ES2360328A1 - Transmisión del canal piloto en una red de comunicación celular. - Google Patents
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Abstract
Se describe una red de comunicación celular en la que se disminuye la potencia (PCPICH) del canal piloto transmitido por la estación base cuando la interferencia de enlace ascendente (RTWP) en esta área de celda aumenta por encima de un valor umbral (Th1). Como resultado se provoca que los terminales móviles en el borde del área de celda vuelvan a seleccionar otra estación base y se reduce el número de cortes de llamada y establecimientos de llamada fallidos.
Description
Transmisión del canal piloto en una red de
comunicación celular.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la transmisión de un canal piloto en una red de
comunicación celular así como a una red de comunicación celular
correspondiente.
Las redes celulares de tercera generación (3G)
existentes padecen un gran número de llamadas cortadas en caso de
una alta interferencia en el enlace ascendente de una celda. Tal
alta interferencia de enlace ascendente puede deberse a un alto
número de terminales móviles que están simultáneamente en
comunicación o deberse a un gran tráfico generado por algunos
terminales en el enlace ascendente o deberse a la potencia generada
en la banda de frecuencia 3G por dispositivos externos. Por ejemplo,
los dispositivos para inhibir explosiones de bombas transmiten
señales de radio en la banda de frecuencia celular 3G y por tanto se
suman a la interferencia de enlace ascendente en redes 3G. El efecto
sobre la interferencia de enlace ascendente de un dispositivo
inhibidor que está situado cerca de una estación base, por ejemplo
cuando el coche en el que está instalado pasa por, o aparca cerca de
una estación base, es considerable.
Cuando aumenta la interferencia de enlace
ascendente en una celda, los terminales móviles en el borde de
cobertura de la celda ya no pueden alcanzar la estación base, porque
la relación señal/ruido de las señales de enlace ascendente de estos
terminales móviles se vuelve demasiado baja para una descodificación
de señal correcta por la estación base. Una solución proporcionada
por algunos fabricantes a este problema es provocar un traspaso de
terminales móviles basándose no sólo en la potencia del canal piloto
de enlace descendente recibido por el terminal móvil sino
adicionalmente basándose en la potencia de enlace ascendente del
terminal móvil recibida por la estación base. Sin embargo, incluso
en este caso pueden producirse cortes de llamada o establecimientos
de llamada fallidos. Por ejemplo, en el establecimiento de llamada
en una celda con alta interferencia de enlace ascendente en la
estación base no hay tiempo para traspasar los terminales móviles en
el borde de cobertura de celda, porque el proceso de traspaso tarda
un promedio de 4 segundos. Puesto que la situación de enlace de
radio es mala desde el comienzo del establecimiento de llamada, el
establecimiento de llamada ya se ha abandonado antes de que tenga
lugar el traspaso. Además, en caso de traspaso suave, uno de los
ramales puede estar en una celda desde la que el terminal móvil
recibe el canal piloto con una intensidad de señal relativamente
alta, pero la celda tiene una alta interferencia de enlace
ascendente. El otro ramal puede estar en una celda desde la que el
terminal móvil recibe el canal piloto con una intensidad de señal
más baja y la celda tiene una menor interferencia de enlace
ascendente. En esta situación, probablemente habrá un fallo del
enlace de radio en la celda con la alta interferencia de enlace
ascendente. Como consecuencia, el controlador de red de radio (RNC)
de la red 3G elimina este ramal pero después volverá a añadirlo
porque la intensidad de señal recibida del canal piloto de enlace
descendente de esta celda en el terminal móvil es superior a la
intensidad de señal recibida de los canales piloto de todas las
demás celdas. El resultado puede ser un efecto de
ping-pong con la posibilidad de eliminar la celda
con la menor interferencia de enlace ascendente, lo que conduciría a
una llamada cortada.
Un objeto de la invención es proporcionar un
procedimiento y una red de comunicación celular correspondiente
mediante los cuales se solucionan al menos parcialmente los
problemas mencionados anteriormente.
Por tanto, según la invención se proporciona un
procedimiento y una red de comunicación celular según las
reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones
dependientes se definen realizaciones favorables.
Según un aspecto de la invención, se disminuye
la potencia del canal piloto transmitido por la estación base cuando
la interferencia de enlace ascendente en el área de celda aumenta
por encima de un valor umbral. Como resultado se provoca que los
terminales móviles en el borde del área de celda vuelvan a
seleccionar otra estación base 3G o, en caso de que no haya una
estación base de este tipo disponible, una tecnología de acceso de
radio (Radio Access Technology, RAT) diferente, por ejemplo
una red de comunicación celular 2G. De este modo se disminuye
sustancialmente el número de cortes de llamada o establecimientos de
llamada fallidos que se producirían de otro modo cuando los móviles
están en el borde de la celda y la interferencia de enlace
ascendente es mayor que el ruido de fondo.
