ES2321256B1 - Metodo para detectar el uso de inhibidores de señal de radiofrecuencia en sistemas de comunicaciones inalambricas. - Google Patents
Metodo para detectar el uso de inhibidores de señal de radiofrecuencia en sistemas de comunicaciones inalambricas. Download PDFInfo
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Abstract
Método para detectar el uso de inhibidores de
señal de radiofrecuencia en sistemas de comunicaciones
inalámbricas.
Método para detectar el uso de inhibidores de
señal de radiofrecuencia (3) en sistemas de comunicaciones
inalámbricas, inhibidores (3) que actúan para impedir la
comunicación entre al menos un dispositivo móvil (2) y una estación
base (1) del sistema de comunicaciones inalámbricas. La toma de
datos necesaria para la detección de los inhibidores (3) se efectúa
en la estación base (1), la cual obtiene el nivel base de ruido de
fondo R, el nivel de potencia medio P recibido en un período de
tiempo \Deltat, genera una función que relaciona la potencia
media esperada P_{ESP} en un determinado período de tiempo
\Deltat con la media N de las potencias asignadas a las
conexiones establecidas en dicho \Deltat, y compara P con
P_{ESP} para determinar si dicho P excede en un porcentaje y/o
valor predeterminado a P_{ESP}; en cuyo caso se producirá una
detección de un uso de inhibidores de señal (3).
Description
Método para detectar el uso de inhibidores de
señal de radiofrecuencia en sistemas de comunicaciones
inalámbricas.
La presente invención se refiere a un método que
detecta el bloqueo de los sistemas de alarma con inhibidores que
emiten en las frecuencias utilizadas para la comunicación entre la
alarma y la estación base de un sistema de comunicaciones
inalámbricas. Dicha invención es aplicable, por tanto, a los
sistemas de seguridad y servicios de alerta que emplean las
empresas de seguridad.
En la actualidad, existen numerosos sistemas
automatizados de detección de intrusión y de situaciones de
emergencia en inmuebles y zonas privadas, que en adelante
llamaremos alarmas. Algunos de estos sistemas incluyen la
funcionalidad de iniciar una comunicación hacia el o los
interesados en conocer la situación de emergencia o intrusión bien
sean los dueños o usuarios del inmueble o una central de
alarmas.
Conociendo esta funcionalidad de las alarmas,
cuando alguien quiere entrar sin autorización en una zona donde se
supone que hay una alarma en funcionamiento puede intentar impedir
las comunicaciones desde el dispositivo hacia el resto de las redes
de comunicación. Para ello puede cortar físicamente las líneas de
transmisión fijas y/o utilizar dispositivos que interfieran o
inhabiliten la conexión mediante ondas de radiofrecuencia.
La solución actual consiste en mantener una
comunicación constante o cada poco tiempo con la alarma y
considerar que si se interrumpe la comunicación se asume que hay
una situación de emergencia o intrusión. Una solución de este tipo
se describe en el documento WO2004028184, que divulga un método por
el cual los dispositivos móviles transmiten señales regularmente
para detectar el corte en la comunicación. Esta práctica supone un
alto coste porque precisa de comunicación constante entre ambos
extremos ocupando un recurso de transmisión de forma constante o a
intervalos de tiempo además de penalizar la duración de la batería
del dispositivo inalámbrico y precisa de una modificación en el
dispositivo para realizar esas comunicaciones regulares. En el
documento US5687217 se divulga un método por el cual las estaciones
receptoras de comunicaciones inalámbricas, también denominadas
estaciones base detectan si alguna otra estación base ha dejado de
emitir o si la calidad con que lo hace se ha degradado lo cual
difiere del objeto de la presente patente, que consiste en detectar
elementos ajenos al sistema de comunicaciones inalámbricas.
La presente invención resuelve el problema de
detectar, en los sistemas de comunicaciones inalámbricas, el corte
producido en la comunicación por el uso de inhibidores de señal de
radiofrecuencia en las bandas en las que opera el sistema. Esta
invención resuelve dicho problema de una forma innovadora y nunca
antes planteada, mejorando los métodos actuales en términos de
recursos empleados y tiempo de respuesta puesto que no se consume
transmisión de forma regular en el tiempo y no necesita
modificaciones en los dispositivos de usuario. El método objeto de
la invención detecta el bloqueo de los sistemas de alarma con
inhibidores que emiten en las frecuencias utilizadas para la
comunicación inalámbrica entre la alarma y las estaciones base.
