ES2287148T3 - Sistemas y metodos para determinar la cobertura de señales. - Google Patents
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Abstract
Un método para tratar información de intensidad de señal procedente de un transmisor de frecuencia de radio (180) que comprende las operaciones de: recibir información (330) de intensidad de la señal que indica una potencia para el transmisor de frecuencia de radio en una o más primeras situaciones; recibir información (320) de situación que representa una situación geográfica para una o más segundas situaciones; caracterizado por las operaciones de dividir la información de intensidad de señal recibida en uno o más subconjuntos de información de intensidad de señal, tal que uno o más subconjuntos son determinados basados en una velocidad de un receptor de la información (440) de intensidad de señal recibida; determinar para cada uno más subconjuntos, una media local tal que la media local represente un promedio para uno de los uno o más subconjuntos (450, 470); y estimar una situación para la media local basada en la información (460) de situación recibida.
Description
Sistemas y métodos para determinar la cobertura
de señales.
El presente invento se refiere en general al
tratamiento de información de intensidad de señal recibida
procedente de un transmisor de frecuencia de radio. Más
particularmente, el presente invento se refiere a sistemas y
métodos para tratar información de intensidad de señal e información
de situación para determinar cobertura de señal.
Un dispositivo inalámbrico, tal como un teléfono
móvil, una radio, o una televisión, debe ser capaz de recibir una
señal para funcionar de modo efectivo. En el caso de teléfonos
móviles, los proveedores de servicio inalámbrico miden la potencia
para la señal en distintas situaciones y a continuación estiman si
la señal puede ser recibida en una o más áreas geográficas, tales
como celdas o microceldas. El proveedor de servicio inalámbrico
puede a continuación ajustar la potencia del transmisor de la señal
de tal modo que los teléfonos móviles pueden recibir la señal
dentro de una o más áreas geográficas. Este proceso ayuda a asegurar
que el dispositivo inalámbrico puede recibir la señal y así
funcionar de modo efectivo.
Los intentos en el pasado al proceso de estimar
la intensidad de señal dentro de un área geográfica han
proporcionado pobres estimaciones. Es decir, estas estimaciones
variaban mucho dentro de un área, forzando al proveedor de servicio
inalámbrico a proporcionar una potencia de transmisión adicional
innecesaria para tener en cuenta las variaciones en las
estimaciones. Si un proveedor de servicio inalámbrico falla al
añadir potencia adicional al transmisor, un usuario del teléfono
móvil puede ser capaz de recibir la señal en algunas áreas
geográficas, pero sufre una interrupción del servicio en otras
áreas geográficas debido a que la señal puede ser demasiado débil.
Sin embargo, aumentar la potencia en un transmisor puede aumentar
los costes operativos. Consiguientemente, existen la necesidad de
sistemas y métodos para determinar estimaciones de cobertura de
señal con menos variabilidad, permitiendo a los proveedores de
servicios inalámbricos proporcionar de modo preciso la potencia a un
área.
Se han hecho propuestas para medir la intensidad
de señal sobre un área que ha de ser cubierta por un transmisor de
modo que proporcione una estimación más exacta de los límites del
área en la que es posible una buena recepción. Una de tales
propuestas está descrita en la patente norteamericana nº 6.081.717.
Esta enseña el uso de un receptor montado en un vehículo para las
transmisiones de radio que han de ser medidas, y un receptor de GPS
para determinar la posición del vehículo para cada medición de la
intensidad de la señal. Para evitar la necesidad de hacer grandes
números de mediciones sobre un área grande, esta técnica anterior
enseña un procedimiento en dos etapas. En la primera etapa se toman
varias mediciones sobre un área amplia y, para cada medición de
señal recibida, los datos del GPS son usados para determinar la
distancia radial desde el transmisor Los datos son trazados como
intensidad de señal en función de distancia radial. A partir de este
gráfico, se hace una estimación del radio de un círculo que
representa el área de servicio aceptable. En la segunda etapa, el
vehículo es conducido en un trayecto en zigzag que cruza
repetidamente este círculo mientras y se hace otro conjunto de
mediciones para comprobar la exactitud de la estimación.
Para resolver una o más limitaciones de la
técnica anterior, se ha proporcionado un método para tratar
información de intensidad de señal procedente de un transmisor de
frecuencia de radio. El método incluye, por ejemplo, recibir
información de intensidad de la señal que indica una potencia para
el transmisor de frecuencia de radio en una o más primeras
situaciones; recibir información de situación que representa una
situación geográfica para una o más segundas situaciones; dividir
la información de intensidad de señal recibida en uno o más
subconjuntos de información de intensidad de señal; determinar para
cada uno o varios subconjuntos, una media local tal que la media
local represente un promedio para uno o más subconjuntos; y estimar
una situación para la media local basada en la información de
situación recibida.
En otra realización, se ha proporcionado un
método para determinar una cobertura de señal para un dispositivo
inalámbrico. El método incluye, por ejemplo, recibir intensidad de
señal para una señal; recibir información de situación que
representa una situación geográfica para una o más primeras
situaciones; determinar una o más medias locales basadas en la
información de intensidad de señal recibida; estimar una o más
segundas posiciones para una o más medias locales basado en una o
más primeras situaciones; transformar la una o más segundas
situaciones en una ruta; y calcular la cobertura de señal para la
ruta basada en una cobertura de señal para al menos una de las una
o más segundas situaciones.
Aún en otra realización, se ha proporcionado un
sistema para tratar información de intensidad de señal procedente
de un transmisor de frecuencia de radio. El sistema incluye, por
ejemplo, medios para recibir información de intensidad de señal que
indica una potencia para el transmisor de frecuencia de radio en una
o más primeras situaciones; medios para recibir información de
situación que representa una situación geográfica para una o más
segundas situaciones; medios para dividir la información de
intensidad de señal recibida en uno o más subconjuntos de
información de intensidad de señal; medios para determinar, para
cada uno de los uno o más subconjuntos, una media local tal que la
media local representa un promedio para uno o más subconjuntos; y
medios para estimar una situación para la media local basada en la
información de situación recibida.
Además, en otra realización, se ha proporcionado
un sistema para determinar una cobertura de señal para un
dispositivo inalámbrico. El sistema incluye, por ejemplo, medios
para recibir información de intensidad de señal para una señal;
medios para recibir información de situación que representa una
situación geográfica para uno o más primeras situaciones; medios
para determinar una o más medias locales basados en la información
de intensidad de señal recibida; y medios para estimar uno o más
segundas situaciones para la una o más medias locales basado en la
una o más primeras situaciones; medios para transformar la una o más
segundas situaciones en una ruta, y medios para calcular la
cobertura de señal para la ruta basado en una cobertura de señal
para al menos una de las una o mas segundas situaciones.
Además, en una realización, se ha creado un
sistema para tratar información de intensidad de señal procedente
de un transmisor de frecuencia de radio. El sistema incluye, por
ejemplo, al menos una memoria que incluye, por ejemplo, un código
que recibe información de intensidad de señal que indica una
potencia para el transmisor de frecuencia de radio en una o más
primeras situaciones, código que recibe información de situación que
representa una situación geográfica para una o más segundas
situaciones, código que divide la información de intensidad de
señal recibida en uno o más subconjuntos de información de
intensidad de señal, y código que determina, para cada uno del uno
o más subconjuntos, una media local de tal modo que la media local
representa un promedio para uno de los uno o más subconjuntos; y al
menos un procesador que ejecuta el código.
Aún en otra realización, se ha proporcionado un
sistema para determinar una cobertura de señal para un dispositivo
inalámbrico. El sistema incluye, por ejemplo, al menos una memoria
que incluye, por ejemplo, un código que recibe información de
intensidad de señal para una señal, código que recibe información de
situación que representa una situación geográfica para una o más
primeras situaciones, código que determina una o más medias locales
basado en la información de intensidad de señal recibida, código que
estima una o más segundas situaciones para la una o más medias
locales basado en la una o más primeras situaciones, código que
transforma la una o más segundas situaciones en una ruta, y código
que calcula la cobertura de señal para la ruta basado en una
cobertura de señal para al menos una de las una o más segundas
situaciones; y al menos un procesador que ejecuta el código.