La interferencia de enlace ascendente en el área
de celda se mide preferiblemente en, o cerca de, la estación base,
de manera que se obtendrá una estimación fiable de la misma. Según
una realización de la invención, la estación base envía un mensaje
que comprende información referente a la interferencia de enlace
ascendente medida a un nodo de control en la red celular, por
ejemplo el RNC. El nodo de control determina la potencia de
transmisión del canal piloto y envía un mensaje a la estación base
que comprende información referente a la potencia de transmisión. La
estación base transmite el canal piloto a la potencia de
transmisión. Como resultado, sólo se necesitan pequeñas
modificaciones en el procedimiento existente para controlar la
potencia de transmisión del canal piloto en redes de comunicación
celulares 3G.
Según otra realización de la invención, se
calcula el promedio de las mediciones a lo largo de un intervalo de
tiempo, que puede configurarse. Valores adecuados para el intervalo
de tiempo se encuentran entre 30 segundos y 15 minutos. Cuando se
usan intervalos de tiempo inferiores a 15 segundos, hay un riesgo de
fluctuaciones a corto plazo de la potencia de transmisión del canal
piloto. Esto daría como resultado una alta frecuencia de nueva
selección de red o estación base por los terminales móviles en los
bordes de la celda, deteriorándose así la calidad de la comunicación
y aumentando adicionalmente la carga de tráfico en la red celular
debido a un aumento de la señalización.
La interferencia de enlace ascendente se mide
preferiblemente midiendo la potencia de banda ancha total recibida
en la estación base, aunque pueden usarse otros parámetros.
Según otra realización más de la invención, el
canal piloto se transmite con una potencia mínima cuando la
interferencia de enlace ascendente está por encima de otro valor
umbral mayor que el valor umbral. De esta manera, se garantiza un
área de cobertura de celda mínima.
Según aún otra realización de la invención, la
potencia de transmisión del canal piloto es una función decreciente
de la interferencia de enlace ascendente, en el intervalo entre el
valor umbral y el otro valor umbral de la interferencia de enlace
ascendente. Resulta particularmente ventajoso si la función es una
función linealmente decreciente de la interferencia de enlace
ascendente, porque el balance de enlace es una relación lineal en
términos de dB.
Preferiblemente, vuelve a aumentarse la potencia
de transmisión del canal piloto cuando la interferencia de enlace
ascendente cae por debajo del valor umbral. De esta manera, vuelve a
establecerse el área de cobertura de celda cuando las condiciones de
interferencia de enlace ascendente vuelven a ser favorables. Como
resultado, se proporciona un procedimiento reactivo que se adapta a
la situación de interferencia real de la red celular, reduciendo el
área de cobertura de celda y por tanto la tasa de cortes de llamada
cuando la interferencia de enlace ascendente es alta, y aumentando
el área de cobertura de celda cuando la interferencia de enlace
ascendente es baja de una manera dinámica.
Según otro aspecto de la invención, se
proporciona una red de comunicación celular que comprende al menos
una estación base que cubre un área de celda, estando configurada la
estación base para transmitir un canal piloto, caracterizada porque
la red comprende medios para disminuir la potencia de transmisión
del canal piloto cuando la interferencia de enlace ascendente en el
área de celda aumenta por encima de un valor umbral.
Estos y otros aspectos de la invención
resultarán evidentes a partir de, y se aclararán con referencia a,
las realizaciones descritas a continuación en el presente
documento.
La invención se entenderá mejor y sus numerosos
objetivos y ventajas resultarán más evidentes para los expertos en
la técnica mediante referencia a los siguientes dibujos, junto con
la memoria descriptiva adjunta, en los que:
La figura 1 muestra el efecto sobre el área de
cobertura de celda de una celda debido a la disminución de la
potencia de transmisión del canal piloto.
La figura 2 muestra la potencia de transmisión
del canal piloto como una función de la interferencia de enlace
ascendente según una realización de la presente invención.
La figura 3 muestra un diagrama de bloques de
las partes relevantes de la red celular según una realización de la
presente invención.
A lo largo de las figuras los mismos números de
referencia hacen referencia a los mismos elementos.