La presente invención se refiere a un método
para detectar el uso de inhibidores de señal de radiofrecuencia en
sistemas de comunicaciones inalámbricas según la reivindicación 1.
Realizaciones preferidas de dicho método se definen en las
reivindicaciones dependientes.
Los inhibidores actúan para impedir la
comunicación entre al menos un dispositivo móvil y una estación
base del sistema de comunicaciones inalámbricas mediante la emisión
de ruido en al menos una de las bandas de frecuencias que utilizan
el dispositivo móvil y la estación base para comunicarse. En el
método propuesto la toma de datos necesaria para la detección de
los inhibidores se efectúa en dicha estación base, mientras que la
detección en sí se puede efectuar en dicha estación base o en otro
equipo, como por ejemplo un servidor externo a la estación base.
Para cada banda de frecuencia \Deltaf en la que se quiere
detectar el uso de inhibidores (la banda de frecuencia \Deltaf
dependerá de cada sistema de comunicaciones inalámbricas), el
método comprende las siguientes etapas:
En primer lugar se mide en dicha banda de
frecuencia \Deltaf el nivel de potencia recibido en la estación
base en períodos de tiempo T configurable, para así obtener una
huella del nivel de potencia para dicha banda de frecuencia
\Deltaf en los dominios del tiempo y que se utilizará como datos
históricos de referencia. Posteriormente se obtiene, a partir de las
mediciones anteriores, el nivel base de ruido de fondo R en dicha
estación base para dicha banda de frecuencia \Deltaf y
opcionalmente para distintos momentos del día y del año, ya que
este ruido de fondo puede ser dependiente de la hora o de la
estación. Es decir, se obtiene el ruido en los dominios del tiempo
para dicha frecuencia \Deltaf para así poder generar un
histórico. Una vez obtenidos estos datos históricos de referencia
para distintos momentos del día y año, ya no será en principio
necesario efectuar más mediciones del ruido en dichos períodos de
tiempo T, aunque sería recomendable de vez en cuando volver a
efectuar las mediciones para mantener los datos históricos de
referencia actualizados,
ya que las condiciones externas del ruido pueden variar por la acción de nuevos elementos externos radiantes.
ya que las condiciones externas del ruido pueden variar por la acción de nuevos elementos externos radiantes.
En siguiente lugar, se mide en períodos de
tiempo \Deltat el nivel de potencia medio P recibido en la
estación base en la banda de frecuencia \Deltat obteniendo un
valor P_{i} para cada medición efectuada en cada período
\Deltat_{i}.
A continuación se relaciona cada P_{i} así
obtenido con un parámetro N_{i}, siendo N_{i} la media de las
potencias asignadas a las conexiones establecidas en la banda de
frecuencias \Deltaf y dentro de cada período de tiempo
\Deltat_{i}, obteniendo pares de datos (P_{i}, N_{i}) para
la banda de frecuencias \Deltaf. Hay que tener en cuenta que
cuando se establece una conexión entre dispositivo móvil y estación
base, ésta asigna al dispositivo móvil la potencia que debe
utilizar para comunicarse y no es por tanto siempre fija para todos
los dispositivos móviles.
Se genera a continuación una función
P_{ESP}=f(N), que relaciona la potencia media esperada
P_{ESP}, en la banda de frecuencias \Deltaf y en un determinado
período de tiempo \Deltat con la media N de las potencias
asignadas a las conexiones establecidas dentro de dicho determinado
período de tiempo \Deltat. Las etapas de medición de valores y
generación de funciones P_{ESP}=f(N) hasta aquí descritas
se pueden repetir de forma periódica, ya que las condiciones de
propagación y el nivel de ruido R varían con el tiempo e
incorporarse los resultados obtenidos a los datos históricos.
