ES2303946T3 - Metodo para determinar un area de cobertura, en un sistema de comunicacion basado en celulas. - Google Patents
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Abstract
Un método (300) de determinación de cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación celular que comprende múltiples células, el método comprendiendo las etapas de: recibir medidas de uno o más parámetros relativos a una o más operaciones de una primera célula en un sistema de comunicación celular, donde los mencionados uno o más parámetros incluyen información relativa a si una unidad de comunicación/inalámbrica puede recibir servicio mediante una serie de células, o únicamente puede recibir servicio mediante la primera célula; y calcular (310, 315) un grado de solape de cobertura para la mencionada primera célula, en base a una serie de las mencionadas medidas, el método estando caracterizado porque: las mencionadas medidas se dividen (310) en una o más de, al menos, tres categorías con respecto a la primera célula, en las que: (i) una primera categoría se tiene cuando la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que está servida exclusivamente mediante la primera célula, (ii) una segunda categoría se tiene cuando la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que puede recibir servicio mediante una serie de células, y (iii) una tercera categoría se tiene cuando la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que recibe de servicio mediante una célula vecina, pero podría recibir servicio mediante la primera célula.
Description
Método para determinar un área de cobertura, en
un sistema de comunicación basado en células.
La presente invención se refiere a la
determinación de la cobertura de una célula, en un sistema de
comunicación basado en células. De forma no limitativa, la
invención es aplicable al uso de tal información de cobertura para
ayudar en la priorización de alarmas por interrupción de servicio
y/o para reconfigurar los parámetros operativos de un sistema o una
célula, al objeto de minimizar el grado de cobertura en
solapamiento, permitiendo de ese modo el despliegue de
planificaciones con capacidad/calidad superiores.
Los sistemas de comunicación inalámbricos, por
ejemplo los sistemas de comunicación de telefonía celular de radio
móvil privada, sirven para disponer conexiones de telecomunicación
por radio entre una pluralidad de estaciones transceptoras de base
(BTSs) y una pluralidad de unidades de abonado, a menudo denominadas
estaciones móviles (MSs).
En un sistema de comunicación inalámbrico, cada
BTS tiene asociado un área (o célula) de cobertura geográfica
concreta. Principalmente, un nivel concreto de potencia de
transmisor define un área de cobertura en la que una BTS puede
mantener comunicaciones aceptables con MSs que funcionan dentro de
su célula de servicio. Además, el rendimiento de la sensibilidad
del receptor, de las unidades de comunicación inalámbricas
receptoras, afecta también a un área de cobertura dada. En los
grandes sistemas de comunicación celular estas células están
combinadas y a menudo solapadas, para producir un área de cobertura
extensa.
Los sistemas de comunicación inalámbrica se
distinguen respecto de los sistemas de comunicación fija, tales
como la red telefónica pública conmutada (PSTN), principalmente en
que las estaciones móviles se mueven entre áreas de cobertura
servidas por diferentes BTSs (y/o por diferentes proveedores de
servicios), y de ese modo encuentran entornos variables de
propagación de radio.
En un sistema celular, las células adyacentes
están típicamente configuradas para solapar, al objeto de asegurar
un área contigua de cobertura de señal. La región de solape celular
está diseñada deliberadamente en el esquema del sistema, para
asegurar que las estaciones móviles pueden ser transferidas
satisfactoriamente transferidas entre células. El grado de solape
de cobertura entre células puede variar enormemente. En tales
sistemas, es deseable tener una medida precisa de la cobertura de
célula única (e idealmente, del solape de células), para manejar y
mantener la red de forma más eficiente (es decir, maximizando la
capacidad y la calidad del servicio).
Un diseño del sistema basado en células, está
típicamente basado en un esquema de célula ideal. Sin embargo en la
práctica nunca se produce un esquema de célula idealizado, debido a
la naturaleza del terreno y al hecho de que los emplazamientos de
célula y las antenas no están localizados idealmente sobre el
esquema de una malla regular. Por lo tanto, el diseñador de la red
utiliza frecuentemente herramientas de planificación para estimar
la propagación de radio para cada célula, y predecir un área de
cobertura correspondiente. En función de estos modelos de
propagación, el diseñador de red es capaz de desarrollar un plan de
frecuencias para la red, concebido para minimizar la interferencia
esperada. El plan de frecuencias considera factores tales como la
localización y la altura de la antena, la topología del terreno, los
niveles de potencia transmitida y el número esperado de
abonados.
Mediante recopilar información prevista del área
de cobertura para una serie de células, es posible determinar un
grado de solape de cobertura entre una serie de células respectivas.
Sin embargo, la precisión de estas herramientas es limitada puesto
que 'predicen' la cobertura teórica, en lugar de medir la cobertura
real soportada por una BTS concreta.
La calidad de un plan de frecuencias que pueda
producirse mediante tales técnicas de predicción de cobertura, está
limitada por el grado del solape de cobertura entre células. Mayor
solape significa mayor interferencia potencial, haciendo más
difícil producir un plan de frecuencias de baja interferencia. Un
método tradicional para la asignación de frecuencias en un sistema
celular inalámbrico, es utilizar un algoritmo de asignación de
canal, junto con una matriz de portadora frente a interferencia
(C/I), donde la matriz C/I puede utilizar datos de informes de
medición.