La figura 1 muestra el efecto sobre el área de
cobertura de celda de una celda de una red de comunicación celular
de tercera generación (3G) debido a la disminución de la potencia de
transmisión del canal piloto. Un terminal móvil UE está situado en
la parte exterior EXT de una primera celda C1. La estación base BS1
de la primera celda en circunstancias normales, es decir, siempre
que la potencia de banda ancha total recibida (RTWP) en la estación
base está por debajo de un cierto umbral, transmite un canal piloto
común CPICH1 a una potencia de referencia. En esta situación, la
intensidad de señal recibida del canal piloto común CPICH1 en el
terminal móvil UE es mayor que la intensidad de señal recibida del
canal piloto común CPICH2 transmitido por la estación base BS2 de
una segunda celda C2 vecina. Por tanto, el terminal móvil ha
seleccionado la primera celda C1 para conectarse a ella. Sin
embargo, en caso de una alta interferencia de enlace ascendente en
la primera celda, que puede detectarse midiendo la RTWP en la
estación base de la primera celda C1, la relación
señal-ruido en la estación base de señales de
enlace ascendente procedentes del terminal móvil UE puede volverse
demasiado baja para descodificarlas correctamente. Esto da como
resultado establecimientos de llamada fallidos o llamadas cortadas
del terminal móvil.
El área de cobertura de una celda se reduce en
caso de una alta interferencia de enlace ascendente disminuyendo la
potencia del canal piloto transmitido por la estación base BS1 de la
celda C1. Esto da como resultado un área de cobertura reducida INT
de la celda. Esto tiene como efecto que es probable que, para el
terminal móvil fuera de esta área de cobertura reducida, la
intensidad de señal recibida del canal piloto CPICH2 de la segunda
celda C2 vecina se vuelva más grande que la intensidad de señal
recibida del canal piloto CPICH1 en la primera celda C1. El CPICH es
la referencia en el enlace descendente para el resto de los canales
de la celda y es esencial para que el móvil descodifique la
información de la celda. Por tanto, si se reduce la potencia del
CPICH, los terminales móviles en el borde de la celda vuelven a
seleccionar una celda vecina, por ejemplo la segunda celda C2, con
el fin de poder realizar llamadas. En caso de que no haya ninguna
celda vecina 3G disponible, los terminales móviles vuelven a
seleccionar una tecnología de acceso de radio (Radio Access
Technology, RAT) diferente, tal como una red de comunicación
celular de segunda generación (2G).
Una primera solución posible es disminuir
"manualmente" la potencia de transmisión del CPICH para reducir
la cobertura y paliar el problema de cortes de llamada o llamadas
bloqueadas, mediante la intervención de ingenieros de operaciones.
Sin embargo, este enfoque tiene limitaciones. Las mediciones de
interferencia sólo pueden obtenerse por medio de contadores, que
calculan el promedio de mediciones de interferencia a lo largo de
largos periodos normalmente de una hora. Si se reduce el periodo,
tendría que aumentarse exponencialmente el número de contadores, lo
que no resulta viable en cuanto al procesamiento y la memoria del
sistema. Por tanto, se calcula el promedio de las mediciones a lo
largo de un largo periodo y puede que haya periodos de niveles de
interferencia mayor durante este periodo sobre el que se calcula el
promedio, en los que se produzcan cortes de llamada y
establecimientos de llamada fallidos.
Por tanto, se prefiere reducir automáticamente
la potencia de transmisión del CPICH en el sistema 3G como reacción
al aumento de RTWP. Se ha descubierto que se producen cortes de
llamada y establecimientos de llamada fallidos cuando la RTWP es
alta. Por tanto, tal como se muestra en la figura 2, se prefiere que
la reducción de la potencia de transmisión del CPICH comience en un
valor umbral Th1 de la RTWP. Para valores de RTWP por debajo del
valor umbral Th1, la potencia de transmisión del CPICH tiene un
valor de referencia de potencia constante REF. El valor umbral Th1
corresponde a un nivel de interferencia en el que comienzan los
problemas de llamadas cortadas y establecimientos de llamada
fallidos de terminales móviles en el borde de la celda. De la misma
manera, si la RTWP disminuye por debajo del valor umbral Th1, puede
volver a aumentarse la potencia del CPICH. El valor umbral Th1 puede
determinarse empíricamente.
Para valores de RTWP por encima del umbral Th1 y
tal como se muestra en la figura 2, la potencia de transmisión del
CPICH P_{CPICH} es una función del valor de RTWP medido. La
función puede implementarse de diferentes maneras, pero la preferida
es una función linealmente decreciente, porque el balance de enlace
es una relación lineal en términos de dB.