Ha de comprenderse que tanto la descripción
general anterior como la siguiente descripción detallada son
ejemplares y explicativas sólo y no son restrictivas del invento,
como se ha descrito. Otras características y/o variaciones pueden
ser proporcionadas además de las descritas aquí. Por ejemplo, el
presente invento puede estar dirigido a distintas combinaciones y
subcombinaciones de las características y/o combinaciones y
subcombinaciones de varias otras características descritas más
abajo en la descripción detallada.
Los dibujos adjuntos, que están incorporados y
constituyen parte de esta memoria, ilustran realizaciones del
invento y, junto con la descripción, explican las ventajas y
principios del invento. En el dibujo,
La fig. 1 ilustra un diagrama de bloques del
sistema para tratar información de intensidad de señal e información
de situación, consistente con los métodos y sistemas del presente
invento;
La fig. 2 ilustra un diagrama de flujo de alto
nivel de un método para determinar la cobertura de señal de un
transmisor de frecuencia de radio, consistente con los métodos y
sistemas del presente invento;
La fig. 3 ilustra un diagrama de flujo ejemplar
para recoger información, de acuerdo con métodos y sistemas
consistentes con el presente invento;
La fig. 4 ilustra un diagrama de flujo ejemplar
para tratar información recogida, de acuerdo con métodos y sistemas
consistentes con el presente invento;
La fig. 5A ilustra una tabla de información
recogida, de acuerdo con métodos y sistemas consistentes con el
presente invento;
La fig. 5B ilustra una traza de señal ejemplar,
de acuerdo con métodos y sistemas consistentes con el presente
invento;
La fig. 5C ilustra recogida de información, de
acuerdo con métodos y sistemas consistentes con el presente
invento;
La fig. 6 ilustra una tabla de información
tratada, de acuerdo con métodos y sistemas consistentes con el
presente invento;
La fig. 7A ilustra un diagrama de flujo ejemplar
para determinar una estadística, de acuerdo con métodos y sistemas
consistentes con el presente invento;
La fig. 7B ilustra otra tabla de información
tratada, de acuerdo con métodos y sistemas consistentes con el
presente invento;
La fig. 8 ilustra un diagrama de flujo ejemplar
para determinar la cobertura de señal para un dispositivo
inalámbrico a lo largo de una ruta, de acuerdo con métodos y
sistemas consistentes con el presente invento; y
La fig. 9 ilustra una ruta, de acuerdo con
métodos y sistemas consistentes con el presente invento.
Se hará referencia a continuación en detalle a
las realizaciones ejemplares del invento, ejemplos de las cuales
están ilustrados en los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible,
se usarán los mismos números de referencia en todos los dibujos
para referirse a las mismas partes o a partes similares.
De acuerdo con una realización del presente
invento, un usuario del sistema puede recoger una señal procedente
de un transmisor de frecuencia de radio y medir la intensidad de
señal para la señal recibida. El sistema puede también recoger la
señal desde distintas situaciones, tales como sobre un área o sobre
una ruta. Por ejemplo, el usuario del sistema puede conducir a lo
largo de una autopista, midiendo la información de intensidad de
señal recibida en distintos puntos a lo largo de la autopista. Al
tiempo que mide la información de intensidad de señal recibida, el
sistema puede también grabar la situación del sistema con un
receptor de sistema de posicionamiento global.
Cuando el usuario del sistema completa la
recogida de datos, el sistema puede tratar previamente la
información de intensidad de señal recibida y la información de
situación. La información tratada previamente puede ser a
continuación tratada para determinar una estadística, tal como una
desviación estándar basada en la información de intensidad de señal
recibida. El sistema puede usar la información tratada para
determinar a continuación una indicación de cobertura de señal en
una o más situaciones geográficas. En una realización, las
indicaciones de intensidad de señal pueden estar basadas en la
desviación estándar. El sistema puede usar la desviación estándar
para proporcionar una indicación de la cobertura de señal que
reduzca los efectos del terreno y que incluya los efectos de
variaciones de obstáculos en el terreno (por ejemplo estructuras
hechas por el hombre o naturales incluyendo árboles, edificios,
puentes, y etc). Además, la indicación de intensidad de señal puede
ser proporcionada a un usuario, tal como un proveedor de servicio
inalámbrico, en forma de información de cobertura de señal,
permitiendo al usuario determinar si uno o más dispositivos
inalámbricos (o receptores) pueden recibir a señal procedente del
transmisor de frecuencia de radio.
La información de cobertura de señal puede
proporcionar una indicación de la cobertura de una señal, es decir,
si una señal puede ser detectada y/o tratada por uno o más
dispositivos inalámbricos, tales como una radio, una televisión, o
un teléfono móvil. La información de cobertura de señal puede
indicar como por ejemplo, una o más de las siguientes cosas:
cobertura de señal para un área, cobertura de señal para una ruta,
cobertura de señal en una situación, duración máxima de un
desvanecimiento del servicio, y longitud máxima de un
desvanecimiento de servicio. Consiguientemente, en una realización,
el sistema puede proporcionar a un usuario, tal como un proveedor
de servicio inalámbrico, una indicación de si uno o más dispositivos
inalámbricos pueden detectar y/o tratar una señal procedente de un
transmisor de frecuencia de radio en una o más situaciones
geográficas. Por ejemplo, el sistema puede permitir que un
proveedor de servicio inalámbrico determine si el proveedor de
servicio proporciona una cobertura adecuada a los dispositivos
inalámbricos dentro de un área o ruta.
La fig. 1 muestra un sistema ejemplar para
determinar la cobertura de señal de un transmisor de frecuencia de
radio. Con referencia a la fig. 1, el sistema 100 incluye una antena
105, un receptor 120, un receptor 130 de sistema de posicionamiento
global (GPS), un procesador 140, un módulo de almacenamiento 150, un
módulo de entrada 110; y un módulo de salida 160.
El receptor 120 puede incluir un analizador de
espectro o cualquier otro dispositivo o dispositivos capaces de
recibir energía electromagnética y determinar la intensidad de señal
de un transmisor de radio, tal como un transmisor de radio 180 y su
antena correspondiente 185.
El receptor de GPS puede incluir un receptor
estándar de GPS, por ejemplo, un receptor diferencial de GPS, o
cualquier otro dispositivo o dispositivos capaces de proporcionar
información de posición incluyendo una o más de las siguientes
cosas: una latitud, una longitud, un tiempo, un encabezamiento, y/o
una velocidad.
Aunque la fig. 1 ilustra solo un único
procesador 140, el sistema 100 puede incluir alternativamente un
conjunto de procesadores. El procesador 140 puede también incluir,
por ejemplo, uno o más de los siguientes elementos: una o más
unidades de tratamiento central, un coprocesador, memoria,
registros, y otros dispositivos de tratamiento de datos y sistemas
según sea apropiado. Además, el procesador 140 puede controlar el
receptor 120 y/o el receptor 130 de GPS; recoger y a continuación
almacenar información proporcionada por el receptor 120 y/o el
receptor 130 de GPS; tratar previamente y/o tratar la información
recogida; estimar una estadística, tal como una desviación
estándar, basado en la información recogida; y determinar la
cobertura de señal de un transmisor de frecuencia de radio.
En una realización, el sistema 100 puede ser
móvil y estar colocado en un vehículo de motor, permitiendo la
recogida de información de intensidad de señal de información de
posición sobre un área de cobertura o una ruta. En esta
realización, un segundo procesador (no mostrado) puede también ser
usado para tratar la información recogida desde un sistema móvil
100, estimar la estadística, y a continuación determinar la
cobertura de señal del transmisor de frecuencia de radio.
El módulo de entrada 110 puede ser llevado a la
práctica con una variedad de dispositivos para recibir una entrada
de usuario y/o proporcionar la entrada al procesador 140. Algunos de
estos dispositivos (no mostrados) pueden incluir, por ejemplo, una
tarjeta de enlace de red, un módem, un teclado, un ratón, y un
dispositivo de almacenamiento de entrada.