Por lo tanto, conseguir un plan de frecuencias
óptimo depende de la precisión de la matriz C/I, y en último
término son las imprecisiones en estas matrices las que conducen la
interferencias inesperadas. Hay una serie de razones por las que
son imprecisas las matrices producidas del modo tradicional. Por
ejemplo, las matrices están basadas en niveles de interferencia
previstos a nivel del suelo, es decir no se considera a los abonados
en edificios altos. Se asume límites de célula fijos, mientras que
las características de las MSs y los algoritmos de traspaso son
tales que los límites de célula pueden moverse. Además, dependen de
datos precisos del emplazamiento y la antena. Estos datos pueden
estar lejos de ser precisos con ciertos operadores que no tienen una
idea clara de donde están sus emplazamientos, haciendo que sean
fiables solo en los ángulos soportados de las antenas. No reflejan
el impacto de datos detallados de perturbaciones, tales como
"desfiladeros" de calles.
Además, estas técnicas de predicción de
cobertura tienden a centrarse sobre áreas de cobertura geográfica,
asumiendo una distribución homogénea de las MSs dentro de la célula,
en lugar de coberturas basadas en abonado, donde los abonados están
distribuidos desigualmente a través de la célula. Esta imprecisión
limita la eficacia de las predicciones, y las decisiones
resultantes adoptadas a partir de estas. A su vez, esto significa
que la red está configurada en condiciones por debajo de las
óptimas, y por lo tanto típicamente distribuye una calidad de
servicio inferior a la óptima.
Por lo tanto, los inventores de la presente
invención han identificado y apreciado que actualmente no existe un
método preciso para la determinación de un mapa de cobertura basado
en células, especialmente cuando existe solape de cobertura entre
células.
Un ejemplo de un sistema de comunicación celular
en el que la cobertura de radio de un área geográfica se evalúa a
partir de transmisiones desde unidades móviles, se describe en la
publicación de aplicación de patente europea
EP-A-0 431 956.
En el contexto de la optimización de redes, es
conocido el reunir informes de medición a partir de una red
operativa, tal como se describe en la aplicación de patente del
Reino Unido co-pendiente GB 2356320, que tiene el
mismo solicitante que la presente invención. Los datos recogidos son
analizados después para generar una lista de células vecinas, para
los traspasos, y para facilitar decisiones de control de potencia. A
este respecto, es conocido el que las MSs exploren transmisiones de
señal desde múltiples BTSs, e informen de los niveles de señal de
estas en los informes de medición. El proceso de exploración que se
utiliza para generar los informes de medición, permite a la MS (o a
su BTS de servicio) determinar candidatos óptimos de traspaso, es
decir la BTS que ofrece la máxima calidad de señal/conexión de
comunicación, a la respectiva MS.
Por lo tanto, en el campo de la presente
invención existe la necesidad de proporcionar un sistema y un método
de comunicación basados en célula, para determinar el solape de
cobertura en un sistema de comunicación basado en célula, donde
pueda paliarse las desventajas mencionadas.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona un método para determinar la cobertura en
un sistema de comunicación celular, como el reivindicado en la
reivindicación 1.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un medio de almacenamiento como el
reivindicado en la reivindicación 10.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente
invención, se proporciona un sistema de comunicación como el
reivindicado en la reivindicación 11.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente
invención, se proporciona una unidad de comunicación como la
reivindicada en la reivindicación 12.
En resumen, los conceptos inventivos de la
presente invención proponen un mecanismo para utilizar informes de
medición (MRs) para determinar la cobertura única y la potencial
cobertura de interferencia (solapamiento) generada por cada célula,
preferentemente determinada en términos de Erlangs. Mediante
utilizar MRs de este modo, el operador de red es capaz de dirigir y
priorizar actividades de mantenimiento y optimización, tanto
automáticas como manuales, por ejemplo la priorización de alarmas
para distinguir las células de cobertura más crítica. Alternativa o
adicionalmente, de acuerdo con la realización preferida de la
presente invención los cálculos de cobertura pueden utilizarse para
reconfigurar parámetros operativos de un sistema, tales como:
potencia de transmisión, dirección o inclinación de la antena de
formación del haz, e incluso desactivación de emplazamientos de
célula cuyo excesivo solape de cobertura proporcione una
interferencia inaceptable, o limite severamente el proceso de
asignación de frecuencias.
Se describirá ahora realizaciones ejemplares de
la presente invención, con referencia a los dibujos anexos, en los
cuales:
la figura 1 ilustra un diagrama de bloques de un
sistema de comunicaciones por radio celular, adaptado para soportar
los diversos conceptos inventivos de una realización preferida de la
presente invención;
la figura 2 ilustra un sistema de comunicación
basado en células, adaptado para soportar los diversos conceptos
inventivos de una realización preferida de la presente invención;
y
la figura 3 ilustra un diagrama de flujo, de un
método para determinar un área de cobertura de solapamiento y a
continuación utilizar tal información, de acuerdo con una
realización preferida de la presente invención.
Los conceptos inventivos de la presente
invención proponen un mecanismo para utilizar informes de medición
(MRs) al objeto de determinar las coberturas tanto única como de
solape (y por lo tanto, la interferencia), generadas por cada
célula. En concreto, puede determinarse tres aspectos de la
cobertura de una respectiva célula:
- (i)
- la cantidad de tráfico que recibe cobertura exclusivamente desde está célula;
- (ii)
- la cantidad de tráfico que recibe cobertura desde está célula, pero que también podría obtener cobertura desde una célula adyacente; y
- (iii)
- la cantidad de tráfico transportado por células adyacentes, que podría proporcionar cobertura a está célula.
