interfaz 505 de módem correspondiente con la torre o
estación base deseadas. El usuario se conectaría entonces al
microcontrolador principal 501 a través de la interfaz de módem e
interfaz serie 503. Tras la conexión, el microcontrolador 501 y el
ordenador 60 de usuario establecen comunicaciones usando protocolos
de acuse de recibo como es conocido en la técnica. Después de
establecida la comunicación, el microcontrolador 501 podría
ejecutar comprobaciones de seguridad para establecer la identidad
del usuario. Por ejemplo, el controlador principal podría leer el
número de serie y compararlo con un número de serie de usuario para
la identificación y verificación del usuario.
Después que se han establecido las
comunicaciones, el usuario, por medio del ordenador distante 60,
puede leer las posiciones de antena de la memoria 502 de
controlador para su presentación visual en la interfaz gráfica de
usuario. Con el fin de situar las antenas, el usuario introduce las
posiciones de antena deseadas usando la GUI que transmite las
órdenes de ejecución al microcontrolador principal 501. El
microcontrolador principal 501 ajustaría entonces la posición
usando el protocolo de órdenes de ejecución explicado anteriormente.
Después de ajustar o leer las posiciones de antena, el
microcontrolador principal volvería a acusar recibo al usuario 50
si el posicionamiento ha sido satisfactorio. El microcontrolador
principal 50 respondería, por ejemplo,"Configuro la antena_N a la
inclinación_T", o bien "No he podido configurar debido al
Fallo_F".
El usuario distante podría entonces proceder a
ajustar otras posiciones de antena mediante la introducción de
nuevas posiciones de antena. Como resultado, las posiciones de
antena podrían ser fácilmente leídas y cambiadas por un usuario en
un lugar distante de la estación base. Por ejemplo, de acuerdo con
las realizaciones del invento, un técnico podría acceder a la
estación base por medio de una llamada telefónica y un ordenador
portátil. Esto permitiría al técnico, por ejemplo, conducir a lo
largo de toda un área de servicio tomando medidas de la radiación
que se propaga desde las antenas individuales de la estación base.
Como resultado de estas medidas, el técnico podría entonces ajustar
la antena con el fin de optimizar la cobertura provista por la
estación base. Es éste un importante perfeccionamiento sobre los
métodos anteriores de ajuste de las antenas de estación base,
especialmente cuando se añaden nuevas estaciones base, o durante
reconfiguraciones del sistema, cuando usualmente son necesarios
varios ajustes para establecer la cobertura óptima deseada.
Adicionalmente, se pueden guardar en la memoria en la estación base
múltiples posiciones de antena para un emplazamiento de celda
determinado para llamarlas en un momento posterior. Esto permite
realizar un ajuste sencillo entre diagramas de radiación.
La interfaz 60 de usuario distante permite
también probar el posicionamiento de la antena. Por ejemplo, si el
controlador principal 50 envía mensajes a los controladores 40 de
antena y no recibe respondeción, se puede determinar que
posiblemente hay un problema con el cable 41 de comunicación.
Adicionalmente, se puede interrogar a cada uno de los controladores
40 de antena. Si un controlador 40 de antena falla en responder,
entonces se determina que existe un problema con el controlador
individual 40 de antena. Finalmente, si la antena 10 llega a
agarrotarse, el controlador 40 de antena puede enviar un mensaje al
controlador principal 50 indicando que el controlador 40 de antena
ha intentado ajustar la posición, pero el tren de ruedas dentadas no
se ha movido, o el motor no se ha puesto en marcha.
Una vez que el usuario ha establecido una
interfaz con un emplazamiento de celda particular, el usuario puede
entonces solicitar una comprobación de sistema, solicitar un cambio
del valor de ajuste de la inclinación a una antena específica, o
solicitar un cambio del valor de ajuste de inclinación a cada antena
específica afectada por un grupo cambiado.
