ES2355403T3 - Procedimiento para la optimización del rendimiento de reselección de célula en una red móvil, según la norma umts. - Google Patents

Procedimiento para la optimización del rendimiento de reselección de célula en una red móvil, según la norma umts. Download PDF

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Procedimiento para la optimización del rendimiento de reselección de célula en un sistema de telefonía móvil, según la norma UMTS o 3G, en el que la optimización del rendimiento de reselección de célula se lleva a cabo gracias a una modificación de parámetros de reselección de célula en función de la velocidad de un aparato de telefonía móvil, que se utilizan estructuras de células no jerárquicas para la aplicación del procedimiento, de manera que después de la determinación de la situación de velocidad del aparato de telefonía móvil tiene lugar una modificación del valor medio de reselección de célula, por ejemplo, "Treselection" y este valor es basado sobre un valor de escala que es función de la velocidad, de un valor medio de reselección de célula independiente de la velocidad que ya existe, por ejemplo, del parámetro "Treselection", y que además tiene lugar una modificación del valor de umbral de reselección de célula "Qhyst" y que éste se basa en el valor de escala de un parámetro independiente de la velocidad ya existente, por ejemplo "Qhyst".

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento para la mejora del rendimiento de la reselección de célula en una red de teléfonos móviles según la norma UMTS.
Estado de la técnica 5
El estado de la técnica es en la actualidad, en una red telefónica realizada según la norma UMTS o 3G para una red de teléfonos móviles en las especificaciones 3GPP, que un aparato participante (UE), según el estado de actividad, se encuentra en un llamado “estado RRC” y debe llevar a cabo diferentes funciones para la movilidad. Estas funciones se pueden deducir, por ejemplo, del “3rd Generation Partnership Project Agreement” en la página de Internet www.3GPP.org de la especificación técnica 3GPP TS 25.304. 10
Por ejemplo, la movilidad de un teléfono móvil participante se lleva a cabo en el llamado estado CELL_DCH mediante la realización de un intercambio controlado por la red, por ejemplo, como intercambio de Hard o de Soft [3GPP TS 25.331]. Por el contrario, un aparato telefónico móvil (UE) que se encuentra en las modalidades llamadas “CELL_FACH” o “CELL_PCH” o bien “URA_PCH” o bien “Idle mode” (estado libre) basándose en las informaciones emitidas del BCH (en este caso, parámetros de “reselección de célula de informaciones sobre la proximidad”) 15 controla su propia movilidad y empieza un cambio de célula tan pronto como una célula adyacente presenta una mejor calidad que la actual [3GPP TS 25.304]. Este procedimiento, se utiliza incluso para los sistemas habituales actualmente GSM-/GPRS de la segunda generación de teléfonos móviles, tal como por ejemplo en la especificación técnica 3GPP TS 05.08 (reselección de célula basada en UE).
En principio, un aparato telefónico móvil que se encuentre en una de las situaciones “Idle mode” (libre) y 20 RRC Connected Mode “CELL_FACH”, “CELL_PCH” y “URA_PCH” lleva a cabo de manera continua o periódica mediciones de las células propias, así como una fila de células adyacentes configuradas. El reconocimiento de las posibles células adyacentes tiene lugar en este caso con un llamado bloque de información de sistema (11) (SIB11) o bien un bloque de información de sistema (12) (SIB12) del BCH, tal como, por ejemplo, se describe en 3GPP TS 25.304 y 3GPP TS 25.331. 25
Un cambio de la célula actual en una célula adyacente en un sistema de la tercera generación, tal como UMTS/3G tiene lugar en los estados antes indicados siempre que una célula adyacente es mejor desde el punto de vista técnico de radio que la actualmente utilizada.
De esta manera se asegurará que el aparato telefónico móvil encuentre siempre en la célula de una red móvil celular en la que requiere una potencia de envío lo más reducida posible para conseguir contacto con la 30 estación de base más próxima (NodeB) y por otra parte siempre encuentra las mejores condiciones de recepción.
Para evitar un cambio de célula basado en variaciones transitorias de las condiciones de campo, el llamado “Fading” y el retorno subsiguiente a la célula original, un sistema UMTS utiliza esencialmente dos parámetros que se derivan del BCH en el bloque de información de sistema (3) (SIB3) o bloque de información (4) (SIB4). Según sus denominaciones, se trata en este caso de “Treselection” y “Qhyst” [3GPP TS 25.304; en este caso en especial 35 “Treselections” y “Qhyst1s”/”Qhyst2s”].