Desde la perspectiva de una célula en servicio,
en un extremo se conoce que el área de cobertura de la célula puede
estar completamente solapada por una o más células adyacentes. En el
otro extremo, el área de cobertura de las células puede
configurarse para no solapar en absoluto. Esta variación tiene
implicaciones significativas para el funcionamiento del sistema.
Por ejemplo si una célula deja de transmitir, entonces las unidades
de abonado en el área cubierta exclusivamente por esta célula,
dejan de tener servicio. Sin embargo, si existe un alto grado de
solape respecto de células vecinas, entonces las unidades de
abonados serán capaces de recibir servicio desde las células
vecinas, aunque menos preferidas. A la inversa, sin solape todas las
unidades de abonado perderán el
servicio.
servicio.
De este modo, de acuerdo con una realización
preferida de la presente invención se propone un mecanismo para
determinar un conocimiento preciso del solape de cobertura. Una vez
que se ha determinado un conocimiento preciso del solape de
cobertura, puede identificarse la importancia relativa de mantener
diversas células en transmisión.
Los inventores de la presente invención han
apreciado que aquellas células que proporcionan el área de cobertura
más exclusiva, son las de mantenimiento más crítico. Por lo tanto,
por ejemplo en una primera realización de la presente invención, la
alarma resultante por interrupción de servicio en la célula, podría
configurarse para reflejar la exclusividad y la importancia de la
célula. Además, en una segunda realización de la presente
invención, tal conocimiento ayuda también a determinar la
disponibilidad de la red, así como a permitir que el operador de la
red establezca parámetros de sistema óptimos. Además, tal
conocimiento permite el despliegue de planes de frecuencias con
capacidad superior y mejor calidad.
Desde la perspectiva de una célula vecina
solapada, en un extremo, la célula puede solapar con muchas células
vecinas. Alternativamente la célula puede no solapar con otras
células. Esta variación incide en la planificación de frecuencias,
puesto que las frecuencias asignadas a una célula con gran solape no
pueden ser reutilizadas en las células solapadas, lo que dificulta
la planificación de frecuencias. Sin embargo, una célula con un
gran solape puede ser útil para proporcionar continuidad de
servicio, si las células solapadas quedan fuera de servicio o se
congestionan.
Los conceptos inventivos de la presente
invención alivian los problemas mencionados, asociados con la
predicción de cobertura, mediante extender el concepto de un
servicio de optimización inteligente (IOS, Intelligent Optimisation
Service), como se describe más abajo. En concreto, la presente
invención propone un mecanismo para el uso de informes de medición
existentes, al objeto de ayudar en la determinación de un nivel de
solape de cobertura. Además, una vez que se ha recibido y procesado
tales informes de medición y se ha calculado la información del
solape de cobertura, la información puede utilizarse de varias
formas, como se describe más abajo.
En referencia primero la figura 1, se muestra un
esbozo de un sistema de comunicación telefónica celular 100, que
soporta un interfaz aéreo del sistema global para comunicaciones
móviles (GSM), de acuerdo con una realización preferida de la
invención. El Instituto Europeo de Normas de Telecomunicación (ETSI,
European Telecommunications Standards Institute) ha definido el
interfaz aéreo GSM.
Generalmente, el protocolo de interfaz aéreo se
administra desde emplazamientos de transceptor base, dentro de la
arquitectura de red 110, los cuales están geográficamente separados
- un emplazamiento de base soportando una célula (o por ejemplo,
sectores de una célula), como se muestra en la figura 2.
Una pluralidad de unidades de abonado
112-116 comunican sobre el interfaz aéreo
seleccionado 118-120, con una pluralidad de
estaciones transceptoras base (BTS) 122-132. Se
muestra un número limitado de MSs 112-116, solo por
claridad. Las BTSs 122-132 pueden ser conectadas a
una red telefónica pública conmutada (PSTN) 134 convencional, a
través de controladores de emplazamiento de base (BSCs)
136-140 y centros de conmutación móvil y (MSCs)
142-144.
Cada BTS 122-132 está diseñada
principalmente para dar servicio a su célula principal, con cada BTS
122-132 conteniendo una o más unidades
transceptoras, y comunicando 156-166 con el resto de
la infraestructura del sistema celular.
Cada BSC 136-140 puede controlar
una o más BTSs 122-132, con BSCs
136-140 generalmente interconectadas a través de
MSCs 142-144. Los procesos dentro de los MSCs se
proporcionan para tratar de la situación en la que una MS
(112-116) pasa entre áreas de servicio de dos BTS,
por ejemplo la MS 112 moviéndose desde un área cubierta por la BTS
122 a un área cubierta por la BTS 124, donde dos BTSs están
controladas por BSCs diferentes (en este ejemplo, BSCs 136 y BSCs
138).
Se soporta procesos similares en los MSCs, para
tratar la situación en la que una MS se mueve entre BTSs de
servicio, donde estas BTSs están conectadas a diferentes MSCs. Por
lo tanto, estos mecanismos permiten que el sistema de comunicación
telefónica celular soporte el traspaso de las MSs
112-116 entre células solapadas, de una forma
contigua y suave.