El módulo de almacenamiento 150 puede ser
llevado a la práctica con una variedad de componentes o subsistemas
que incluyen, por ejemplo, un disco duro, una unidad óptica, un
dispositivo de almacenamiento de propósito general, un dispositivo
de almacenamiento retirable, y/u otros dispositivos capaces de
almacenar. Además, aunque el modo de almacenamiento 150 esté
ilustrado en la fig. 1 como separado o independiente del procesador
140, el módulo de almacenamiento 150 y el procesador 140 pueden ser
llevados a la práctica como una parte de una única plataforma o
sistema.
El transmisor 180 de frecuencia de radio y la
antena 185 pueden incluir, por ejemplo, un transmisor de
localización celular, un transmisor por satélite, un transmisor de
retransmisión (por ejemplo transmisor de AM o de FM), un transmisor
de red inalámbrico, y cualquier otro transmisor de energía
electromagnética.
La fig. 2 muestra un diagrama de flujo ejemplar
para determinar la cobertura de señala de un transmisor de
frecuencia de radio. Con referencia a la fig. 2, un sistema 100
puede comenzar (operación 200) recogiendo información (operación
210) dentro de un área o sobre una ruta. La información recogida
puede incluir información de intensidad de señal para un transmisor
180 de frecuencia de radio e información de situación (o posición)
del sistema 100. Cuando la recogida dentro del área o sobre una ruta
es completada, el sistema 100 puede tratar previamente la
información recogida (operación 220); realizar el tratamiento, tal
como un tratamiento estadístico, (operación 230) para estimar una
estadística que representa las variaciones en intensidad de señal,
tales como variaciones debidas al "desvanecimiento de sombra"
(es decir desvanecimiento de obstáculos en el terreno, tal como
estructuras naturales y fabricadas por el hombre); y determinar la
cobertura de señal del transmisor de frecuencia de radio (operación
240) proporcionando una indicación de intensidad de señal recibida
para el transmisor de frecuencia de radio, tal como un porcentaje
de cobertura de señales para un área o para una ruta, un porcentaje
(o valor) que indica la cobertura de señal en una situación, una
duración de un desvanecimiento de servicio, y/o una longitud de un
desvanecimiento de servicio.
La fig. 3 ilustra las operaciones asociadas con
la recogida de datos consistentes con los métodos y sistemas del
presente invento. Con referencia a la fig. 3, el sistema 100 puede
realizar una recogida de datos (véase por ejemplo operación 210 en
la fig. 2) desde un vehículo de motor y puede recoger datos en
distintas situaciones geográficas al tiempo que se mueve dentro de
un área o sobre una ruta (operación 310). En una realización, el
procesador 140 puede recibir información de posición (también
denominada a continuación, como datos de situación geográfica)
desde un receptor 130 de GPS (operación 320). La información de
posición puede incluir, por ejemplo, uno o más de las siguientes
cosas: latitud, longitud, encabezamiento, velocidad, y tiempo de
acuerdo con el GPS (denominado en lo que sigue como tiempo de GPS).
El receptor 130 de GPS puede proporcionar al procesador 140 con la
información de posición en distintos y distantes o en un intervalo
periódico, tal como una vez por segundo.
El receptor 130 puede recibir la señal desde un
transmisor, tal como un transmisor 180 y antena 185, y medir la
intensidad de señal recibida asociada con la señal. El procesador
140 puede recibir a continuación la información de intensidad de
señal medida desde el receptor 120 (operación 330).
En una realización, el receptor 120 incluye un
analizador de espectro (no mostrado) que mide la intensidad de
señal recibida de la señal. En esta realización, la intensidad de
señal recibida de la señal puede ser medida como potencia y puede
tener la forma de la siguiente ecuación:
donde R representa una primera
distancia desde el transmisor de radio al receptor, tal como la
distancia del orden de 20 kilómetros; R_{0} representa una
segunda distancia desde el transmisor de radio al receptor, P_{r}
representa la potencia recibida (en milivatios) a distancia R
(kilómetros) desde el transmisor de radio; P_{0} representa la
potencia referida a la distancia R_{0} (kilómetros) desde el
transmisor de radio; \gamma representa la pérdida de trayecto en
el entorno de radio móvil dado (usualmente denominada como
exponente de propagación); y \kappa es un factor de corrección
variable basado en el transmisor o receptor. El libro titulado
"Antenas y Propagación para Sistemas de Comunicación
Inalámbricos" de Simón R. Saunders, John Willey & Sons 1999,
describe, entre otras cosas, la potencia
recibida.
El procesador 140 puede continuar recogiendo
(operación 340) información de intensidad de señal recibida e
información de oposición hasta que se haya recogido información
suficiente procedente de distintas situaciones geográficas. Por
ejemplo, el sistema 100 puede estar instalado en un vehículo que
circule sobre una autopista. Cuando el sistema 100 se mueve a lo
largo de la autopista, el procesador 140 puede recibir información
de intensidad de señal recibida correspondiente a un transmisor
(por ejemplo transmisor 180) y recibir información de posición para
el sistema 100 (es decir la situación del sistema 100 en la
autopista). Cuando el sistema 100 completa la recogida de
información en distintos puntos a lo largo de la ruta, el sistema
100 puede parar de recoger (No en la operación 340) y formar un
archivo que incluye la información de intensidad de señal recibida
y la información de posición (operación 350). Este archivo formado
por el procesador 140 es denominado en lo que sigue como un archivo
de datos de espectro y de situación geográfica (SGD).
El procesador 140 puede almacenar, en el módulo
de almacenamiento 150, el archivo SGD que incluye uno o más
registros de velocidad de posición (PV), recibidos desde el receptor
130 de GPS, y uno o más registros de trazado (TR), recibidos desde
el receptor 120. El registro de PV puede incluir, por ejemplo, al
menos uno más de los siguientes datos: tiempo de PC, tiempo de GPS,
latitud, longitud, velocidad, y encabezamiento. El registro de TR
puede incluir, por ejemplo, al menos uno o más de los siguientes
datos: tiempo de PC, tipo de traza (TR) (por ejemplo si la traza de
señal incluye muestras de señal en función del tiempo o muestras de
señal en función de la frecuencia), y muestras de señal. En una
realización, el procesador 140 puede recibir información de
posición desde el receptor 130 de GPS y también independientemente
recibir información de intensidad de señal desde el receptor 120.
El procesador 140 puede completar la recogida de datos (operación
360) almacenando el archivo de SGD.
La fig. 4 ilustra operaciones ejemplares
asociadas con el tratamiento previo de un archivo de SGD. Para
tratar previamente el archivo SGD, el procesador 140 puede
realizar, por ejemplo, una o más de los siguientes cosas: aplicar
un algoritmo de alisado de tiempo al archivo SGD para ajustar el
tiempo del PC al tiempo de GPS (operación 420) en los registros de
PV; clasificar el archivo de SGD en orden ascendente basado en el
tiempo de PC (operación 430); dividir cada registro TR en uno o más
subconjunto basados en la velocidad del receptor 120 (operación
440); calcular una media local para cada uno de los subconjuntos
(operación 450); estimar una situación geográfica para cada una de
las medias locales (operación 460); interpolar, si fuera necesario,
una media local basada en la velocidad del receptor 120 (operación
470); realizar una reducción de datos (operación 480); y rechazar
información procedente de señales de interferencia (operación
490).
El archivo de SGD puede incluir, por ejemplo,
dos tipos de campos de tiempo. El primer campo de tiempo es el
tiempo de PC y está basado en el sistema de temporización interno
del procesador 140. El procesador 140 puede utilizar tiempo de PC
cuando está almacenando un registro de PV o un registro de TR. El
segundo campo de tiempo corresponde al tiempo de GPS y está basado
en tiempo de acuerdo con el sistema GPS. El tiempo de GPS puede así
indicar el tiempo cuando la situación geográfica fue hecha por el
receptor 130 de GPS. Por consiguiente, cuando el procesador 140
almacena un registro de TR o de PV, el procesador 140 graba un
tiempo de PC con el registro. Pero cuando un registro de PV es
almacenado, el registro incluye un tiempo de GPS y un tiempo de
PC.