Pasando a las Figuras 7A y 7B, a continuación se
describe un método ejemplar de realizar una comprobación de
sistema. Atendiendo a la realización ejemplar mostrada en la Figura
7A, un usuario establece una interfaz con un emplazamiento
particular de celda (701), por ejemplo, a través de una conexión de
módem usando un ordenador personal o un ordenador portátil. Una vez
conectado al emplazamiento de celda, el usuario puede realizar
varias funciones diferentes. Una función posible es solicitar una
comprobación de sistema (703) con el fin de recuperar cada valor de
ajuste actual de antena y compararlos con los valores de ajuste
anteriores. Para realizar una comprobación de sistema, la GUI 60
bajo control del usuario, transmite una orden de ejecución al
controlador principal 50 para ejecutar una comprobación de
sistema.
Después de solicitar una comprobación de sistema
(703), el controlador principal 50 transmite una orden de ejecución
(705) Comprobar_Antena con una dirección de controlador de antena
Dirección de_Antena. El controlador principal espera entonces por
una respuesta del controlador 40 de antena con el valor de ajuste
solicitado (707). Si el controlador 40 de antena no responde, el
controlador principal lo intenta varias veces más para obtener la
información solicitada mediante la retransmisión de la orden de
ejecución al controlador 40 de antena. Después de 3 intentos, si el
controlador 40 no responde (713), el controlador principal toma nota
de qué dirección de antena no responde (722).
Si el controlador 40 de antena responde, el
controlador principal 50 determina entonces si el controlador 40 de
antena ha entendido la orden de ejecución (709). Si el controlador
40 de antena no ha entendido la orden de ejecución, el controlador
principal 50 retransmite la orden de ejecución hasta tres veces
(719), por ejemplo. Si el controlador 40 de antena no responde
después de tres intentos, el controlador principal 50 toma nota de
qué controlador 40 de antena no ha entendido la orden de ejecución y
de qué orden de ejecución se trataba (720).
Si el controlador 40 de antena reconoce la orden
de ejecución, entonces el controlador 40 de antena responde con la
posición de antena "Posición de_Antena" y con la dirección de
antena "Dirección de_Antena". El controlador principal 50
determina entonces si se ha preguntado a todas las antenas (715). Si
no ha sido así, el controlador principal determina entonces si se
ha producido un error al intentar leer la posición de antena (716),
por ejemplo, la antena no ha respondido o no ha reconocido la orden
de ejecución. Si no se han producido errores, el controlador
principal 50 pregunta si al usuario le gustaría leer cualesquiera
otras direcciones (718). En la alternativa, la comprobación del
sistema se podría configurar para leer todas las posiciones de
antena, en cuyo caso solicitaría automáticamente la siguiente
posición de antena. Si el controlador principal 50 determina que se
ha producido un error, el controlador principal 50 intenta comprobar
la siguiente posición de antena (705), como se ha descrito
anteriormente.
Una vez que se han comprobado todas las antenas
10, o si el usuario ya no desea comprobar más antenas 10, entonces
el controlador principal determina si alguno de los controladores 40
de antena no ha respondido (731). Si alguno de los controladores 40
de antena no ha respondido, el controlador principal 50 determina
entonces si todos los controladores 40 de antena no han respondido
(741), (Figura 7B). Si ha sido así, el controlador principal 50
determina que se ha producido un error de sistema y que no se ha
establecido comunicación con los controladores de antena (743). Sin
embargo, si sólo ciertos controladores 40 de antena no han
respondido, entonces el controlador principal toma nota de cuáles
han sido, e informa del problema a los controladores (745).
Si todos los controladores de antena han
respondido, entonces el controlador principal 50 determina si alguno
de los controladores 40 de antena no ha reconocido la orden de
ejecución de informar de la posición de antena (733). Si éste es el
caso, entonces el controlador principal determina si todos los
controladores 40 de antena no han informado de sus posiciones
(735). Si no lo han hecho, el controlador principal informa a la GUI
que se ha producido un error en el sistema y qué orden de ejecución
no se ha reconocido (743). Si solamente ciertos controladores 40 de
antena no han entendido la orden de ejecución, entonces el
controlador principal informa al usuario qué controladores 40 de
antena no han sido capaces de reconocer las órdenes de ejecución
(737).