Por último, se determina, una vez obtenida la
función P_{ESP}=f(N) y para cada medición del nivel de
potencia medio P_{i} recibido en la estación base en cada período
de tiempo \Deltat_{i}, si dicho nivel de potencia P_{i} excede
en un porcentaje configurable y/o en un valor predeterminado
asimismo configurable a la potencia media esperada P_{ESP}_{i}
en el período de tiempo \Deltat_{i}, obtenido según la función
P_{ESP}=f(N); en cuyo caso se producirá una detección de
un posible uso de inhibidores de señal.
A esta detección se le pueden aplicar una serie
de reglas para determinar la probabilidad de certeza sobre de la
misma, como pueden ser, por poner algún ejemplo, reglas relativas
al número de detecciones en un periodo de tiempo superior a
\Deltat, reglas relativas a detecciones en varias frecuencias o
reglas relativas a la detección desde varias estaciones base. En
caso de que la probabilidad de uso de inhibidores de señal se
considere suficientemente cierta de acuerdo con las reglas
mencionadas, se puede generar una alarma de presencia de inhibidor
o interferencia. Dicha alarma se puede comunicar a otras entidades,
como por ejemplo empresas de seguridad, utilizando los sistemas de
comunicación adecuados, que no puedan ser afectados por los
inhibidores de señal detectados.
Este método puede realizarse tanto para el
enlace inalámbrico desde la estación base hacia los dispositivos de
usuario (sentido bajada) como para las utilizadas en sentido
inverso (subida). Las estaciones base disponen de receptores de
radiofrecuencia adecuados para la banda de frecuencias de subida
(comunicación del dispositivo móvil hacia la estación base), con lo
que el método objeto de la invención es directamente aplicable para
detectar el uso de inhibidores de señal en dicha banda de
frecuencias de subida. En el caso de que se quisiera aplicar este
método para detectar el uso de inhibidores en el rango de
frecuencias de bajada (comunicación desde la estación base hacia
los dispositivos móviles), se podría incorporar a la estación base
medios de recepción de radiofrecuencia en la banda de frecuencias
de bajada.
Para una mejor comprensión de la invención, a
continuación se pasa a describir de manera breve un modo de
realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no
limitativo de ésta. Para ello se hace referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra un sistema de comunicaciones
inalámbricas genérico.
La Figura 2 muestra una gráfica donde se pueden
observar el concepto de ruido de fondo R y potencia de transmisión
de los terminales móviles de la Figura 1.
La Figura 3 muestra un sistema de comunicaciones
inalámbricas donde está actuando un inhibidor de señal.
En la Figura 4 se muestra una gráfica en la que
se puede observar la variación en el balance de potencia que se
produce en el caso de la Figura 3 cuando hay un inhibidor en el
área.
La Figura 5 representa una gráfica en la que se
muestra un ejemplo de potencia medida durante las distintas horas
del día.
En la Figura 1 se muestra un sistema de
comunicaciones inalámbricas genérico, compuesto por una estación
base 1 y unos dispositivos móviles 2, tales como teléfonos móviles,
asistentes digitales personales (PDAs) y sistemas de alarma
inalámbricos. La comunicación puede realizarse en un sistema GSM,
UMTS, Wi-Fi o cualquier otro sistema de
comunicaciones inalámbricas. En todo sistema de comunicaciones
existe un nivel de ruido R, tal como se muestra en la Figura 2
(el eje de abscisas representa la frecuencia mientras que el de
ordenadas la potencia), donde se representa una gráfica en la
que se puede observar el concepto de ruido de fondo R y la potencia
de transmisión de los terminales móviles de la Figura 1, en la
banda de frecuencias \Deltaf con la que se comunican con la
estación base 1. Aunque dicho sistema de comunicaciones opere en la
banda de frecuencias \Deltaf se mide una potencia fuera de dicha
banda \Deltaf, que precisamente es el nivel de ruido de fondo R,
dependiente de la frecuencia.
La Figura 3 muestra un sistema de comunicaciones
inalámbricas donde está actuando un inhibidor de señal 3, el cual
introduce un nivel alto de ruido, una interferencia, normalmente en
la banda de frecuencias \Deltaf que utiliza el sistema de
comunicaciones inalámbricas. Esto se aprecia en la Figura 4, donde
se muestra una gráfica en la que se observa la variación en el
balance de potencia que se produce cuando hay un inhibidor 3 en el
área.