En una realización, el sistema 100 puede ajustar
los uno o más valores de tiempo PC de los registros de PV en una
relación lineal que está definida por la pendiente e intercepción de
los uno o más valores de tiempo de GPS en el archivo de GSD. Este
ajuste puede servir para alisar los uno o más valores de tiempo de
PC. Los valores de tiempo de PC después de haber sido alisados
pueden ser conformes a la siguiente ecuación:
Ecuación
(2)Tiempo de PC* = m x tiempo de GPS +
n
donde tiempo de PC* representa el
tiempo de PC de cada registro de PV en el archivo de SGD después de
alisar el tiempo; m representa la pendiente de los tiempos de GPS
en el archivo de SGD; y n representa la intercepción de los tiempos
de GPS en el archivo de
SGD.
En una realización, la pendiente, m, y la
intercepción, n, vienen determinadas por las siguientes
ecuaciones:
\vskip1.000000\baselineskip
donde y representa uno o más
valores de tiempo de PC; x representa uno o más valores de tiempo de
GPS; y k varía desde 1 hasta N y representa el registro k^{ésimo}
de PV de un archivo de SGD que contiene N
registros.
\newpage
Para clasificar el archivo de SGD en orden
ascendente basado en el tiempo (operación 430), el procesador 140
puede clasificar los registros de PV y de TR en el archivo de SGD
basado en los valores de tiempo de PC. Por ejemplo, el procesador
140 puede clasificar los registros de PV y de TR en orden ascendente
o descendente.
La fig. 5A muestra una tabla ejemplar de
registros de PV y de TR después de que el procesador 140 realice el
alisado de tiempo (operación 420) y clasificación (operación 430).
Con referencia a la fig. 5A, el primer registro es un registro de
PV que incluye un tiempo de PC de "60449,56", una latitud de
"40,77072", una longitud de "-74,0281", una velocidad de
"61,18" kilómetros por hora, y un tiempo de GPS de "297"
segundos. El segundo registro es un registro de TR que corresponde
al espectro (es decir, intensidad de señal recibida por tiempo) de
una señal, tal como la señal procedente del transmisor 180. El
registro de TR incluye un Tiempo de PC de "60450,39", un tipo
de traza (tipo de TR) de "2" para indicar que la traza de la
señal corresponde a muestras de señal sobre un intervalo de tiempo,
y valores de intensidad de señal recibida (es decir, muestras de
señal) de "-115,93", "-113,87", "-116,0",
"-120,0", y "-121,1". Aunque este registro sólo muestra
seis valores de intensidad de señal recibida, un experto en la
técnica puede reconocer que valores de intensidad de señal recibida
pueden también ser almacenados con el registro de TR. Además, los
valores de intensidad de señal recibida pueden estar basados en una
traza de señal que representa las muestras de la señal en uno o más
instantes de tiempo o frecuencias.
La fig. 5B muestra una traza de señal ejemplar
procedente del receptor 120 con valores de muestra de señal
recibida medidos en uno o más instantes. Los valores de intensidad
de señal recibidos para cada registro de TR representan las
muestras medidas en uno o más instantes. El procesador 140 puede
almacenar la traza de la señal en el registro de TR como
información de intensidad de señal recibida, como se ha mostrado en
la fig. 5A. Alternativamente, un experto en la técnica, puede
reconocer que la traza de señal puede en vez de ello representar
muestras de la señal medida en una o más frecuencias.
Cuando los registros del archivo de SGD han sido
alisados en tiempo y clasificados, el procesador 140 puede a
continuación dividir cada traza del registro de TR en uno o más
subconjuntos basados en la velocidad del receptor 120 (operación
440). En una realización, el procesador 140 puede determinar la
distancia cubierta por el receptor 120 basándose en la velocidad
del receptor. El procesador 140 puede a continuación dividir cada
traza en uno o más subconjuntos de tal modo que ningún conjunto sea
mayor que una distancia, tal como 40 veces la longitud de onda del
transmisor. Por ejemplo, un transmisor a 1,2 GHz puede tener una
longitud de onda de 0,25 metros. En este ejemplo, cada traza puede
estar dividida en uno o más subconjuntos de tal modo que cada uno
de los subconjuntos podría ser menor que o igual a 10 metros (es
decir, 40 veces la longitud de onda de 0,25 metros). Aunque 10
metros son usados como la distancia, cualquier otra distancia puede
ser usada en su lugar.
La fig. 5C ilustra el sistema 100 que recoge
datos procedentes del transmisor de radio 180 en distintas
situaciones geográficas entre la ruta desde A 510 a B 595. Las
estrellas 521-525 representan cuando el sistema 100
recibe información de situación geográfica desde el receptor de GPS
(no mostrado). Las trazas de señal 531-534
representan información de intensidad de señal recibida (véase, por
ejemplo, la fig. 5B) recogida sobre un intervalo de 1 segundo. Como
el sistema 100 varía su velocidad mientras se desplaza desde el
punto A 510 al punto B 595, las trazas de señal
531-534 corresponden a distancias diferentes. Es
decir, una traza de señal de 1 segundo recogida mientras se
desplaza a 96,6 kilómetros por hora representa 26,8 metros. Por otro
lado, una traza de señal de 1 segundo recogida mientras se desplaza
a 48,3 kilómetros por hora representa 13,4 metros. Para limitar la
distancia máxima asociada con cualquier traza de señal, el
procesador 140 puede dividir la traza de señal (es decir, la
información de intensidad de señal recibida) dentro de cada registro
de TR en uno o más subconjuntos basado en la velocidad del receptor
120
(operación 440).
(operación 440).
Con referencia de nuevo a la fig. 5B, la muestra
representa una distancia de menos de 10 metros y puede así estar
dividida en un único subconjunto, que forma un único registro de TR
con información de intensidad de señal recibida que incluye
"-115,93", "-113,87", "-116", "-120",
"-121,1", como se ha mostrado en la fig. 5A. Aunque este
ejemplo incluye un único subconjunto, un registro de TR puede
alternativamente estar dividido en una pluralidad de
subconjuntos.
Para calcular una media local para cada uno de
los subconjuntos (operación 450), el procesador 140 puede promediar
la información de intensidad de señal recibida con cada subconjunto.
En una realización, el primer registro de TR de la fig. 5A puede
estar dividido en un único subconjunto y los valores de intensidad
de señal recibida para el subconjunto pueden ser promediados. En
este ejemplo, la media local para el primer registro de TR de la
fig. 5A es el promedio de "-115,93", "-113,87",
"-116", "-120", "-121", y "-121,1" (o
"-117,08" dBm, promediados en el dominio lineal). El
procesador 140 puede repetir la determinación de la media local para
todos los registros de TR y el subconjunto o subconjuntos
correspondientes en el archivo de SGD.
Para estimar una posición para cada una de las
medias locales (operación 460), el procesador 140 puede asociar una
situación (o situación geográfica) con cada media local determinada
en la operación 450. El procesador 140 puede estimar una situación
para una media local basado en el registro de PV precedente y en el
registro de PV siguiente a la media local. Por ejemplo, con
referencia a la fig. 5A, el primer registro de TR está precedido
por un registro de PV tomado en "60449,56" y va seguido por un
registro de PV en "60451,56".
\newpage
Para determinar una situación geográfica para
una media local, puede usarse la ecuación siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
donde Lg_{1}, Lt_{1}, t_{1}
representan la longitud, latitud, y tiempo, respectivamente, para el
registro de PV que precede al registro de TR para el subconjunto
para el que se está estimando la posición; Lg_{2}, Lt_{2},
t_{2} representan la longitud, latitud, y tiempo, respectivamente,
para el registro de PV después del subconjunto para el que se está
estimando la posición; y \tau_{k} es un instante asociado con la
media local k^{ésima} (por ejemplo, el instante asociado con el
subconjunto k^{ésimo} del registro de TR dado). El procesador 140
puede usar las Ecuaciones 5 y 6 para cada registro de TR y sus
subconjuntos correspondientes en el archivo de
SGD.