Cada MSC 142-144 proporciona una
pasarela a la PSTN 134, con los MSCs 142-144
interconectados a través de un centro de operaciones y
administración (OMC, operations and management centre) 146, que
administra el control general del sistema de comunicación
telefónica celular 100, como comprenderán las personas cualificadas
en el arte.
Los diversos elementos del sistema, tales como
los BSCs 136-138 y el OMC 146, incluyen lógica de
control 148, 150, 152, usualmente teniendo los diversos elementos
de sistema una función de memoria asociada 157 (por claridad,
mostrada solo en relación con el OMC 146). Una función de memoria
157 del OMC 146, almacena típicamente datos operativos
históricamente compilados, así como datos de llamada entrante,
información del sistema tal como listas de emplazamiento de células
vecinas y algoritmos de control, así como una lista de frecuencias
a ser exploradas por las respectivas MSs.
De acuerdo con la realización preferida de la
presente invención, el OMC o una función de optimización adjunta al
OMC 146, recibe informes de medición (MR, Measurement Reports)
recogidos desde células respectivas, bien desde BTSs en servicio
y/o desde MSs servidas. En el contexto de la presente invención, se
prevé que el manejo de los MR por parte de un OMC, puede
complementarse o sustituirse mediante cualquiera de tales funciones
de optimización adjuntas. De este modo, la siguiente descripción de
la funcionalidad del OMC a este respecto, abarca cualquiera de
tales configuraciones adecuadas. Notablemente, el OMC 146 ha sido
adaptado para incluir una función de cálculo de la cobertura en
solape 155. La función de cálculo de la cobertura en solape 155
utiliza a los datos de MR para determinar aquellas células que
proporciona una cobertura única a MSs dentro de tales células. La
función de cálculo de la cobertura en solape 155 utiliza además los
datos del MR para determinar aquellas células en las que alguna
cobertura puede ser soportada mediante las células vecinas.
A este respecto, el OMC es capaz de calcular una
cantidad de cobertura en solape. El OMC 146 ha sido configurado
para recibir cualesquiera datos operativos/de entorno,
proporcionados por los elementos del sistema o UEs en relación con
las características operativas de las respectivas células, para
determinar por ejemplo un nivel de cobertura única que proporcionan
las respectivas células.
En una realización adicionalmente mejorada, de
la presente invención, uno o más BSCs 136 y/o una o más BTSs 122
pueden incluir, o están acopladas operativamente con, un agente de
MR (no mostrado). El BSC 136 o la BTS 122 configuran
preferentemente el agente, para buscar y registrar medidas para los
datos ambientales u operativos requeridos, que pueden afectar al
área de cobertura en solape de la célula.
También se contempla que la información del MR
de la célula pueda ser enviada desde cualquier número de fuentes, e
incluir cualesquiera datos útiles. En concreto, la información puede
incluir:
- (i)
- información estadística de la célula, disponible en el OMC, tal como congestión, bloqueo, tiempo de espera promedio (MHT, Mean-Hold Time), distribución de las causas de traspaso (HO);
- (ii)
- informes de medición, que indican el entorno de radiofrecuencia (RF) de las unidades de abonado; o
- (iii)
- comportamiento de señalización de control. Esta información es fácilmente disponible en la función OMC de los sistemas existentes. Forma la base de informes generados por el operador de red para análisis, durante el curso de las actividades operativas normales.
En concreto, si un MR procedente de una MS no
contiene medidas de BTS vecinas, o medidas decididas solo muy
débiles, puede asumirse que la MS no podría conseguir servicio desde
ninguna célula vecina. Esta información es especialmente útil para
el OMC 146 si tal célula de servicio deja de transmitir o se
congestiona.
A la inversa, si el MR contiene una o más
medidas vecinas que indican una fuerte señal recibida, entonces
puede asumirse que la MS podría obtener servicio desde una de estas
vecinas si su célula de servicio deja de estar disponible. Así,
mediante analizar todos los MRs recogidos desde una célula concreta,
por ejemplo es posible determinar una proporción del tráfico de la
célula, que depende exclusivamente de tal célula para el servicio.
En este contexto, el OMC 146 es capaz de determinar un factor de
cobertura único para tal célula (UCF, unique coverage factor),
donde:
(1)UCF =
\frac{Suma \_ de \_ MRs \_ sin \_ vecinos/con \_ vecinos \_
débiles}{Suma \_ Total \_ de \_
MRs}
\newpage
En el contexto de la presente invención, un
vecino débil se define, por ejemplo, como un vecino del que se ha
informado que tiene un nivel de señal recibida (RXLEV) de valor <
"X", donde "X" puede ser ajustado por el operador de red,
por ejemplo puede ajustarse a un RXLEV de "10" (digamos,
equivalente a -100dBm).
En la realización mejorada de la presente
invención, el OMC 146 comprende una función 155 de cálculo de
cobertura en solape, para generar/calcular un mapa de cobertura
basado en abonado, que indica especialmente el solape de
cobertura.
Preferentemente, el cálculo para determinar el
grado de cobertura en solape se basa en el número de veces que se
informa de una célula, como célula vecina, mediante unidades de
abonado en las otras células de radio. Por supuesto, de acuerdo con
la realización preferida de la presente invención esta operación
puede extraerse fácilmente de información en informes de medición
existentes. A este respecto, se produce una matriz de filas y
columnas, de portadora frente a interferencia (C/I), donde cada
columna representa la interferencia potencial generada por una
célula específica.