Esto puede explicarse tal como sigue: en el nodo
B, la relación señal a interferencia recibida desde un UE es:
S/I =
Ptx_{UE} - L - N_{0} -
Interferencia
donde:
Ptx_{UE} es la potencia transmitida por el
UE.
L es la pérdida de propagación
N_{0} es el ruido térmico en el nodo B.
Interferencia es la interferencia adicional
recibida en el nodo B.
\vskip1.000000\baselineskip
Por tanto, con el fin de mantener la relación
S/I, para cada dB de interferencia adicional debe aumentarse un dB
la potencia de transmisión del UE.
Ahora se supone que hay una cierta cantidad de
interferencia adicional, que un UE situado en el borde de la celda
está transmitiendo a la máxima potencia permitida y que el nodo B de
la celda recibe la señal del UE a la mínima relación S/I que permite
una descodificación correcta de la señal. Ahora, si la interferencia
adicional aumenta adicionalmente un dB, la S/I de la señal recibida
en el nodo B cae un dB por debajo del valor necesario para una
descodificación correcta porque la potencia de transmisión del UE no
puede aumentarse más. Ahora, si se disminuye la cobertura de celda
disminuyendo P_{CIPCH} un dB, el UE está fuera de la cobertura de
la celda y el nuevo borde de la celda está situado de tal manera que
el nodo B recibe la señal de UE situados en el borde de la celda a
la potencia mínima necesaria para una descodificación correcta.
Por tanto, debe concluirse que resulta ventajoso
si para valores de RTWP por encima del umbral Th1, la potencia de
transmisión del CPICH P_{CPICH} disminuye linealmente como una
función del valor de RTWP medido y preferiblemente a la misma
"velocidad", es decir, si la RTWP aumenta un dB, la potencia de
transmisión del CPICH P_{CPICH} disminuye un dB, etc.
\newpage
Cuando la RTWP está por encima de otro valor
umbral Th2, el CPICH se transmite a una potencia mínima constante
MIN para garantizar una cobertura mínima de la celda.
La función ejemplar mostrada en la figura 2
puede expresarse en pseudo-código tal como
sigue:
Por supuesto, diferentes funciones de la
potencia del CPICH P_{CPICH} frente a la interferencia de RTWP son
posibles siempre que se reduzca la potencia del CPICH en cuanto la
RTWP de interferencia traspasa el valor umbral Th1. Por ejemplo,
P_{CPICH} puede reducirse en pequeños pasos como una función de
valores de RTWP crecientes entre Th1 y Th2 o P_{CPICH} puede tener
un valor constante para todos los valores de RTWP por encima del
valor umbral Th1.
Preferiblemente se calcula el promedio de las
mediciones de RTWP a lo largo de un intervalo de tiempo o
"ventana" configurable, con un intervalo entre 30 s y 15
min.
La figura 3 muestra un diagrama de bloques de
una implementación ejemplar en una red de comunicación celular de
tercera generación (3G) con la funcionalidad descrita anteriormente
en el presente documento. Una estación base BS comprende medios de
medición MEAS para medir la RTWP en la estación base. Como
alternativa, los medios de medición no forman parte de la estación
base BS sino que están situados cerca de la estación base. Los
medios de medición MEAS están configurados para enviar un mensaje
MSG que comprende los valores de RTWP medidos a un controlador de
red de radio RNC. Un procesador PROC en el RNC cargado con un
programa informático adecuado para implementar esta funcionalidad
calcula el promedio de las mediciones de RTWP y calcula la potencia
de transmisión P_{CPICH} del canal piloto común CPICH. El RNC
envía un mensaje de señalización normalizado SN con instrucciones
referentes a la potencia de transmisión P_{CPICH} a la estación
base BS (véase la norma 3GPP 25.413). La estación base comprende un
controlador de potencia PWR para controlar la potencia a la que se
transmite el canal piloto común CPICH mediante un transmisor TX de
la estación base BS según las instrucciones recibidas desde el RNC.
Los medios de medición MEAS, el procesador PROC y el controlador de
potencia PWR juntos son medios para disminuir la potencia de
transmisión (P_{CIPCH}) del canal piloto.
Aunque la invención se ha ilustrado y se ha
descrito con detalle en los dibujos y la descripción anterior, tal
ilustración y descripción deben considerarse ilustrativas o
ejemplares y no restrictivas; la invención no se limita a las
realizaciones dadas a conocer.