El procesador 140 puede interpolar una media
local cuando la distancia excede de una distancia predeterminada
(operación 470). El procesador 140 puede determinar la distancia
entre dos medias locales consecutivas que usan información de
situación para cada una de las medias locales consecutivas. Cuando
la distancia excede del umbral predeterminado, el procesador 140
puede usar dos medias locales consecutivas para interpolar una
nueva media local y una situación correspondiente. En una
realización, el procesador 140 puede usar un umbral predeterminado
de una distancia que corresponde a la velocidad media multiplicada
por el tiempo promedio entre los registros de TR, donde la
velocidad media puede ser calculada basado en los registros de PV.
Por ejemplo, cuando la distancia entre dos medias locales
consecutivas excede del umbral predeterminado, el procesador 140
puede promediar las dos medias locales consecutivas y situaciones
correspondientes. El procesador 140 puede a continuación usar la
media local promedio y la información de situación media como una
media local interpolada. El procesador 140 puede también insertar
la media local interpolada en el archivo de SGD. En una
realización, el procesador 140 puede no realizar la operación 470
cuando la diferencia de tiempo entre registros de PV consecutivos
excede de 2 segundos.
La fig. 6 muestra el archivo de SGD de la fig.
5A después de estimar la situación para cada subconjunto (operación
460) e interpolar (operación 470). En una realización, después de
realizar las operaciones 460 y 470, el procesador 140 puede crear
un segundo archivo, denominado en lo que sigue como un
archivo-m, como se ha mostrado en la tabla ejemplar
de la fig. 6. Los campos en el archivo-m de la fig.
6 incluyen longitud (Long), latitud (Lat), media local, velocidad
de receptor (v), interpolación de LaGrange
(Lagr-Intp), promedio, y diferencia. Por ejemplo,
la media local "-113,8" incluye una longitud de
"-74,0283", una latitud de "40,77081", una velocidad de
"63,02" km/h, un valor de Lagr-Intp de
"0". Además, el registro con un valor de
Lagr-Intp de "1" es un registro que es
interpolado. El procesador 140 puede usar los campos de promedio y
diferencia para determinar una o más estadísticas, como se ha
descrito en mayor detalle a continuación.
El procesador 140 puede también realizar la
reducción de datos en el archivo-m (operación 480)
para eliminar valores redundantes para la misma situación. Por
ejemplo, si el sistema 100 recoge datos mientras está en una
posición estacionaria (por ejemplo, mientras está parado en un
semáforo rojo), el archivo de SGD o el archivo-m
pueden incluir una o más medias locales para la misma situación. El
procesador 140 puede así promediar las medias locales repetidas y
la información de situación en una única media local en esa
situación. Alternativamente, el procesador 140 puede borrar las
medias locales repetidas y la información de situación para eliminar
valores redundantes.
Para rechazar señales de interferencia
(operación 490), el procesador 140 puede también vigilar la
frecuencia. Por ejemplo, cuando el receptor 120 mide la intensidad
de señal recibida de una señal de interés (por ejemplo, la
frecuencia del transmisor 180), el procesador 140 puede almacenar en
el módulo de almacenamiento 150 la intensidad de señal recibida
para la señal de interés y descartar mediciones de intensidad de
señal que no corresponden con la frecuencia de la señal de interés,
tales como mediciones a partir de una señal de interferencia.
La fig. 7A muestra operaciones ejemplares para
procesar estadísticamente un archivo, tal como el
archivo-m, para determinar una estadística, tal
como una desviación estándar. El procesador 140 puede leer la media
local a partir del archivo de SGD de la fig. 6 (operación 720);
calcular un promedio sobre una ventana (operación 730); y
determinar una diferencia entre la media local y el promedio de
ventana (operación 740). El procesador 140 puede también determinar
si medias locales adicionales necesitan tratamiento (operación 750).
Si es así (sí en la operación 750), el procesador 140 puede
deslizar la ventana (operación 755) y repetir las operaciones
720-750 para otra media local. Cuando las medias
locales adicionales no necesitan tratamiento (no en la operación
750), el procesador 140 puede estimar una desviación estándar
(\sigma) a partir de todas las diferencias calculadas en la
operación 740. Aunque se ha usado una desviación estándar, un
experto en la técnica puede reconocer que cualquier otra
estadística puede ser usada en su lugar, tal como una variancia, o
momento de orden más elevado.
\newpage
Para leer la media local a partir del
archivo-m (operación 720), el procesador 140 puede
leer el archivo-m almacenado en el módulo de
almacenamiento 150. Por ejemplo, el procesador 140 puede leer el
primer registro asociado con la primera media local, tal como los
valores desde el primer registro de la fig. 6 (véase, por ejemplo,
el registro número 1 de la fig. 6).
Para calcular un promedio sobre una ventana
(operación 730), el procesador 140 puede calcular el promedio sobre
una ventana predeterminada. La fig. 7B muestra la fig. 6, con el
promedio de ventana almacenado en el primer registro de la ventana
(es decir, registro 1). Con referencia ahora a la fig. 7B, la
ventana predeterminada (véase, por ejemplo, la primera ventana 790
de la fig. 7B) puede incluir un tamaño de ventana de 2 registros.
Con un tamaño de ventana de 2 registros, el procesador 140 puede
calcular un promedio de ventana promediando las medias locales para
el primer y segundo registros de la fig. 7B. El procesador 140 puede
a continuación asociar el promedio de ventana con el primer
registro en la ventana (por ejemplo, registro 1). En este ejemplo,
el procesador 140 puede asignar el promedio de ventana de -113,4 dBm
al registro número 1.
Por otro lado; en una realización, el procesador
140 puede calcular un promedio sobre una ventana predeterminada que
incluye un número impar de registros, tal como cinco registros. Con
un tamaño de ventana de cinco registros, el procesador 140 calcula
un promedio de ventana para los registros 1-5 y a
continuación asocia el promedio de ventana con el registro medio o
central (es decir, registro 3). En este ejemplo, el procesador 140
puede asignar el promedio de ventana de -112,02 (es decir el
promedio de -113,8, -113,06, -111,58, -110,78 y -111,6) al registro
número 3. El procesador 140 puede entonces deslizar la ventana para
incluir los registros 2-6. En una realización, el
promedio de ventana puede ser una ventana Gaussiana (también
denominada como una ventana normal) que calcula un promedio
ponderado a través de la ventana Gaussiana (por ejemplo, cinco
registros) tal que el promedio de ventana predeterminado está
asociado con el registro central de la ventana.
Un experto en la técnica puede reconocer que
pueden usarse en su lugar otros tamaños de ventana. A modo de
ejemplo, el tamaño de ventana puede ser seleccionado basándose en la
frecuencia (o longitud de onda) de la señal recibida por el
receptor 120. En una realización, el tamaño de ventana puede
corresponder a una ventana de 25 metros en una banda de 500 MHz,
una ventana de 40 metros a frecuencias comprendidas dentro de un
intervalo de frecuencias muy elevado (VHF), y a una ventana de 20
metros a frecuencias comprendidas dentro del intervalo de
frecuencias ultra elevadas (UHF) del espectro electromagnético. En
una realización, un tamaño de ventana grande puede incluir
contribuciones de terreno que impacten en las medias locales (por
ejemplo, aumentando la desviación estándar de la media local). Por
ejemplo, con un tamaño de ventana de 25 metros, el promedio de
ventana (operación 730) incluiría el promedio de la media local del
primer registro con cualquier otro registro que esté dentro de una
distancia de 25 metros desde el primer registro. Los artículos
titulados "Propagación a 500 MHz para radio móvil", Davis y
col., IEE Proc. 132, Pt. F, Nº 8, 1985, y "Predicción de
intensidad de señal en áreas urbanas", Parsons y col., IEE
Proc., 130, Pt. F, Nº 5, 1983, describen entre otras cosas, tamaños
de ventana.
Para determinar una diferencia entre una media
local y un promedio de ventana (operación 740), el procesador 140
puede restar el promedio de ventana de la media local. Con
referencia de nuevo a la fig. 7B, esta diferencia puede ser
almacenada en la columna etiquetada "Diferencia".