Los inhibidores de señal de radiofrecuencia 3
funcionan emitiendo señal interferente en las mismas frecuencias
que utilizan los sistemas de alarma inalámbricos 2 para comunicarse
con la estación base 1. En el caso de los sistemas de
comunicaciones inalámbricas la estación base 1 está diseñada para
recibir señales en las frecuencias de sentido subida (en sentido
desde los dispositivos móviles 2 hacia la estación base 1), por lo
que podrá detectar la utilización de dicho inhibidor 3 gracias al
método descrito a continuación y tras ello proceder en
consecuencia. Para la banda de frecuencias utilizada en sentido
bajada (en sentido desde la estación base 1 hacia los dispositivos
móviles 2) puede ser preciso instalar equipamiento de medida
adicional en la estación base 1.
El método objeto de la invención consta de
varias etapas. En primer lugar se mide el nivel de potencia
recibido, en una banda de frecuencia \Deltaf que interese
(normalmente la banda de frecuencias de sentido subida), por la
estación base 1 en periodos de tiempo T configurables, que pueden
ser por ejemplo de varios minutos o incluso horas, para obtener una
huella de señal y ruido en los dominios del tiempo para dicha banda
de frecuencias \Deltaf que se puede almacenar con el fin de
disponer de datos históricos, obteniéndose el dato de nivel base de
señal y ruido de fondo ó R.
De forma análoga se mide el nivel de potencia
recibido, en la banda de frecuencia \Deltat en la estación base 1
en periodos de tiempo \Deltaf, tal como se muestra en la Figura 5
(en el eje de abscisas se representa la variable tiempo,
mientras que en el de ordenadas se representa la potencia), y se
relaciona con el número de conexiones establecidas y con la
potencia utilizada por cada conexión, ya que en muchos sistemas de
comunicación inalámbricos cada conexión tiene asignados niveles de
potencia distinta en cada momento para minimizar las emisiones por
parte de ambos extremos en función de diversos parámetros tales
como la calidad, tasa de transferencia, etc. Los períodos de tiempo
\Deltat pueden ser tan pequeños como se quiera configurar, por
ejemplo de minutos o incluso segundos. De esta forma se van
obteniendo pares de valores que relacionan la potencia P medida en
la banda de frecuencia \Deltaf con la ocupación, considerada en
términos de potencia, del enlace inalámbrico N. Para obtener N
se pueden utilizar como datos de origen por ejemplo el número de
conexiones ponderado en función de la tasa de transferencia así
como con la potencia de transmisión requerida para cada conexión.
Se genera a continuación una función P_{ESP}=f(N), que
relaciona la potencia media esperada P_{ESP}, en la banda de
frecuencias \Deltaf y en un determinado período de tiempo
\Deltat con la media N de las potencias asignadas a las
conexiones establecidas dentro de dicho determinado período de
tiempo \Deltat. El proceso descrito en los párrafos anteriores de
medida de valores y generación de funciones ha de realizarse de
forma regular dado que las condiciones de propagación y el nivel de
ruido R varían con el tiempo, pudiéndose almacenarse las funciones
obtenidas con el fin de disponer de datos históricos. Una posible
función sería P_{ESPi}=N_{i}+R_{i}, siendo P_{ESPi} la
potencia media esperada para el período de tiempo \Deltat_{i},
N_{i} la media de las potencias asignadas a las conexiones
establecidas dentro de dicho determinado período de tiempo
\Deltat_{i} y R_{i} el ruido que se considere que haya
(normalmente guardado en un histórico de una base de datos) para
ese momento del día en que se haga la medición.
Cada medición del nivel de potencia medio Pi
recibido en la estación base 1 en cada período de tiempo
\Deltat_{i}, se compara con la potencia media P_{ESP}
esperada. La comparación permite saber si el nivel de potencia
medido varía en un porcentaje o valor determinado respecto del
esperado según la función generada, originando una detección de
posible presencia de interferencia o inhibidor 3. El valor o
porcentaje que se elija determinará los porcentajes de falsa alarma
(que no haya un inhibidor 3 o interferencia) y los de probabilidad
de detección (que habiéndolo no sea detectado) con los que operará
el sistema.