Para evitar un cambio demasiado rápido entre células, a causa de condiciones de emisión de radio que varían demasiado rápidamente, tiene lugar un cambio de las células originales a las células adyacentes solamente en el caso en el que las células adyacentes para el tiempo de “Treselection” era mejor según el factor “Qhyst” que la célula original. Este comportamiento de un aparato telefónico móvil se describe en detalle en la especificación 40 técnica 3GPP TS 25.304.
El inconveniente esencial del estado de la técnica consiste en que la velocidad/rapidez/rendimiento de las reselecciones de célula dependen del estado del UE (“Idle”, “URA_PCH”, “CELL_PCH” y “CELL_FACH”) deben ser suficientes para diferentes exigencias, pero no se tienen en cuenta por el estado de la técnica.
Mientras que en los estados Idle”, “URA_PCH” y “CELL_PCH” del aparato telefónico móvil no se pueden 45 transmitir datos a la red y por lo tanto el tiempo que se requiere en UE para un cambio de célula no es muy crítico, las circunstancias en un estado “CELL_FACH” son esencialmente distintas.
El estado “CELL-FACH” sirve además para intercambiar pequeñas cantidades de datos, de manera típica hasta algunos kbyte, entre el aparato telefónico móvil y la red de teléfonos móviles. Para ello es necesario que el aparato participante se encuentre siempre en la célula óptima, mientras que de manera típica, el cambio de célula 50 puede tener lugar de forma más lenta en todos los demás estados, con excepción de CELL_DCH.
Considerado de modo general, se necesitará en los estados “Idle”, “URA_PCH” y “CELL_PCH” una constitución de valor medio de la calidad de la célula adyacente más larga que en el estado “CELL_FACH”.
Mientras que, por lo tanto, en los estados “Idle”, “URA_PCH” y “CELL_PCH” para evitar un cambio de célula anticipado se utilizan de manera típica tiempos más largos para la “Treselection”, se podrían conseguir tiempos más cortos de “Treselection” para el UE en la modalidad “CELL_FACH”, que el UE se encuentre siempre de la manera más rápida en la célula óptima para llevar a cabo un intercambio de datos con la red de manera fiable para garantizar sin tener el riesgo de una búsqueda en falso en la transmisión de datos o retrasos adicionales. 5
El inconveniente decisivo del estado de la técnica es, no obstante, que solamente existe un parámetro “Treselection” y un parámetro “Qhyst” con los que se puede trasladar un aparato telefónico móvil.
Además, las experiencias conseguidas con el funcionamiento de las primeras redes comerciales UMTS muestran que existe una fuerte dependencia entre la constitución de valor medio basándose en “Treselection” en los diferentes estados de UE y la movilidad del aparato telefónico móvil. 10
Mientras que, por ejemplo, un aparato telefónico móvil que se desplace rápidamente en estado “CELL_FACH” debe utilizar de manera ideal, un “Treselection” relativamente corto para no retrasar innecesariamente el cambio a la célula adyacente, un teléfono móvil que se desplazará de manera más lenta o incluso estacionario, necesitaría valores algo más largos para la “Treselection” para no cambiar innecesariamente a una célula adyacente para que poco tiempo más tarde volviera a la célula original, en razón de que las condiciones 15 de radio han variado a causa del llamado “slow-fading”.
En principio, las redes de teléfonos móviles y los aparatos de usuario, según el estado de la técnica, tienen, por lo tanto, el inconveniente decisivo de que no existe constitución de valor medio dependiente de la velocidad de la medición de la proximidad, de manera que solamente existe un valor fijo para “Treselection”, el cual con independencia del estado del UE y de la movilidad del UE tiene capacidad de decisión en la reselección de la célula. 20
Además, el estado de la técnica no tiene en cuenta que la magnitud considerada normalmente para el cambio de célula CPICH Ec/NO pasa muy rápidamente al borde de una célula WCDMA-IUMTS.
Un aparato telefónico móvil permanece, por lo tanto, para CPICH Ec/NO fuertemente en disminución eventualmente demasiado tiempo en la célula mala desde el punto de vista técnico de radio y, por lo tanto, no se asegura la comunicación con la red de radio móvil. En el peor de los casos, la consecuencia es la pérdida de datos. 25
El documento DE 199 55 838 A1 da a conocer un procedimiento para el control de la transferencia de conexión (Handover) en un sistema de comunicación por radio en el que los valores característicos comunicados de manera correspondiente de una estación participante, por ejemplo, potencia de recepción o tasa de fallos de bits, se envían con respecto a las condiciones de transferencia en la transmisión de señales en la dirección de retroceso de, como mínimo, dos estaciones base del sistema de comunicaciones por radio, con un intervalo de tiempo. En base al 30 valor medio, se escogerá entonces, como mínimo, una estación de base para la alimentación de la estación participante con recursos técnicos de radio.