La fig. 7C muestra un histograma de los valores
de diferencia determinados en la operación 740 (véase, por ejemplo,
valores "Diferencia" de la fig. 7B). Cuando el procesador 140
usa un tamaño de ventana que produce una distribución logarítmica
normal, como se ha mostrado en la fig. 7C, el procesador 140 puede
estar usando el tamaño de ventana correcto. En una realización, el
procesador 140 puede variar el tamaño de ventana hasta que es
realizada una distribución que se aproxima a la distribución
logarítmica normal. Además, la distribución logarítmica normal de
la fig. 7C puede sugerir que los valores de diferencia corresponden
a desvanecimiento de sombra, tal como el desvanecimiento producido
por obstáculos en el terreno, en vez de desvanecimiento lento, tal
como el desvanecimiento producido por variaciones lentas en el
terreno.
Para determinar si las medias locales
adicionales necesitan tratamiento (operación 750), el procesador 140
puede determinar si registros adicionales incluyen medias locales
sin un promedio de ventana y diferencia correspondientes. Si es
así, el procesador 140 desliza la ventana (operación 755) moviendo
(o deslizando) la ventana sobre un registro. Con referencia de
nuevo a la fig. 7B, con una distancia de ventana de dos registros,
la ventana deslizaría desde la primera ventana 790 a la segunda
ventana 795, que incluye registros 2 y 3.
El procesador 140 puede a continuación repetir
las operaciones 720-750, por ejemplo, leer la media
local de -113,06 (operación 720) desde el registro 2 (véase fig.
7B); calcular un promedio de ventana sobre la segunda ventana, que
da como resultado un nuevo promedio de ventana de -112,2 (es decir,
el promedio lineal de -113,06 y -111,58) (operación 730); calcular
una diferencia de 1,06 (operación 740); y determinar si quedan
medias locales adicionales que han de ser tratadas de nuevo
(operación 750).
Cuando el procesador 140 calcula todas las
diferencias basadas en las medias locales y promedio de ventana, el
procesador 140 puede usar todos los valores de diferencia para
calcular una estadística, tal como una desviación estándar
(\sigma) (operación 760). La desviación estándar de todos los
valores de diferencia puede ser calculada de acuerdo con la
siguiente ecuación:
donde n es el número de registros
en la fila m (por ejemplo 7 en la fig. 7B); y x_{i} representa el
valor i^{ésimo} de diferencia; e i varía desde 1 a
n.
La fig. 8 ilustra las operaciones asociadas con
la determinación de la cobertura de señal, consistentes con el
sistema y métodos del presente invento. Con referencia a la fig. 8,
un procesador 140 puede iniciar las operaciones asociadas con la
determinación de la cobertura de señal (operación 810) cuando el
procesador recibe una estadística, tal como la desviación estándar,
que describe la información de la intensidad de señal recibida
(véase, por ejemplo, operación 760 de la fig. 7A). El procesador 140
puede a continuación usar una fila m y transformar la información
de situación en la fila m en una ruta (operación 820); iniciar
roturas de ruta cuando la distancia entre registros adyacentes es
demasiado larga (operación 830); y calcular la cobertura de señal
sobre la ruta (operación 840) o subrutas, proporcionando una
indicación de intensidad de señal a lo largo de la ruta o
subruta.
Para transformar la fila m en una ruta
(operación 820), el procesador 140 puede transformar cada media
local y la información de situación correspondiente, tal como
latitud, longitud, velocidad, y encabezamiento, en una ruta con
distancia, dirección y velocidad relativas.
En una realización, la información de posición
para cada registro dentro de la fila m es representada como un
vector de posición. Por ejemplo, el registro k^{ésimo} en una fila
m puede incluir el vector de posición k^{ésimo} que describe una
situación geográfica. El vector de posición k^{ésimo},
S(k), puede corresponder a la ecuación siguiente:
Ecuación
(8)S(k)=[Longitud(k),Latitud(k),velocidad(k),encabezamiento(k),
LM(k)]
donde S(k) representa el
vector de posición k^{ésimo}; la Longitud(K) representa el
valor de longitud del vector de posición k^{ésimo}; la
Latitud(K) representa el valor de latitud del vector de
posición k^{ésimo}; la Velocidad(k) representa la
velocidad de un receptor (por ejemplo, el receptor 120 o el receptor
130 de GPS) para el registro
k^{ésimo}.
El vector S(k) es transformado a un nuevo
vector, D(k), que representa una ruta. La ruta, D(k),
puede ser consistente con la siguiente ecuación:
Ecuación
(9)D(k)=[\Delta(k),velocidad(k),encabezamiento(k),LM(k)]
donde la información de latitud y
longitud de S(k) es reemplazada con la distancia relativa
\Delta(k) desde el registro anterior, tal como la
distancia en metros desde el registro
anterior.
La fig. 9 muestra una ruta ejemplar para
registros K^{0}- K^{3}. Con referencia a la fig. 9, el segmento
de ruta entre K^{1} y K^{2} 910 incluye una distancia de 609,6
cm (\DeltaK^{2}), un ángulo de 90 grados, una velocidad de 64,4
kilómetros por hora, y una media local de -115 dBm.
Para iniciar una rotura de ruta, el procesador
140 puede determinar si un segmento de ruta, tal como el segmento
de ruta \DeltaK^{1} y \DeltaK^{2} de la fig. 9, excede de
una distancia de segmento de ruta predeterminada (denominada a
continuación como una distancia de rotura). Cuando el segmento de
ruta excede de la distancia de rotura, el procesador 140 puede
dividir la ruta en dos subrutas. El procesador 140 puede a
continuación determinar la cobertura para cada una de las subrutas.
Para determinar si se requiere una rotura de ruta, el procesador
140 puede evaluar las distancias, tales como \DeltaK^{1} y
\DeltaK^{2}, entre puntos a lo largo de la ruta. Por ejemplo,
si la distancia entre las situaciones K^{1} y K^{2} excede de la
distancia de rotura, el procesador 140 puede dividir la ruta en
subrutas.
En una realización, la distancia de rotura de
ruta predeterminada es seleccionada de tal modo que sea menor que
la distancia requerida para determinar la duración de un
desvanecimiento de servicio. La duración de un desvanecimiento de
servicio es la cantidad de veces que un dispositivo (o receptor)
inalámbrico falla al detectar o tratar una señal debido a que la
señal es menor que la potencia mínima requerida por el receptor. La
cantidad de veces también corresponde a una distancia, tal como la
distancia desplazada por el receptor durante el desvanecimiento de
servicio o la distancia asociada con un registro de TR. Por ejemplo,
para detectar un desvanecimiento de servicio de una duración corta,
tal como 30 segundos, el procesador 140 puede requerir una distancia
de segmento de ruta relativamente corta, tal como 304,80 m. Por
otro lado, para detectar un desvanecimiento de servicio mayor, de 2
minutos, la distancia del segmento de ruta puede también ser mayor,
tal como 1219,20 m.
Con la rotura de ruta, el procesador 140 puede
calcular la cobertura de señal, tal como el porcentaje de cobertura
de señal y la duración de un desvanecimiento, a lo largo de la
primera subruta (por ejemplo, K^{0} a K^{1}) y la segunda
subruta (K^{2} a K^{3}) donde \Delta K^{2} puede ser usado
como una rotura en la ruta. La cobertura a lo largo de la ruta
R_{cp}, puede ser determinada como una suma ponderada de los
porcentajes de cobertura de señal para los segmentos de ruta (o
subrutas), Cp(k), en que la suma ponderada es normalizada
por la longitud de ruta. Rcp puede corresponder a un único valor que
caracteriza el porcentaje de cobertura de señal a lo largo de la
ruta completa. La cobertura de ruta, R_{cp} puede ser calculada
con la siguiente ecuación:
donde Cp(k) es el porcentaje
de cobertura de señal en un punto (por ejemplo, puntos K_{0},
K_{1}, K_{2}, y K_{3} de la fig. 9) a lo largo de la ruta; y
\Delta(k) es la distancia relativa desde un punto
precedente.
Para cada situación k a lo largo de una ruta, el
procesador 140 puede calcular un porcentaje de cobertura de señal
basado en la media local para la situación k^{ésima} a lo largo de
la ruta, la desviación estándar (véase, por ejemplo, operación 760
en la fig. 7), y un umbral de servicio (w_{t}) para un dispositivo
(o receptor) inalámbrico de interés.