A esta detección se le pueden aplicar una serie
de reglas para determinar la probabilidad de certeza sobre de la
misma, como pueden ser, por poner algún ejemplo, reglas relativas al
número de detecciones en un periodo de tiempo superior a \Deltat,
reglas relativas a detecciones en varias frecuencias o reglas
relativas a la detección desde varias estaciones base 1. En caso de
que se la probabilidad de uso de inhibidores de señal 3 se
considere suficientemente cierta de acuerdo con las reglas
mencionadas, se puede generar una alarma de presencia de inhibidor
3 o interferencia.
Una vez detectada la alarma, el sistema puede
comunicarla a otras entidades interesadas utilizando los sistemas
de comunicación necesarios.
La Figura 5 representa una gráfica en la que se
muestra un ejemplo de potencia medida durante las distintas horas
del día, donde se observa que las potencias y ruidos de fondo
medios son variable durante las diferentes horas del día por lo que
la hora del día resulta ser un parámetro a tener en cuenta.
Claims (4)
1. Método para detectar el uso de inhibidores de
señal de radiofrecuencia en sistemas de comunicaciones
inalámbricas, inhibidores (3) que actúan para impedir la
comunicación entre al menos un dispositivo móvil (2) y una estación
base (1) del sistema de comunicaciones inalámbricas mediante la
emisión de ruido en al menos una de las bandas de frecuencias que
utilizan el dispositivo móvil (2) y la estación base (1) para
comunicarse, caracterizado porque la toma de datos necesaria
para la detección de los inhibidores (3) se efectúa en dicha
estación base (1) y porque para cada banda de frecuencia \Deltaf
en la que se quiere detectar el uso de inhibidores (3) el método
comprende las siguientes etapas:
a- medir en dicha banda de frecuencia \Deltaf
el nivel de potencia recibido en la estación base (1) en períodos
de tiempo T configurable;
b- obtener, a partir de las mediciones
anteriores, el nivel base de ruido de fondo R en dicha estación
base (1) para dicha banda de frecuencia \Deltaf y opcionalmente
para distintos momentos del día y del año;
c- medir en períodos de tiempo \Deltat el
nivel de potencia medio P recibido en la estación base (1) en la
banda de frecuencia \Deltaf, obteniendo un valor P_{i} para
cada medición efectuada en cada período \Deltat_{i};
d- relacionar cada P_{i} obtenido con un
parámetro N_{i}, siendo N_{i} la media de las potencias
asignadas a las conexiones establecidas en la banda de frecuencia
\Deltaf y dentro de cada período de tiempo \Deltat_{i},
obteniendo pares de datos (P_{i}, N_{i});
e- generar una función P_{ESP}=f(N) que
relaciona la potencia media esperada P_{ESP} en un determinado
período de tiempo \Deltat con la media N de las potencias
asignadas a las conexiones establecidas dentro de dicho determinado
período de tiempo \Deltat;
f- determinar para cada medición del nivel de
potencia medio P_{i} recibido en la estación base (1) en cada
período de tiempo \Deltat_{i}, si dicho nivel de potencia
P_{i} excede en un porcentaje configurable y/o en un valor
predeterminado asimismo configurable a la potencia media esperada
P_{ESPi} en el período de tiempo \Deltat_{i}; en cuyo caso se
producirá una detección de un uso de inhibidores de señal (3).
2. Método según la reivindicación anterior,
caracterizado porque las etapas a) y e) de medición de
valores y generación de funciones P_{ESP}=f(N) se repiten
de forma periódica.
3. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una vez
detectado el uso de inhibidores de señal (3) se genera una alarma
de presencia de inhibidor (3).
4. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque se
incorpora a la estación base (1) medios de recepción de
radiofrecuencia en la banda de frecuencias de bajada, la utilizada
por la estación base (1) para comunicarse con los dispositivos
móviles (2), para poder detectar el uso de inhibidores (3) en dicha
banda de frecuencias de bajada.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090603 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2321256B1 Country of ref document: ES |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180912 |