El objeto de la invención consiste, por lo tanto, en conseguir como objetivo un procedimiento para la optimización del procedimiento de reselección de células, según la norma UMTS, de manera tal que se puede conseguir una adecuación individual en base a la velocidad del aparato telefónico móvil. 35
La solución del objetivo perseguido se consigue mediante las características de la parte introductoria de la reivindicación principal.
A continuación se aplica el objeto de la presente invención.
El presente procedimiento, según la invención, describe una optimización del procedimiento de reselección de célula descrita en el artículo 3GPP TS 25.304 de un aparato telefónico móvil (UE). 40
En particular, el procedimiento de la invención posibilita la optimización escogida del cambio de célula de un participante de una red de teléfonos móviles en movimiento. Además, posibilita el procedimiento de la invención evitar una carga de señalización de los participantes de la red de teléfonos móviles que no se mueven o que lo hacen lentamente y relacionado con ello consigue una utilización optimizada de los recursos de señalización durante la reselección de célula de un participante de la red de teléfonos móviles que se desplaza relativamente rápido, de 45 manera que se pueden evitar los retrasos en la transmisión de datos y fallos en la propia transmisión.
Con los teléfonos móviles que se mueven con rapidez, el procedimiento objeto de la invención permite un cambio relativamente rápido en una célula adyacente, lo cual es especialmente ventajoso para la situación del UE “CELL_FACH”.
Además, el procedimiento tiene en cuenta que en el borde de la célula de las células WCDMA-/(UMTS-) la 50 calidad del enlace descendente disminuye con gran rapidez (el valor de medición CPICH Ec/NO desciende, por lo tanto, en el borde de la célula de manera muy notable) y se evita que los participantes de la red de teléfonos móviles que se desplazan muy rápidamente hacia fuera de la célula permanezcan demasiado tiempo en la célula inicial (no adecuada) sin llevar a cabo un cambio de célula.
El tiempo en el que un participante de la red de teléfonos móviles en movimiento no será alcanzable durante la realización del cambio de célula se reducirá notablemente en comparación con el estado de la técnica, ya que se puede evitar un cambio de célula innecesario de participantes de la red de teléfonos móviles que se desplazan lentamente o que son estacionarios. De esta manera, se puede evitar un indeseado efecto llamado “ping-pong” entre las células. 5
El procedimiento objeto de la invención posibilita mediante la introducción de un desarrollo de valor medio dependiente del estado y de la velocidad en base a diferentes valores para la “Treselection” o bien su escalado, el mejorar notablemente el rendimiento de la reselección de célula en un sistema de teléfonos móviles, según la norma UMTS, y facilitar a las empresas de teléfonos móviles la posibilidad de facilitar la adecuación individual de la reselección de célula en base a la velocidad de los teléfonos móviles. 10
Los sistemas de teléfonos móviles según la norma UMTS pueden con el estado de la técnica actual ser realizados también de forma tal que utilicen varias frecuencias y la realización de las células se lleve a cabo en las llamadas, por ejemplo, “microcélulas” y células más grandes, tales como por ejemplo las llamadas “macrocélulas”.
Una disposición de este tipo se designará en general como estructura celular jerárquica (“Estructura Celular Jerárquica” HCS) en las redes de teléfonos móviles. Para la norma UMTS, esta disposición se describe en [3GPP 15 TS 25.304].
De manera típica, la utilización de HCS se basa en el hecho de que los participantes de una red de teléfonos móviles que se mueven a poca velocidad o que son estacionarios, se deben encontrar en lo posible en células pequeñas, tales como, por ejemplo, microcélulas, mientras que los teléfonos móviles que se desplazan se encuentran preferentemente en células más grandes, tales como por ejemplo las macrocélulas. 20
De esta manera, se garantiza que los participantes de la red de teléfonos móviles que se desplazan lleven a cabo sólo de manera poco frecuente un cambio de célula. La descripción precisa de este prinicpio está contenida de modo correspondiente para un sistema UMTS en [3GPP TS 25.304].