El umbral de servicio (w_{t}) puede
representar la menor intensidad de señal requerida por un
dispositivo (o receptor) inalámbrico para detectar y tratar una
señal recibida. Por ejemplo, un dispositivo inalámbrico, tal como
un teléfono móvil, puede tener un umbral de servicio de -80 dBm.
Para determinar el porcentaje de cobertura de señal para el
teléfono móvil, el procesador 140 puede ajustar un umbral de
servicio de -80 dBm. Una media local (véase, por ejemplo, Fig. 6)
por debajo del umbral de servicio de -80 dBm representa un
desvanecimiento de servicio. Es decir, el dispositivo inalámbrico,
tal como un teléfono móvil, puede no ser capaz de detectar y/o
tratar una señal más débil que -80 dBm, dando como resultado una
interrupción (o desvanecimiento) en la recepción. Cuando una ruta
incluye múltiples medias locales en distintas situaciones a lo largo
de la ruta, alguna de las medias locales puede ser más débil que el
umbral de servicio, que representa un desvanecimiento de servicio.
Si medias locales consecutivas son más débiles que el umbral de
servicio, el desvanecimiento de servicio tiene una duración
correspondiente al tiempo o distancia asociados con las medias
locales consecutivas.
Un experto en la técnica puede también
reconocer que el porcentaje de cobertura de señal para dispositivos
inalámbricos adicionales con diferentes umbrales de servicio (por
ejemplo, -100 dBm) puede también ser determinado usando un umbral
de servicio diferente. Consiguientemente, el sistema puede habilitar
a un proveedor de servicio inalámbrico para determinar la cobertura
de señal para uno o más dispositivos inalámbricos sobre un área
o
ruta.
ruta.
El porcentaje de cobertura, Cp(k), puede
ser representado por la siguiente ecuación:
donde r representa la distancia;
\sigma_{LM} representa la desviación estándar (véase, por
ejemplo la fig. 7A en la operación 760); LM(r) representa la
media local a la distancia r a lo largo de una ruta; y erf es una
función de error de distribución normal de la siguiente
forma:
Aunque es usada la desviación estándar, uno de
los expertos ordinarios reconocerá que la determinación de la
cobertura de señal a lo largo de una ruta puede ser utilizada sin
usar la desviación estándar determinada en la operación 760 de la
fig. 7A.
En una realización, el sistema 100 puede recoger
información incluyendo la intensidad de señal procedente de un
transmisor 180 de frecuencia de radio y la información de situación
(o posición) para el sistema 100. Cuando la recogida de un área o
ruta es completada, el sistema 100 puede tratar previamente la
información recogida; y realizar el tratamiento, tal como el
tratamiento estadístico, (operación 230) para estimar una
estadística, tal como una desviación estándar, que representa el
"desvanecimiento de sombra" (es decir, desvanecimiento a
partir de estructuras naturales y hechas por el hombre en la
superficie de la tierra que obstruyen la recepción del receptor
120).
En una realización, usando la desviación
estándar de las diferencias (véase, por ejemplo, la Fig. 7A en la
operación 740) entre cada media local y el promedio de ventana, el
sistema 100 puede reducir la contribución del terreno cuando se
determina la cobertura de señal sobre una ruta o área. Las
contribuciones desde el terreno son también denominadas como
desvanecimiento lento. Además reduciendo las contribuciones de
terreno, el sistema 100 puede fundamentalmente incluir
contribuciones desde el desvanecimiento de sombra (es decir,
variaciones en la intensidad de señal desde estructuras hechas por
el hombre o naturales en el terreno) en la determinación de la
cobertura de señal.
Un proveedor de servicios inalámbricos que usa
el sistema 100 puede requerir menos intensidad de señal para dar
servicio a una ruta o un área ya que las variaciones basadas en el
terreno han sido reducidas, o eliminadas, a partir de la
determinación de cobertura de señal. Por otro lado, un proveedor de
servicio que no usa el sistema 100 puede necesitar proporcionar
potencia de señal adicional para tener en cuenta variaciones de
señal asociadas con el terreno a lo largo de la ruta.
A modo de ejemplo, cuando el porcentaje de
cobertura de señal es determinado sin reducir la contribución desde
el terreno, el porcentaje de cobertura de señal puede corresponder a
un porcentaje de cobertura de señal del 90% para la ruta. Cuando
las contribuciones del terreno son reducidas o eliminadas, el
sistema 100 puede proporcionar un porcentaje de cobertura de señal
de, por ejemplo, el 98%. Consiguientemente, el presente invento
puede proporcionar una indicación de cobertura de señal sobre un
área o ruta. Además, la indicación de cobertura de señal puede
también proporcionar indicaciones de intensidad de señal recibida de
un área o una ruta con menos variación que las aproximaciones del
pasado reduciendo la influencia de terreno en tales indicaciones
estimando la contribución debido al desvanecimiento de sombra.
En una realización, el procesador proporciona
información de cobertura de señal que incluye el número de
desvanecimientos con la duración correspondiente para todos los
desvanecimientos sobre una ruta de una distancia dada. Por ejemplo,
el procesador puede proporcionar al usuario con información de
cobertura de señal que indica que para una ruta de 24,25 Km,
ocurrieron 5 desvanecimientos con una duración agregada de 5
minutos. En otra realización, el procesador proporciona simplemente
un porcentaje de cobertura para la ruta completa usando la ecuación
9 anterior. Por ejemplo, el procesador puede emitir al usuario un
porcentaje de cobertura del 99% sobre una ruta de 24,25 Km. El
procesador 140 puede también proporcionar el porcentaje de cobertura
de señal sobre cada segmento de la ruta.
Además, en una realización, el sistema 100 puede
proporcionar datos de intensidad de campo y tratamiento estadístico,
permitiendo una determinación de cobertura de señal de alta
resolución y exacta en una situación y/o a lo largo de una ruta.
Además, la resolución y exactitud pueden ser utilizadas en entornos
con pequeñas celdas, donde la resolución de situación es un
problema. Por ejemplo, el sistema 100 puede mejorar herramientas de
predicción de trazado de rayos que sitúan desvanecimientos de
servicio en entornos con celdas pequeñas, tales como microceldas.
Además, el sistema puede permitir la derivación de estadísticas de
envolvente recibidas, tales como una función de densidad de
probabilidad, la duración promediada de desvanecimientos, y tasas de
cruce de nivel.
Las realizaciones anteriores y otros aspectos y
principios del presente invento pueden ser puestos en práctica en
distintos entornos. Tales entornos y aplicaciones relacionadas
pueden ser especialmente construidas para realizar los distintos
procesos y operaciones del invento o pueden incluir un ordenador o
una plataforma informática de propósito general activado de manera
selectiva o reconfigurado por el código de programa (también
denominado como código) para proporcionar la funcionalidad
necesaria. Los procesos descritos aquí no están relacionados
inherentemente a cualquier ordenador particular u otros aparatos, y
pueden ser llevados a la práctica por una combinación adecuada de
hardware, software, y/o programa oficial del fabricante
("firmware"). Por ejemplo, distintas máquinas de propósito
general pueden ser usadas con otros programas escritos de acuerdo
con enseñanzas del presente invento o puede ser más conveniente
construir un aparato especializado o un sistema para realizar los
métodos y técnicas requeridos.
El presente invento también se refiere a medios
legibles por ordenador que incluyen instrucción de programa o
código de programa para realizar distintas operaciones llevadas a la
práctica por ordenador basadas en los métodos y procesos del
invento. Los medios e instrucciones de programa pueden ser los
especialmente diseñados y construidos para los propósitos del
invento, o pueden ser de la clase bien conocida y disponible para
los expertos en la técnica en las técnicas de software de
ordenador. Ejemplos de instrucciones de programa incluyen por
ejemplo microcódigo, código máquina, tal como los producidos por un
compilador y archivos que contienen un código de alto nivel que
puede ser ejecutado por el ordenador usando un intérprete.
La anterior descripción de realizaciones
preferidas del presente invento proporciona ilustración y
descripción, pero no está destinada a ser exhaustiva o a limitar el
invento a la precisa forma descrita.