Pasando ahora a las Figuras 8A y 8B, a
continuación se describe un ejemplo de método de realizar un cambio
de configuración de inclinación. Yendo ahora a la realización
ejemplar mostrada en la Figura 8A, como se ha descrito
anteriormente, un usuario establece una interfaz con un
emplazamiento particular de celda (801).por ejemplo, por medio de
una conexión de módem que usa un ordenador personal o un ordenador
portátil. Con el fin de realizar un cambio en el valor de ajuste de
la inclinación, la GUI 60, bajo el control del usuario, transmite
una orden de ejecución al controlador principal 50 para ejecutar un
cambio del valor de ajuste de inclinación.
Después de solicitar un cambio del valor de
ajuste de inclinación (803), el controlador principal 50 transmite
una orden de ejecución "Cambiar_Inclinación" (805) combinada
con una dirección de controlador de antena "Dirección_de
Antena". El controlador principal 50 espera entonces por una
respuesta del controlador 40 de antena (807).
Si el controlador 40 de antena reconoce la orden
de ejecución, entonces el controlador 40 de antena responde con la
nueva posición de la antena "Posición_de Antena" y con la
dirección de antena,"Dirección_de Antena". Si se ha producido
un problema, y el controlador 40 de antena no ha sido capaz de
situar la antena, el controlador 40 de antena envía un mensaje de
avería, como se ha descrito anteriormente, al controlador principal
50.
Si el controlador 40 de antena no responde, el
controlador principal intenta varias veces más ajustar la
inclinación de la antena mediante la retransmisión de la orden de
ejecución al controlador 40 de antena. Después de 3 intentos, si el
controlador 40 de antena no responde (813), el controlador principal
toma nota de qué dirección de antena no responde (822).
Si el controlador 40 de antena ha respondido, el
controlador principal 50 entonces determina si el controlador 40 de
antena ha entendido la orden de ejecución (809). Si el controlador
40 de antena no ha entendido la orden de ejecución, el controlador
principal 50 retransmite la orden de ejecución hasta tres veces
(819), por ejemplo. Si el controlador 40 de antena no responde
después de tres intentos, el controlador principal 50 toma nota de
qué controlador 40 de antena no ha entendido la orden de ejecución y
de qué trataba la orden de ejecución (820).
El controlador principal 50 determina entonces
si todas las antenas han cambiado su configuración (815). Si no ha
sido así, el controlador principal 50 determina entonces si se ha
producido un error al intentar cambiar la posición de la antena
(816), por ejemplo, por ejemplo, el controlador 40 de antena no ha
respondido o no ha reconocido la orden de ejecución. Si no se han
producido errores, el controlador principal 50 pregunta si al
usuario le gustaría cambiar cualesquiera otras direcciones (818). Si
el controlador principal 50 determina que se ha producido un error,
el controlador principal 50 intenta ejecutar una orden de ejecución
con cualquier otro controlador 40 de antena (805).
Una vez que se ha cambiado la configuración de
todas las antenas 10, o bien si el usuario no desea cambiar la
posición de más antenas 10,entonces el controlador principal 50
determina si alguno de los controladores 40 de antena no ha
respondido (831). Si alguno de los controladores 40 de antena no ha
respondido, el controlador principal 50 determina entonces si todos
los controladores 40 de antena no han respondido (841). Si ha sido
así, el controlador principal 50 determina que ha habido un error en
el sistema y que no se ha establecido comunicación con los
controladores de antena (843). Sin embargo, si solamente ciertos
controladores 40 de antena no han respondido, entonces el
controlador principal 50 toma nota de cuáles han sido, e informa del
problema a los controladores (845).
Si han respondido todos los controladores 40 de
antena, entonces el controlador principal 50 determina si alguno de
los controladores 40 de antena no ha reconocido la orden de
ejecución de cambiar la posición de la antena (833). Si éste es el
caso, entonces el controlador principal 50 determina si todos los
controladores 40 de antena no han sido capaces de reconocer las
órdenes de ejecución (835). Si no lo han sido, el controlador
principal 50 informa a la GUI que se ha producido un error en el
sistema y qué órdenes de ejecución no se han reconocido (843).Si
solamente ciertos controladores 40 de antena no han reconocido la
orden de ejecución, entonces el controlador principal 50 informa al
usuario qué controladores 40 de antena no han sido capaces de
reconocer las órdenes de ejecución (837). Si se ha producido algún
fallo con los controladores 40 de antena, el controlador principal
50 informa qué fallos se han producido.