Un ejemplo simplificado de una matriz semejante
se ilustra abajo, en la tabla 1. Las filas representan las células
"A"-"D" como células en servicio, y las columnas
representan las células "A"-"D" como células de
interferencia. Por ejemplo, puede esperarse que la célula "B"
pierda seis Erlangs de tráfico debido a interferencia, si tiene la
misma frecuencia que la célula "C". De este modo, la cantidad
de solape de cobertura generado por cada célula, que potencialmente
podría conducir a interferencia, está representado por el total de
la columna para la respectiva célula. Así, en este ejemplo la
célula "B" tiene el máximo solape con cuarenta Erlangs de
tráfico visto en otras células, a un nivel fuerte.
Ventajosamente, el uso de informes de medición
asegura que se utiliza los datos de medición "reales"
procedentes de la red operativa real, frente a la técnica conocida
de utilizar datos de predicción imprecisos. Mediante asegurar que
se utiliza en los cálculos un volumen estadísticamente significativo
de informes de medición, es posible garantizar que son
extremadamente precisas las medidas o cálculos resultantes de la
cobertura de célula única y del solape de célula. Estos valores en
representan la cobertura y el solape de célula, desde la
perspectiva de todas las unidades de abonado de la red. Por
consiguiente, puede determinarse con precisión el impacto de las
decisiones adoptadas utilizando estos datos, sobre las unidades de
abonado de la red.
De acuerdo con la realización preferida de la
presente invención, el elemento de memoria 157 del OMC 146 ha sido
también adaptado para incluir, por ejemplo, una tabla de consulta de
la información de solape de cobertura. A este respecto, la tabla de
consulta contiene información relativa a uno o más de los siguientes
puntos:
- (i)
- parámetros operativos de la célula,
- (ii)
- valores umbral utilizados en la respectiva célula, o en las respectivas células,
- (iii)
- información del perfil de tráfico para tal célula,
- (iv)
- información del nivel de señal recibida, digamos desde una serie de MSs, para tal célula independientemente de si las MSs están actualmente siendo servidas en tal célula, o
- (v)
- información de potencia de transmisión, para BTS y/MS, en relación con una célula concreta.
Aunque se ha descrito los conceptos inventivos
de la presente invención, en relación con la implementación en un
OMC 146, está dentro de la previsión de la invención que puede
proporcionarse una función 155 de cálculo de la cobertura en
solape, en un dispositivo o función separados, acoplados
operativamente al OMC 146. Alternativamente, la función de cálculo
de la cobertura en solape 155 puede estar localizada dentro de
cualquier otro elemento dentro de la infraestructura, tal como los
MSCs 142, 144, o dentro de BSCs 136, 138, 140, o incluso distribuida
dentro de una serie de elementos si procede. Por ejemplo, la
función de cálculo de la cobertura en solape 155 podría
implementarse dentro de la red de acceso por radio (RAN) del
equipamiento e infraestructura celular y/o podría implementarse
como un elemento/función autónoma sobre una plataforma adjunta.
Desde luego, se prevé que el OMC como entidad lógica, podría
comprender varias cajas distribuidas o sustancialmente localizadas
conjuntamente, con funciones específicas incluyendo una caja de
optimización (IOS).
En una realización preferida de la presente
invención, también está previsto que una o más BTSs
122-132 y/o una o más BSCs 136-140,
puedan adaptarse para recoger los datos del MR sobre una base
regular o intermitente. A continuación, esta información podría ser
enviada al OMC 146 (o de hecho, a cualquier otro elemento asociado)
donde reside la función de mapeo/calculo del área de cobertura en
solape.
De forma más general, una función de cálculo de
la cobertura en solape 155, puede programarse digamos en el OMC 146
acorde con la realización preferida de la presente invención, de
cualquier forma adecuada. Por ejemplo, el nuevo aparato puede
añadirse a una unidad de comunicación convencional (por ejemplo, el
OMC 146). Alternativamente puede adaptarse partes existentes de una
unidad de comunicación convencional, por ejemplo mediante
reprogramar uno o más procesadores contenidos. De este modo, la
adaptación necesaria puede implementarse en la forma de
instrucciones implementables por procesador, almacenadas en un medio
de almacenamiento tal como un disco flexible, un disco duro, una
memoria programable de solo lectura (PROM), una memoria de acceso
aleatorio (RAM) o cualquier combinación de estos u otros medios de
almacenamiento.
En referencia ahora la figura 2, se ilustra un
sistema de comunicación basado en célula 200, adaptado para
soportar los diversos conceptos inventivos de una realización
preferida de la presente invención. La figura 2 es una
representación, digamos de un mapa de cobertura a nivel de calle, a
partir de las células A 210, B 220, C 230, D 240, F 260 y X 270.
Como con la inmensa mayoría de los sistemas de comunicación
inalámbricos basados en célula, hay un grado significativo de
solape entre áreas de cobertura de célula. Un aspecto clave en la
figura 2, es que aunque el área de cobertura de la célula X 270 es
significativa, la mayor parte de su cobertura podría complementarse
mediante coberturas de otras células vecinas "A" hasta "F"
210-260. La proporción de cobertura única que es
exclusivamente soportable por la célula X 270, es una isla de
cobertura en el centro de la célula X 270. Cualesquiera unidades de
abonado localizadas en esta región, padecerían definitivamente una
interrupción completa de servicio si la célula X 270 quedara fuera
de servicio.