Para diferenciar si un participante de la red de teléfonos móviles se desplaza o es estacionario, el principio de HCS utiliza la determinación del número de los cambios de célula (parámetro NCR) a lo largo de un tiempo 25 predeterminado (parámetro TCR) tal como se describe en el documento WO 002001043462.
Ambos parámetros NCR y DCR se envían al teléfono móvil con intermedio del BCH (en SIB3 o 4) en cada célula y el teléfono móvil decide, teniendo en cuenta el número de cambios de célula (NCR) en el periodo de tiempo (TCR) si se encuentra en situación llamada de “baja movilidad” o bien de “alta movilidad”.
Cuando se encuentra en el estado de “baja movilidad” favorece un cambio de célula a células más pequeñas 30 (microcélulas) mientras que en el estado de “alta movilidad” favorece células más grandes (macrocélulas).
La consecuencia de este procedimiento es que el número de cambios de célula para aparatos móviles que se desplazan rápidamente se minimiza, de manera que de modo global, se hace máxima la capacidad de la red de teléfonos móviles.
Este procedimiento de la evaluación del estado de “baja movilidad” o “alta movilidad” por la evaluación del 35 número de cambios de célula es posible, no obstante, en el estado de la técnica, solamente cuando se utilizan las estructuras de células jerárquicas (HCS). La influencia sobre el parámetro de reselección de célula “Treselection” y “Qhyst” no es posible, según el estado de la técnica.
El procedimiento, según la invención, prevé disponer la reselección de célula, que es controlada mediante los parámetros “Treselection” y “Qhyst” con dependencia de la velocidad, de manera que se puede conseguir que 40 los teléfonos móviles que se desplazan lentamente o que son estacionarios utilicen un tiempo más largo para “Treselection” y que los teléfonos que se desplazan con rapidez utilicen de manera correspondiente un valor más corto de “Treselection”.
El mismo procedimiento es utilizable también para el valor de umbral “Qhyst”. Los aparatos de teléfono móvil que se desplazan rápidamente utilizan un valor pequeño de “Qhyst” mientras que los que se desplazan 45 lentamente utilizan un valor más grande.
La base para procedimiento de la invención es la utilización de la determinación dependiente de la velocidad de los parámetros “Treselection” y “Qhyst” mediante la utilización del mismo procedimiento que para la determinación de los estados de movilidad en la utilización de estructuras de células jerárquicas que no son posibles con el actual estado de la técnica. 50
Principalmente, el procedimiento de la invención se basa en la ampliación del procedimiento utilizado para HCS para la determinación de la velocidad del aparato telefónico para el caso en que no se utiliza HCS.
Para ello, el procedimiento objeto de la presente invención prevé utilizar los parámetros NCR para la determinación del número de reselecciones de célula durante el tiempo TCR de manera correspondiente al caso de HCS y ampliar
al caso de no HCS. Para el retorno del estado de “alta movilidad” al estado de “baja movilidad” del aparato móvil, se prevé un parámetro similar al “TCrmaxHyst” tal como en el caso de HCS.
Otra parte adicional esencial del procedimiento de la invención es el cálculo de los parámetros dependientes de la velocidad “Treselection” y “Qhyst” que influyen en la “rapidez” de la reselección de célula, según la velocidad del aparato telefónico móvil. 5
Una posible mejora del procedimiento objeto de la invención impide que se tengan que emitir nuevos parámetros para “Treselection” y “Qhyst” en el BCH.
Para ello, una variante de la invención prevé la introducción de un factor de escala dependiente de la velocidad, tal como por ejemplo el “factor de escalado”, con el que se influye en los parámetros ya existentes “Treselection” y “Qhyst”, según la velocidad del aparato telefónico móvil final. 10
El objeto inventivo de la presente invención no resulta del objeto de las reivindicaciones individuales, sino también de la combinación de las reivindicaciones individuales entre sí.
Todos los datos y características facilitados en la descripción, incluyendo el resumen, en especial las realizaciones mostradas en los dibujos, se reivindican como esenciales para la invención siempre que tengan características de novedad, individualmente o en combinación, con respecto al estado de la técnica. 15

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la optimización del rendimiento de reselección de célula en un sistema de telefonía móvil, según la norma UMTS o 3G, en el que la optimización del rendimiento de reselección de célula se lleva a cabo gracias a una modificación de parámetros de reselección de célula en función de la velocidad de un aparato de telefonía móvil, que se utilizan estructuras de células no jerárquicas para la aplicación del procedimiento, de manera 5 que después de la determinación de la situación de velocidad del aparato de telefonía móvil tiene lugar una modificación del valor medio de reselección de célula, por ejemplo, “Treselection” y este valor es basado sobre un valor de escala que es función de la velocidad, de un valor medio de reselección de célula independiente de la velocidad que ya existe, por ejemplo, del parámetro “Treselection”, y que además tiene lugar una modificación del valor de umbral de reselección de célula “Qhyst” y que éste se basa en el valor de escala de un parámetro 10 independiente de la velocidad ya existente, por ejemplo “Qhyst”.