El presente invento se ha descrito a título de
ejemplo, y las modificaciones y variaciones de las realizaciones
ejemplares se sugerirán pos sí mismas a los expertos en esta técnica
sin apartarse del espíritu del invento. Las realizaciones
preferidas son simplemente ilustrativas y no deben considerarse
restrictivas de ningún modo. El alcance del invento se medirá
mediante las reivindicaciones incluidas como apéndice, en lugar de
la descripción anterior, y todas las variaciones y equivalentes que
entren en el alcance de las reivindicaciones están destinadas a
abarcarse en las mismas.
Claims (32)
1. Un sistema de control de antena para
controlar una pluralidad de antenas (10) que comprende:
una pluralidad de detectores (30) cada uno para
detectar las posiciones de una respectiva de dichas antenas;
una pluralidad de controladores (40) de antena,
cada uno de los cuales comunica con los detectores correspondientes
de dicha pluralidad de detectores para controlar una posición de
dicha antena asociada (10);
un controlador principal (50) que comunica con
dichos controladores (40) de antena con el fin de controlar a
dichos controladores de antena; y
una interfaz (60) de usuario que comunica con
dicho controlador principal para hacer funcionar a dicho controlador
principal, en la que dicha interfaz de usuario es una interfaz
distante que transmite y recibe datos para hacer funcionar a dicho
controlador principal.
2. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 1, en el que dichos datos transmitidos son
datos de posición de antena, que controlan a dicho controlador
principal para situar al menos una de dichas antenas en una
posición designada.
3. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicaciones 1 ó 2, que comprende además una interfaz en
serie que conecta dicho controlador principal (50) y dicho
controlador (40) de antena.
4. El sistema de control de antena de acuerdo
con las reivindicaciones 1 ó 2, que comprende además una interfaz
en paralelo que conecta dicho controlador principal (50) a cada uno
de dichos controladores (40) de antena.
5. El sistema de control de antena de acuerdo
con las reivindicaciones 1 ó 2, que comprende además una interfaz
de comunicación inalámbrica que incluye una pluralidad de
transceptores (45) conectados individualmente a los respectivos
controladores (40) de antena de dicha pluralidad de controladores de
antena y un transceptor (55) conectado a dicho controlador
principal (50) para proporcionar comunicaciones entre dicha
pluralidad de controladores de antena y dicho controlador
principal.
6. El sistema de control de antena de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además una
pluralidad de memorias (402) de controlador de antena en el que cada
memoria de controlador de antena está conectada respectivamente a
cada uno de dicha pluralidad de controladores (40) de antena para
guardar al menos una de las direcciones de antena y de dicha
posición de antena.
7. El sistema de control de antena de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además una
memoria (502) de controlador principal conectada a dicho controlador
principal (50) para guardar al menos una de una dirección de
antena, y dicha posición de antena.
8. El sistema de control de antena de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además, una
pluralidad de conjuntos (20) de accionamiento/motor para ajustar
dichas posiciones de antena, en el que cada uno de dicha pluralidad
de conjuntos de accionamiento/motor está controlado por uno
respectivo de dicha pluralidad de controladores (40) de antena.
9. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 8, en el que cada uno de los conjuntos de
accionamiento/motor comprende:
una pluralidad de motores (201) cada uno para
ajustar dicha posición de las antenas asociadas (10); y un mecanismo
de accionamiento (202) conectado a dicha pluralidad de motores para
accionar dicha pluralidad de motores.
10. El sistema de control de antena de acuerdo
con las reivindicaciones 8 ó 9, en el que los conjuntos de
accionamiento/motor comprenden un tren de ruedas dentadas de
cambiadores de fase para dirigir la radiación emitida desde dichas
antenas; un motor paso a paso (201) para mover a dicho tren de
ruedas dentadas de cambiadores de fase; un eje de ruedas dentadas
dispuesto entre dicho tren de ruedas dentadas y dicho motor paso a
paso; y un mecanismo de accionamiento (202) de motor paso a paso
para accionar dicho motor paso a paso.
11. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 10, en el que cada uno de dicha pluralidad de
detectores (30) es un detector codificador por incrementos que
detecta cada paso de dicho tren de ruedas dentadas.
12. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 10, en el que dicho tren de ruedas dentadas
de cambiadores de fase incluye una rueda dentada de codificador
óptico en un extremo de dicho tren de ruedas dentadas, y en el que
cada uno de dicha pluralidad de detectores (30) es un detector
óptico que cuenta por incrementos los movimientos de dicha rueda
dentada de codificador óptico.
13. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 10, en el que cada uno de dicha pluralidad de
detectores (30) comprende una escobilla mecánica, en el que dicho
tren de ruedas dentadas incluye una rueda dentada con un contacto
de traza dispuesto sobre dicha rueda dentada, y en el que dicha
escobilla mecánica detecta dicha posición de antena de acuerdo con
dicho contacto de traza.
14. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 10, en el que cada uno de dicha pluralidad de
detectores (30) comprende un detector de efecto Hall con relé
electromagnético para detectar una posición de una rueda dentada en
dicho tren de ruedas dentadas.
15. El sistema de control de antena de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 14,
en el que los datos se comunican entre dicho
controlador principal (50) y dicha pluralidad de controladores (40)
de antena usando un protocolo de paquetes en el que el paquete
contiene una dirección de antena y datos.
16. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 15, en el que dichos datos son una orden de
ejecución que solicita a uno de los controladores (40) de antena que
cambie dicha posición de antena e informe de dichas posiciones de
antena.
17. El sistema de control de antena de acuerdo
con las reivindicaciones 15 ó 16, en el que dichos datos incluyen
un fallo que indica que uno de dichos controladores (40) de antena
no ha podido cambiar dicha posición de una antena asociada de
dichas antenas.
18. El sistema de control de antena de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 17,
en el que la pluralidad de antenas (10) está
situada en una torre, correspondiendo cada uno de la pluralidad de
detectores (30) con una de dicha pluralidad de antenas, y cuya
pluralidad de controladores (40) de antena está conectada a uno
respectivo de dicha pluralidad de detectores (30).
19. El sistema de control de antena de acuerdo
con la reivindicación 18, en el que dicho controlador principal
(50) está situado en un lugar distante de dicha pluralidad de
controladores de antena.
20. El sistema de control de antena de acuerdo
con las reivindicaciones 18 ó 19, en el que dicho controlador
principal (50) está situado en un lugar distante de dicha torre.
21. El sistema de control de antena de acuerdo
con las reivindicaciones 18 ó 19, en el que dicho controlador
principal está situado en una base de dicha
torre.
torre.
22. El sistema de control de antena de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 21, en el que dicha interfaz
distante (60) de usuario y dicho controlador principal (50) se
comunican sobre una interfaz inalámbrica.
23. El sistema de control de antena de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 22,
en el que dicha interfaz distante (60) de
usuario y dicho controlador principal (50) se comunican sobre una
línea telefónica.
24. Un método de realizar una comprobación de
sistema en un sistema de control de antena inclinable que tiene un
controlador principal (50), una pluralidad de controladores (40) de
antena, y una interfaz (60) de usuario, cuyo método comprende:
(A) solicitar una comprobación de sistema
por un usuario a través de dicha interfaz de usuario;
(B) transmitir una orden de ejecución
de comprobación de antena desde dicho controlador principal a un
controlador interrogado de dicha pluralidad de controladores de
antena;
(C) devolver una posición de antena
desde dicho controlador de antena interrogado a dicho controlador
principal; y
(D) determinar si ha respondido dicho
controlador de antena interrogado.
25. El método de realizar una comprobación de
sistema de acuerdo con la reivindicación 24, que comprende
además:
(E) si el controlador de antena interrogado
no ha respondido, entonces
- (i)
- repetir las etapas (A) hasta (D) para el controlador de antena interrogado un número especificado de veces, y
- (ii)
- registrar que el controlador de antena interrogado no ha respondido si se ha cumplido el número especificado de veces; y
(F) si el controlador de antena interrogado
ha respondido, entonces
- (i)
- determinar si el controlador de antena interrogado ha entendido dicha orden de ejecución de comprobación de antena;
- (1)
- si el controlador de antena interrogado no ha entendido la orden de ejecución, entonces repetir las etapas (B) hasta (F) un número predeterminado de veces, y registrar que el controlador de antena interrogado no ha comprendido si se ha cumplido el número predeterminado de veces, o bien
- (2)
- si el controlador de antena interrogado ha entendido la orden de ejecución, pasar a la etapa (G); y
(G) determinar si se ha interrogado a todos
los controladores de antena.