Aunque la figura 2 ilustra el impacto de
cobertura geográfica de tal interrupción de servicio, un beneficio
clave de la presente invención es determinar el número de Erlangs de
tráfico que se perdería debido a la interrupción del servicio. Por
ejemplo, asumamos que solo el 10% del área de cobertura de la célula
está servida exclusivamente por esta célula.
Sin embargo, si todas las unidades de abonado en
la célula están concentradas en este pequeño área central, entonces
la incidencia de una interrupción del servicio en la célula
consistirá en retirar el servicio del 100% del tráfico de la
célula, no solo del 10% está relacionado con el impacto geográfico.
Por lo tanto, este es el valor de Erlang relacionado con el tráfico
afectado, que se usa preferentemente, por ejemplo en:
- (i)
- priorizar una alarma de interrupción de servicios resultante, y/o
- (ii)
- reconfigurar los parámetros operativos de un sistema.
En una realización mejorada de la presente
invención, la interferencia potencial generada por la célula X 270
sobre las células vecinas "A"-"F" 210-260,
en función de un nivel de solape entre las células, puede
utilizarse para determinar si se reconfigura los parámetros
operativos de la célula X. Por ejemplo, la potencia de transmisión
de la célula X 270 puede reducirse, o introducirse una inclinación
hacia abajo de la antena formadora del haz, de la célula X.
En referencia ahora la figura 3, un diagrama de
flujo 300 ilustra una visión global del proceso preferido de medida
de cobertura en solape. El diagrama de flujo comienza con un OMC (u
otra caja) que recoge una serie de informes de medición (MRs), por
ejemplo resultantes de una operación de interrogación de abonado,
como se muestra en la etapa 305. Los MRs son reunidos desde la
célula objetivo y desde sus células vecinas.
Estos MRs son separados a continuación, digamos
en tres categorías, en la etapa 310:
- (i)
- aquellos MRs para los que se identifica una célula alternativa que se considera capaz de proporcionar cobertura;
- (ii)
- aquellos MRs para los que no hay opción de cobertura alternativa, es decir la unidad de abonado que genera el MR puede recibir servicios solo mediante tal célula y en tal localización; y
- (iii)
- aquellos MRs reunidos desde células vecinas, que muestran un nivel fuerte de cobertura desde la célula objetivo.
A continuación, en la etapa 315 el OMC
convierte la información de MR en Erlangs, para determinar el
impacto del tráfico, y no el impacto geográfico, de cualquier
potencial interrupción del servicio. Estos resultados pueden ser
almacenados en la etapa 325, de acuerdo con la hora del día, el día
de la semana, el mes y cualquier información adicional de
parámetros de la célula, tal como la potencia de transmisión, y la
información de la unidad de abonado tal como la localización de la
célula (digamos, desde una unidad GPS). En la etapa ilustrativa 325,
los resultados son almacenados en intervalos de cuatro horas para
cada día de la semana: no obstante, claramente los resultados
pueden ser almacenados utilizando cualquier método de
almacenamiento/clasificación determinado por una persona
cualificada.
Así, de este modo un OMC determina cuánta
cobertura de tráfico se proporciona exclusivamente mediante una
célula concreta, por ejemplo utilizando datos de informes de
medición existentes. Preferentemente, se utiliza una muestra
estadísticamente válida de los MRs, en la determinación de la
cobertura en solape y/o única. Una vez que se determina una figura
Erlang, esta figura se utiliza para contribuir a que el operador de
red (o el OMC) mejore el rendimiento de la red.
Por ejemplo, el dibujo se utiliza para
determinar una estrategia apropiada de interrupción de servicio de
la célula, en la etapa 330. Se prevé que tal uso puede implicar la
determinación de cuándo y como mantener una célula, a saber
mediante apagar la célula. Por lo tanto, puede minimizarse el
impacto de tráfico de tal mantenimiento de célula. Además, como se
muestra en la etapa 340 la estrategia de interrupción de servicio
de la célula puede abarcar el OMC que utiliza el valor de Erlang de
tráfico cubierto en exclusiva, para seleccionar una configuración
de prioridad de alarma para la célula.
Ventajosamente, la información de capacidad de
cobertura única y de solape de cobertura, de la célula, puede
utilizarse también para reconfigurar automáticamente parámetros
operativos en una célula, como se muestra en la etapa 335.
Semejante reconfiguración de parámetros operativos ayuda a
determinar e implementar la viabilidad de los cambios en la
formación del haz, tales como inclinaciones hacia abajo, provisión
de redundancia adicional, etcétera.
Los conceptos inventivos de la presente
invención utilizan monitorización y adaptación dinámicas de los
parámetros operativos de una célula. Tal información, cuando se
obtiene extensivamente por todo el sistema, puede ser evaluada para
planificar y utilizar mejor los recursos (frecuencias) de
comunicación disponibles, en todo el sistema. De este modo, se
contempla que una operación automática de planificación de
frecuencias puede beneficiarse de los conceptos inventivos aquí
descritos.