Claims (29)
1. Un método para tratar información de
intensidad de señal procedente de un transmisor de frecuencia de
radio (180) que comprende las operaciones de: recibir información
(330) de intensidad de la señal que indica una potencia para el
transmisor de frecuencia de radio en una o más primeras situaciones;
recibir información (320) de situación que representa una situación
geográfica para una o más segundas situaciones; caracterizado
por las operaciones de dividir la información de intensidad de
señal recibida en uno o más subconjuntos de información de
intensidad de señal, tal que uno o más subconjuntos son determinados
basados en una velocidad de un receptor de la información (440) de
intensidad de señal recibida; determinar para cada uno más
subconjuntos, una media local tal que la media local represente un
promedio para uno de los uno o más subconjuntos (450, 470); y
estimar una situación para la media local basada en la información
(460) de situación recibida.
2. El método según la reivindicación 1ª que
comprende además la operación de: determinar (470) al menos una
distancia entre una o más situaciones estimadas para una o más
medias locales.
3. El método según la reivindicación 2ª que
comprende además la operación de: dividir la información de
intensidad de señal recibida en uno o más subconjuntos basada en al
menos una distancia.
4. El método según la reivindicación 3ª que
comprende además la operación de: determinar la al menos una
distancia basada en la velocidad del receptor.
5. El método según la reivindicación 4ª que
comprende además la operación de: determinar al menos una distancia
basada en la velocidad del receptor de la información de intensidad
de señal.
6. El método según la reivindicación 2ª que
comprende además la operación de: interpolar la media local cuando
al menos una distancia excede de una distancia predeterminada
(470).
7. El método según la reivindicación 1ª en el
que dicha operación de recibir información de situación comprende
además la operación de: recibir información de situación para una o
más segundas situaciones que incluye uno o más de los siguientes
datos: una latitud, una longitud, y al menos una de una pluralidad
de primeras marcas de tiempo desde un receptor de información del
sistema de posicionamiento global.
8. El método según la reivindicación 7ª en el
que dicha operación de recibir información de intensidad de señal
comprende además la operación de: recibir dicha información de
intensidad de señal como un conjunto de datos de intensidad de
señal basado en una traza de señal.
9. El método según la reivindicación 8ª que
comprende además la operación de: unir al menos una de una
pluralidad de segundas marcas de tiempo al conjunto de datos de
intensidad de señal.
10. El método según la reivindicación 2ª que
comprende además la operación de: alisar las segundas marcas de
tiempo basado en la pluralidad de primeras marcas de tiempo.
11. El método según la reivindicación 10ª en
el que dicho alisado comprende además la operación de: alisar la
pluralidad de segundas marcas de tiempo basado en una pendiente para
la pluralidad de primeras marcas de
tiempo.
tiempo.
12. El método según la reivindicación 1ª, en
el que dicha operación de determinación comprende además la
operación de: determinar una pluralidad de medias locales tal que
cada media local corresponda a uno de los uno o más
subconjuntos.
13. El método según la reivindicación 12ª, en
el que dicha operación de determinación comprende además la
operación de: promediar una o más de la pluralidad de medias locales
para proporcionar un promedio de ven-
tana.
tana.
14. El método según la reivindicación 13ª, en
el que dicha operación de promediado a comprende además la
operación de: determinar un valor de diferencia basado en una de la
pluralidad de medias locales y el promedio de
ventana.
ventana.
15. El método según la reivindicación 14ª, en
el que dicha operación de promediado comprende además la operación
de: determinar una pluralidad de valores de diferencia.
16. El método según la reivindicación 15ª, que
comprende además la operación de: calcular una desviación estándar
basada en la pluralidad de valores de diferencia.
\newpage
17. El método según la reivindicación 16ª, que
comprende además la operación de: determinar una cobertura de señal
en una situación para un dispositivo inalámbrico basado en la
siguiente ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
en la que r representa la
situación, \sigma_{LM} representa la desviación estándar,
LM(r) representa la media local correspondiente a la
situación, w_{t} representa un umbral de servicio para el
dispositivo inalámbrico, y erf es una función de error de
distribución
normal.
18. El método según la reivindicación 17ª, en
el que dicha operación de determinación de la cobertura de señal
comprende además la operación de: definir la situación como al menos
una de las una o más primeras situaciones.
19. El método según la reivindicación 1ª, que
comprende además la operación de: definir las una o más primeras
situaciones como situaciones que difieren de las una o más segundas
situaciones.
20. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 19ª que comprende las operaciones de:
determinar una o más de dichas medias locales; estimar una o más de
dichas segundas situaciones para las una o más medias locales
basado en las una o más primeras situaciones; transformar la una o
más segundas situaciones en la ruta; y calcular la cobertura de
señal para la ruta basada en la cobertura de señal para al menos una
de las una o más segundas situaciones.
21. El método según la reivindicación 20ª, en
el que dicha operación de calcular comprende además la operación
de: calcular la cobertura de señal para la ruta basada en la
siguiente ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
en la que C_{p}(k) es la
cobertura de señal en la una o más segundas situaciones, y
\Delta(k) es la distancia relativa entre dos de las una o
más segundas
situaciones.
22. Un método según la reivindicación 20ª
cuando se añade a la reivindicación 7ª, en el que dicha operación
de transformación comprende además la operación de: determinar la
ruta basada en una pluralidad de latitudes y una pluralidad de
longitudes; y dividir la ruta en al menos dos segmentos basado en la
pluralidad de latitudes y la pluralidad de longitudes cuando al
menos dos segmentos exceden de una distancia de rotura de la
ruta.
23. El método según la reivindicación 22ª, en
el que dicha operación de determinar la ruta comprende además la
operación de: transformar la pluralidad de latitudes y la pluralidad
de longitudes en la ruta de tal modo que la ruta incluye uno más
direcciones y uno más distancias previstas para formar la ruta.
24. Un sistema para tratar información de
intensidad de señal procedente de un transmisor de frecuencia de
radio (180) que comprende: medios (120) para recibir información de
intensidad de señal que indica una potencia para el transmisor de
frecuencia de radio en una o más primeras situaciones; medios (130)
para recibir información de situación que representa una situación
geográfica para una o más segundas situaciones; caracterizado
por medios (140, 150) para dividir la información de intensidad de
señal recibida en uno o más subconjuntos de información de
intensidad de señal, de tal modo que el uno o más subconjuntos son
determinados basados en una velocidad de un receptor de la
información de intensidad de señal recibida; medios (140, 150) para
determinar, para cada uno de los uno o más subconjuntos, una media
local tal que la media local represente un promedio para uno de los
uno o más subconjuntos; y medios (140, 150) para estimar una
situación para la media local basada en la información de situación
recibida.
25. El sistema según la reivindicación 24ª que
comprende además: medios para determinar al menos una distancia
entre una o más situaciones estimadas para una o más medias
locales.
26. Un sistema según la reivindicación 24ª o
25ª, que comprende además: medios para determinar una o más de
dichas medias locales; medios para transformar la una o más
situaciones estimadas en la ruta; y medios para calcular la
cobertura de señal para la ruta basada en una cobertura de señal
para al menos una de las una o más situaciones estimadas.
27. El sistema según la reivindicación 26ª, en
el que dichos medios para calcular comprenden además: medios para
calcular la cobertura de señal para la ruta basada en la siguiente
ecuación:
donde C_{p}(k) es la
cobertura de señal en la una o más situaciones estimadas, y
\Delta(k) es la distancia relativa entre dos de las una o
más situaciones
estimadas.
28. Un sistema según la reivindicación 24ª o
25ª que comprende al menos una memoria, en el que dichos medios
para recibir información de intensidad de señal, medios para recibir
información de situación, medios para dividir la información de
intensidad de señal recibida, medios para determinar, y medios para
estimar, comprenden cada uno un código respectivo en dicha memoria,
y al menos un procesador previsto para ejecutar dicho código.
29. Un sistema según la reivindicación 26ª que
comprende al menos una memoria, en el que dichos medios para
recibir información de intensidad de señal, medios para recibir
información de situación, medios para determinar, medios para
estimar, medios para transformar, y medios para calcular, comprenden
cada uno un código respectivo en dicha memoria, y al menos un
procesador previsto para ejecutar dicho código.
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