26. El método de acuerdo con la reivindicación
24, que comprende además: (H) repetir las etapas (B) hasta (G) para
todos los de la pluralidad de controladores de antena.
27. El método de acuerdo con la reivindicación
24, que comprende además: (H) sugerir al usuario si se comprueban
otras direcciones de controladores de antena, e (I) repetir las
etapas (B) hasta (G) para cada dirección de controlador de antena
sobre la que el usuario desee realizar una comprobación de
sistema.
28. El método de acuerdo con la reivindicación
25, que comprende además:
(I) determinar si alguno de la pluralidad de
controladores de antena no ha respondido o reconocido la orden de
ejecución de comprobación de antena, y
- (i)
- si todos los controladores de antena no han respondido o no han reconocido la orden de ejecución de comprobación de antena, entonces informar al usuario que hay un error en el sistema; o bien
- (ii)
- si alguno de los controladores de antena o bien no ha respondido, o bien no ha reconocido la orden de ejecución de comprobación de antena, entonces informar al usuario de cuáles controladores de antena no han respondido o no han reconocido la orden de ejecución de comprobación de antena.
29. Un método de realizar un cambio de valor de
ajuste de inclinación en un sistema de antena que incluye un
controlador principal (50), una pluralidad de controladores (40) de
antena, una pluralidad de antenas (10) de inclinación descendente
cada una de ellas asociada a uno de dicha pluralidad de
controladores de antena, y una interfaz (60) de usuario, cuyo
método comprende:
(A) transmitir una orden de ejecución de
cambio de valor de ajuste de inclinación, seleccionada por un
usuario, desde dicha interfaz de usuario a dicho controlador
principal; y
(B) transmitir una orden de ejecución de
cambio de inclinación combinada con una dirección de controlador de
antena desde dicho controlador principal a un controlador de antena
interrogado de dicha pluralidad de controladores de antena.
30. El método de realizar un cambio de valor de
ajuste de inclinación de acuerdo con la reivindicación 28, que
comprende además:
(C) si el controlador de antena interrogado
reconoce la orden de ejecución de cambio de inclinación,
entonces
- (i)
- si el controlador de antena interrogado ha podido situar la correspondiente antena de inclinación descendente, enviar al controlador principal una señal de ubicación de antena con la nueva posición, para indicar la nueva posición de la correspondiente antena de inclinación descendente; o bien
- (ii)
- si el controlador de antena interrogado no ha podido situar la correspondiente antena de inclinación descendente, enviar un mensaje de fallo al controlador principal; o
(D) si el controlador de antena interrogado no
ha reconocido la orden de ejecución de cambio de inclinación o no
ha respondido, repetir las etapas (B) hasta (D) un número
predeterminado de veces y registrar qué dirección de antena no ha
reconocido la orden de ejecución de cambio de inclinación o no ha
respondido, si se ha cumplido dicho número predeterminado de
veces.
31. El método de acuerdo con la reivindicación
29, que comprende además: (E) repetir las etapas (A) hasta (D) para
una pluralidad de cambios de valor de ajuste de inclinación de
antena seleccionados por el usuario.
32. El método de acuerdo con la reivindicación
30, que comprende además:
(F) determinar si uno de la pluralidad de
controladores de antena o bien no ha respondido, o bien no ha
reconocido la orden de ejecución de cambiar la inclinación y
- (i)
- si todos los controladores de antena interrogados o bien no han respondido, o bien no han reconocido la orden de ejecución de cambiar la inclinación, entonces informar al usuario de un fallo en el sistema; o bien
- (ii)
- si uno de los controladores de antena o bien no ha respondido, o no ha reconocido la orden de ejecución de cambiar la inclinación, entonces informar al usuario de cuál de los controladores de antena no ha respondido o no ha reconocido la orden de ejecución de cambiar la inclinación.
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