Esta dentro de lo previsto en la invención que
el OMC 146 pueda utilizar cualquier índice adicional, tal como la
carga de tráfico, la hora del día, etc. para mejorar la evaluación
dentro del sistema de comunicación. También está previsto que el
OMC 146 (u otro elemento) puede preguntar a BTSs o MSs dentro del
sistema, para obtener tal índice adicional. Para una persona
cualificada en el arte, serán evidentes variaciones adicionales que
caen dentro de los conceptos inventivos aquí descritos.
La realización preferida de la presente
invención ha sido descrita con respecto a un sistema de comunicación
de telefonía celular, tal como el sistema global para
comunicaciones móviles (GSM). Se considera que la invención es
igualmente aplicable a otros sistemas de comunicación inalámbrica,
tales como un sistema universal de telecomunicaciones móviles
(UMTS), cualquier sistema de acceso múltiple por división de código
(CDMA) o de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), o una
red mejorada integrada digitalmente (iDEN)^{TM} como la
suministrada por Motorola^{TM}. La presente invención también
contempla que las arquitecturas de comunicación de radio
alternativas, tales como un sistema de comunicación de radio móvil
privado o público, podrían beneficiarse de los conceptos los
inventivos aquí descritos.
Se comprenderá que el sistema de comunicación,
la unidad de comunicación y el método mejorado de predicción de
cobertura tal como se describen aquí, proporcionan al menos parte de
las siguientes ventajas, que podrían no obtenerse fácilmente con
los métodos existentes de predicción de cobertura:
- (i)
- Las células con elevada cobertura de célula única se reconocen como tales, y pueden gestionarse de forma más cuidadosa. Por ejemplo, un operador de red puede decidir introducir una redundancia adicional en el equipamiento de un sistema concreto, para minimizar el riesgo de interrupción de servicio en la célula.
- (ii)
- Las células con baja cobertura de célula única pueden configurarse para recibir menos atención. En algunos casos si no se requiere capacidad, puede incluso ser deseable desactivar la célula.
- (iii)
- Los mencionados principios pueden extenderse para abarcar el nivel de cobertura única proporcionado por un grupo de células (por ejemplo, un área BSC), o el nivel de cobertura única proporcionado por una capa secundaria o una banda de frecuencia concreta (por ejemplo una capa de micro-célula, o una banda de frecuencias celulares de 1800 MHz).
- (iv)
- Las células que proporcionan altos niveles de solape de cobertura, proporcionan limitaciones importantes sobre el desarrollo de un plan de frecuencias de calidad y capacidad elevadas.
Por consiguiente, estas células pueden ser
examinadas para determinar si la potencia de transmisión de la
célula puede reducirse, la antena puede inclinarse hacia abajo, o
la célula puede ser completamente desconectada.
Por tanto, se proporcionado un sistema de
comunicación, una unidad de comunicación y un método para la
predicción de cobertura, en los que se ha aliviado sustancialmente
las mencionadas desventajas asociadas con las disposiciones del
arte previo.
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet EP 0 431 956 A [0012]
\bullet GB 2 356 320 A [0013]
Claims (21)
1. Un método (300) de determinación de cobertura
de tráfico por célula, en un sistema de comunicación celular que
comprende múltiples células, el método comprendiendo las etapas
de:
- \quad
- recibir medidas de uno o más parámetros relativos a una o más operaciones de una primera célula en un sistema de comunicación celular, donde los mencionados uno o más parámetros incluyen información relativa a si una unidad de comunicación/inalámbrica puede recibir servicio mediante una serie de células, o únicamente puede recibir servicio mediante la primera célula; y
- \quad
- calcular (310, 315) un grado de solape de cobertura para la mencionada primera célula, en base a una serie de las mencionadas medidas, el método estando caracterizado porque:
- \quad
- las mencionadas medidas se dividen (310) en una o más de, al menos, tres categorías con respecto a la primera célula, en las que:
- (i)
- una primera categoría se tiene cuando la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que está servida exclusivamente mediante la primera célula,
- (ii)
- una segunda categoría se tiene cuando la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que puede recibir servicio mediante una serie de células, y
- (iii)
- una tercera categoría se tiene cuando la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que recibe de servicio mediante una célula vecina, pero podría recibir servicio mediante la primera célula.
2. Un método (300) para determinar la cobertura
de tráfico por célula, en un sistema de comunicación celular acorde
con la reivindicación 1, en el que la etapa de calcular (310, 315)
un grado de solape de cobertura en base a una serie de las
mencionadas medidas, utiliza una muestra estadísticamente válida de
las mencionadas medidas.
3. El método (300) de determinación de la
cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación
celular acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que
la etapa de calculo (310, 315) comprende determinar un factor de
cobertura única (UCF) para tal célula, donde:
UCF =
\frac{Suma \_ de \_ MRs \_ sin \_ vecinos \_y/o \_ con \_ vecinos \_
débiles}{Suma \_ Total \_ de \_
MRs}
4. El método (300) de determinación de la
cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación
celular acorde con cualquier reivindicación precedente, el método
caracterizado además por las etapas de:
- \quad
- convertir (315) una serie de medidas a Erlangs, para determinar un solape de cobertura en función del tráfico de abonado dentro de la mencionada célula.
5. El método (300) de determinación de la
cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación
celular acorde con cualquier reivindicación precedente, el método
caracterizado además por la etapa de:
- \quad
- asignar una prioridad, por ejemplo una prioridad de alarma, a la mencionada célula en función del mencionado cálculo.