Además, la invención puede implementarse en
redes de comunicación celulares que funcionan según normas
diferentes a la norma 3G dada a conocer en la presente descripción,
por ejemplo en redes de evolución a largo plazo (Long Term
Evolution, LTE), que están normalizándose actualmente. Además,
la funcionalidad necesaria para calcular la potencia de transmisión
del canal piloto puede situarse en otro nodo de red distinto del
RNC.
Los expertos en la técnica pueden entender y
realizar otras variaciones de las realizaciones dadas a conocer al
poner en práctica la invención reivindicada, a partir de un estudio
de los dibujos, la descripción y las reivindicaciones adjuntas. En
las reivindicaciones, la palabra "comprender" no excluye otros
elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una"
no excluye los plurales. Un único procesador u otra unidad puede
cumplir las funciones de varios elementos mencionados en las
reivindicaciones. El simple hecho de que ciertas medidas se
mencionen en reivindicaciones dependientes diferentes entre sí no
indica que no pueda usarse ventajosamente una combinación de esas
medidas. Un programa informático puede almacenarse/distribuirse en
un medio adecuado, tal como un medio de almacenamiento óptico o un
medio en estado sólido suministrado junto con, o como parte de, otro
hardware, pero también puede distribuirse de otras formas, tales
como mediante Internet u otros sistemas de telecomunicación por
cable o inalámbricos. Cualquier símbolo de referencia en las
reivindicaciones no debe interpretarse como que limita el
alcance.
Claims (12)
1. Procedimiento para su uso en una red de
comunicación celular que comprende al menos una estación base (BS)
que cubre un área de celda, caracterizado porque se disminuye
la potencia de un canal piloto (P_{CIPCH}) transmitido por la
estación base cuando la interferencia de enlace ascendente en el
área de celda aumenta por encima de un valor umbral (Th1).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la interferencia de enlace ascendente se mide en, o cerca de,
la estación base (BS).
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que la estación base envía un mensaje (MSG) que comprende
información referente a la interferencia de enlace ascendente medida
a un nodo de control (RNC) en la red celular, el nodo de control
determina la potencia de transmisión (P_{CIPCH}) del canal piloto
y envía un mensaje (SN) que comprende información referente a la
potencia de transmisión a la estación base (BS), y la estación base
transmite el canal piloto (CPICH) a la potencia de transmisión.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
en el que se calcula el promedio de las mediciones a lo largo de un
intervalo de tiempo, que puede configurarse.
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la interferencia de enlace
ascendente es la potencia de banda ancha total recibida en la
estación base.
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el canal piloto se transmite
con una potencia de transmisión mínima (Min), cuando la
interferencia de enlace ascendente es superior a otro valor umbral
(Th2), que es mayor que el valor umbral (Th1).
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en
el que la potencia de transmisión del canal piloto es una función
decreciente de la interferencia de enlace ascendente entre el valor
umbral y el otro valor umbral.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el que la potencia de transmisión del canal piloto transmitido es
una función linealmente decreciente de la interferencia de enlace
ascendente.
9. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que se aumenta la potencia de
transmisión del canal piloto cuando la interferencia de enlace
ascendente cae por debajo del valor umbral (Th1).
10. Red de comunicación celular que comprende al
menos una estación base (BS) que cubre un área de celda, estando
configurada la estación base para transmitir un canal piloto,
caracterizada porque la red comprende medios (MEAS, PROC,
PWR) para disminuir la potencia de transmisión (P_{CIPCH}) del
canal piloto cuando la interferencia de enlace ascendente en el área
de celda aumenta por encima de un valor umbral (Th1).
11. Red de comunicación celular según la
reivindicación 10, en la que los medios para disminuir la potencia
de transmisión están configurados para medir la interferencia de
enlace ascendente en, o cerca de, la estación base.
12. Red de comunicación celular según la
reivindicación 11, en la que la estación base (BS) está configurada
para enviar un mensaje (MSG) que comprende información referente a
la interferencia de enlace ascendente medida a un nodo de control
(RNC) en la red celular, el nodo de control está configurado para
determinar la potencia de transmisión del canal piloto (CPICH) y
para enviar un mensaje (SN) que comprende información referente a la
potencia de transmisión a la estación base (BS) y la estación base
(BS) está configurada para transmitir el canal piloto a la potencia
de transmisión.
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|---|---|---|---|
| ES200930091A ES2360328B1 (es) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | Transmisión del canal piloto en una red de comunicación celular. |
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