  2. 2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque la optimización, dependiente de la velocidad, del rendimiento de reselección de célula es concebida con la aplicación de un principio que no comporta prácticamente la utilización de estructuras de células jerárquicas, según 3GPP 25.304.
  3. 3. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la optimización, dependiente de la 15 velocidad del rendimiento de reselección de célula, se realiza con ayuda de la aplicación de una decisión basada en el aparato del utilizador, de manera que el aparato de telefonía móvil se encuentra en un estado de “movilidad reducida” o de “movilidad elevada” y que la condición previa para ello no comporta prácticamente la configuración de estructuras de células jerárquicas HCS en un sistema de telefonía móvil, según la norma UMTS.
  4. 4. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la optimización, dependiente de la 20 velocidad, del rendimiento de la reselección de célula puede ser implementada y la determinación de la velocidad de un aparato telefónico móvil tiene lugar por registro del número de reselección de célula NCR en el intervalo de tiempo TCR y la precondición para ello no tiene la configuración de estructuras de células jerárquicas en un sistema de teléfonos móviles, de acuerdo con la norma UMTS.
  5. 5. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la optimización, dependiente de la 25 velocidad, del rendimiento de la reselección de células, puede ser implementada y porque después de determinar la situación de velocidad del aparato telefónico móvil se efectúa un cambio en el valor promedio de reselección de la célula “Treselection”, de manera que este último se basa esencialmente en la transmisión de un parámetro especial dependiente de la velocidad “Treselection”, tal como, por ejemplo, el parámetro “Treselection_fast”.
  6. 6. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la optimización dependiente de la 30 velocidad del rendimiento de la reselección de célula puede ser llevada a cabo y porque después de determinar la situación de velocidad del aparato telefónico móvil se efectúa un cambio en la velocidad promedio de reselección de la célula “Treselection”, de manera que esta última esencialmente no se basa en la transmisión de un parámetro especial dependiente de la velocidad “Treselection”.
  7. 7. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la optimización dependiente de la 35 velocidad del rendimiento de reselección de la célula se puede implementar y porque después de determinar la situación de velocidad del aparato telefónico móvil se efectúa un cambio en el valor umbral de reselección de la célula “Qhyst”, de manera que este último se basa esencialmente en la transmisión de un parámetro especial dependiente de la velocidad “Qhyst”, tal como por ejemplo el parámetro “Qhyst_fast”.
  8. 8. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la optimización, dependiente de la 40 velocidad, del rendimiento de reselección de la célula se puede implementar y después de la determinación de la situación de velocidad del aparato telefónico móvil se efectúa un cambio en el valor umbral de la reselección de la célula “Qhyst”, de manera que este último esencialmente no se basa en la transmisión de un parámetro especial dependiente de la velocidad “Qhyst”.
  9. 9. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la optimización dependiente de la 45 velocidad del rendimiento de reselección de la célula, según uno de los procedimientos anteriormente mencionados se puede aplicar solamente para el estado de aparato telefónico móvil “libre” (o “Idle”).
  10. 10. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la optimización dependiente de la velocidad del rendimiento de reselección de la célula, según uno de los procedimientos anteriormente mencionados se puede aplicar solamente para el estado de aparato telefónico móvil “URA_PCH”. 50
  11. 11. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la optimización dependiente de la velocidad del rendimiento de reselección de la célula, según uno de los procedimientos anteriormente mencionados, se puede aplicar solamente para el estado de aparato telefónico móvil “CELL_PCH”.
  12. 12. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la optimización dependiente de la velocidad del rendimiento de reselección de la célula, según uno de los procedimientos anteriormente 55 mencionados, se puede aplicar solamente para el estado del aparato telefónico móvil “CELL_FACH”.
  13. 13. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la optimización, dependiente de la velocidad, del rendimiento de reselección de la célula, según uno de los procedimientos anteriormente mencionados, se puede aplicar para una combinación de estados de teléfono móvil mencionados en las reivindicaciones 9-12.
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