6. El método (300) de determinación de la
cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación
celular acorde con cualquier reivindicación precedente, el método
caracterizado además por la etapa de:
- \quad
- reconfigurar (335) un parámetro operativo de la mencionada célula, por ejemplo una potencia de transmisión, una dirección o inclinación de la antena de formación del haz, o la desconexión de una célula, en respuesta al mencionado cálculo.
7. El método (300) de determinación de la
cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación
celular acorde con cualquier reivindicación precedente, el método
caracterizado además por las etapas de:
- \quad
- almacenar los mencionados cálculos; y
- \quad
- utilizar (330) el mencionado cálculo almacenado, para determinar a continuación una estrategia de interrupción de servicio de la célula.
8. El método (300) de determinación de la
cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación
celular acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que
las etapas de medida y de cálculo se utilizan en una operación de
planificación automática de frecuencias, del mencionado sistema de
comunicación celular.
9. El método (300) de determinación de la
cobertura de tráfico por célula, en un sistema de comunicación
celular acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que
la unidad de comunicación inalámbrica (146) recibe informes de
medición desde una unidad de comunicación de servicio inalámbrica,
por ejemplo una estación transceptora base
(122-132), o una unidad de comunicación de abonado
inalámbrica (112-116).
10. Un medio de almacenamiento que almacena
instrucciones implementables por procesador, para controlar un
procesador al objeto de que lleve a cabo las etapas del método de
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Un sistema de comunicación (100) adaptado
para llevar a cabo las etapas de cualquiera de los métodos de las
reivindicaciones 1 a 9, el sistema de comunicación (100)
comprendiendo una función de cálculo de cobertura en solape
(155).
12. Una unidad de comunicación (146) para su
uso en un sistema de comunicación celular que comprende múltiples
células, la unidad de comunicación (146) comprendiendo:
- \quad
- una función de recepción para recibir medidas de uno o más parámetros relativos a una o más operaciones de una primera célula en el mencionado sistema de comunicación celular; y
- \quad
- un procesador, acoplado operativamente a la mencionada función de recepción, para procesar los mencionados datos recibidos,
y dispuesto para calcular un grado de solape de
cobertura, en función de una serie de las mencionadas medidas, la
unidad de comunicación estando caracterizada porque:
el mencionado procesador está dispuesto para
dividir las mencionadas medidas recibidas en, al menos, una de tres
categorías con respecto a la primera célula, donde:
- (i)
- una primera categoría indica una unidad de abonado inalámbrica, que recibe servicio exclusivamente mediante la primera célula,
- (ii)
- una segunda categoría en la que la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que puede recibir servicio mediante una serie de células, y
- (iii)
- una tercera categoría en la que la medida indica una unidad de abonado inalámbrica que recibe servicio mediante una célula vecina, pero está localizada de forma que podría recibir servicio mediante la primera célula.
13. La unidad de comunicación acorde con la
reivindicación 12, en la que el mencionado procesador determina un
factor de cobertura única para una célula (UCF), donde:
UCF =
\frac{Suma \_ de \_ MRs \_ sin \_ vecinos \_y/o \_ con \_ vecinos \_
débiles}{Suma \_ Total \_ de \_
MRs}
14. La unidad de comunicación acorde con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12 y 13, en la que el
mencionado procesador convierte una serie de medidas a Erlangs,
para determinar un solape de cobertura en función del tráfico de
abonado dentro de la mencionada célula.
15. La unidad de comunicación acorde con la
reivindicación 14, en la que el mencionado procesador asigna una
prioridad a la célula, por ejemplo una prioridad de alarma, en
función del mencionado cálculo.
16. La unidad de comunicación acorde con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12 a 15, en la que
la mencionada unidad de comunicación, o una unidad acoplada
operativamente a la unidad de comunicación, reconfigura uno o más
parámetros operativos de la mencionada célula en respuesta al
mencionado cálculo.
17. La unidad de comunicación acorde con la
reivindicación 16, en la que la mencionada unidad de comunicación
configura la mencionada célula para transmitir cambios de potencia,
cambios en la antena de formación del haz, y/o para desconectar el
emplazamiento de la mencionada célula.
18. La unidad de comunicación acorde con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12 a 17, en la que la
mencionada unidad de comunicación es un centro de operaciones y
administración (146), configurado para recibir datos de informes de
medición relativos a las células del mencionado sistema de
comunicación celular.
19. La unidad de comunicación acorde con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12 a 18, en la que
los mencionados datos medidos incluyen uno o más de los
siguientes:
- (i)
- información estadística de la célula, por ejemplo en la forma de información de congestión, de bloqueo, de tiempo de espera promedio (MHT), y de distribución de las causas de traspaso (HO);
- (ii)
- uno o más informes de medición; o
- (iii)
- comportamiento de señalización de control.
20. La unidad de comunicación acorde con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12 a 19, en la que el
mencionado procesador está operativamente acoplado a un dispositivo
de memoria, para almacenar los mencionados cálculos para su
subsiguiente uso en la determinación de una estrategia de
interrupción de servicio de la célula.
21. La unidad de comunicación acorde con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12 a 20, en la que la
mencionada unidad de comunicación es capaz de comunicar sobre un
sistema de comunicación celular GSM, GPRS, UMTS, iDEN o CDMA.
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