ES2602733T3

ES2602733T3 - Control de potencia en un nodo de red local (LNN)

Info

Publication number: ES2602733T3
Application number: ES05767920.1T
Authority: ES
Inventors: Andrew Richardson
Original assignee: Commscope Technologies LLC
Current assignee: Commscope Technologies LLC
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2025-08-01
Also published as: GB0509243D0

Abstract

Un nodo de red local (54) para proporcionar a un equipo de usuario (60) una conexión local a una red móvil, teniendo la red una o varias células que solapan la zona de cobertura del nodo de red local, incluyendo: un procesador (72) dispuesto para recibir del equipo de usuario (60) uno o varios parámetros relacionados con la potencia del enlace descendente entre el equipo de usuario y el nodo de red local (54), medidos por el equipo de usuario en una pluralidad de posiciones dentro de la zona de cobertura deseada del nodo de red local; un procesador de medición (74) para determinar una potencia de transmisión para el enlace descendente entre el nodo de red local (54) y el equipo de usuario (60), en base a los parámetros medidos, y la potencia mínima requerida para la recepción correcta de una señal de enlace descendente en el equipo de usuario.

Description

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DESCRIPCION

Control de potencia en un nodo de red local (LNN)

La invencion se refiere a un sistema de comunicaciones y en particular un metodo y sistema para ajustar los niveles de potencia de transmisor dentro de dicho sistema de comunicaciones.

Esta invencion se refiere a un sistema de comunicaciones celulares 3G y en particular al modo duplex de division de frecuencia o duplex de division de tiempo (FDD/TDD) del sistema de acceso multiple por division de codigo de banda ancha (WCDMA) definido por el Proyecto de Asociacion de procesadores de medicion de Tercera Generacion (3GPP). Esto se describe con mas detalle en
www.3gpp.org.

El sistema de comunicaciones celulares 3G proporciona a los abonados la capacidad de transmitir texto, voz digitalizada, video y otros datos multimedia desde su aparato movil. El sistema es implementado actualmente por el Sistema Universal de Telecomunicaciones Moviles (UMTS) que se basa en la red del sistema global para comunicaciones moviles (GSM) y la tecnologfa de servicio general de paquetes via radio (GPRS). La especificacion inicial de UMTS se denomino 'Release 99', (R99) y define la arquitectura de red estandar para sistemas UMTS. Mas recientemente se ha desarrollado 'Release 5' (R5), ampliando la funcionalidad de Release 99 de manera que incluya el subsistema multimedia IP (IMS). Este proporciona una red inalambrica completa basada en el Protocolo de Internet, en comparacion con los elementos de red separados de voz, datos, senales y control de los sistemas de Release 99. La arquitectura de Release 99 y Release 5 se describira ahora con mas detalle a modo de antecedentes y con referencia a la figura 1.

El dominio de conmutacion de circuitos (CS) 2 de la arquitectura de Release 99 se ilustra en la parte inferior de la figura 1. Equipo de usuario (UE) 4 conectara normalmente con el nodo B 6, el nodo B con el Controlador de Red de Radio (RNC) 8 y el RNC con un Centro de Conmutacion Movil (MSC) 10 en este caso MSC_B: El MSC permite la interconexion a otras redes y a la Red Telefonica Publica Conmutada (PSTN) 12. El MSC_B tiene acceso al Registro de Posicion Inicial (HLR) 14 y al Centro de Autenticacion (AuC) mediante el HLR.

La mitad superior de la figura 1 ilustra la arquitectura de red IMS 20 de Release 5. Ademas del nodo B 22 y el RNC 24, esta el dominio PS de paquetes conmutados, el nodo de soporte GPRS sirviente y el nodo de soporte GPRS de puerta de enlace (SGSN/GgSn) 26 y los componentes espedficos IMS tal como funcion de control de sesion de llamada proxy (P-CSCF) 28, funcion de control de sesion de llamada sirviente (S-CSCF) 30, el servidor de abonado domestico (HSS) 32, la funcion de control de puerta de enlace de medios (MGCF) 34 y la puerta de enlace de medios (mGw) 34 que conecta con la PSTN 36.

Las sesiones de medios son establecidas a partir del UE 4 mediante el dominio PS y P-CSCF y S-CSCF. Si la sesion de medios es mediante una red externa tal como la PSTN u otra red publica terrestre movil (PLMN), entonces tambien se requieren MGCF y MGW. La estructura y la operacion de IMS dentro de la arquitectura de red R5 son conocidas por los expertos en la tecnica y se definen en las especificaciones 3GPP TS23.002, TS24.228 y TS24.229.

Ademas de los elementos antes descritos, la figura 1 ilustra un nodo de red local (LNN) 40, desarrollado por los solicitantes, que proporciona acceso controlado suplementario a las arquitecturas de red de Release 99 y Release 5 poniendo en derivacion los nodos B 6 y 22. El LNN se describe con mas detalle en la solicitud de patente, en tramitacion, titulada “Nodo de red local” del Solicitante.

Como se ha mencionado anteriormente, el UE 4 conecta normalmente con la red mediante el nodo B situado tipicamente conjuntamente con una estacion transceptora base del sistema GSM subyacente. Sin embargo, el LNN proporciona un punto de acceso controlado por usuario local para la red, que puede estar instalado en la casa u oficina. Por medio del LNN, un usuario puede regular el acceso a la red de abonados locales.

Esencialmente, el LNN es un compuesto de elementos de un nodo B, un RNC, MSC, SGSN, GGSN y P-CSCF. Con el fin de acomodar el LNN en la arquitectura de Release 99, se facilita el elemento SIP/MSC_A 16, logicamente conectado a MSC_B 10, HLR/AuC 14 y PSTN 12. El SIP/MSC_A esta configurado para convertir las ordenes de protocolo de inicio de sesion del UE 4, que se usan para establecer una sesion en una red IP, y a los mensajes de parte de usuario ISND (ISUP/SS7) usados para gestionar llamadas por una PSTN, y viceversa.

Asf, donde se instale un LNN, el UE conectara con la red de Release 99 mediante el LNN y el elemento SIP/MSC_A 16, y con la arquitectura de Release 5 mediante el LNN y S-CSCF 30.

En la interfaz con la red R99, el UE se asemejara a un cliente SIP que establece conexiones de conmutacion de circuitos con el MSC habilitado por SIP, usando el protocolo de senalizacion SIP. Los mensajes SIP se usan para transportar los mensajes de senalizacion de conmutacion de circuitos al MSC, que entonces se asemeja a un MSC en lo que se refiere al resto de la red externa.

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En la interfaz entre el LNN 40 y el S-CSCF 30, el LNN se asemeja a un UE que comunica con el S-CSCF a traves de un P-CSCF. Preferiblemente, los mensajes del LNN al S-CSCF es conforme con la interfaz definida dentro de las especificaciones 3gpp. La decision sobre con que arquitectura de red conectar el LNN es una decision del operador. Puede ser la arquitectura de conmutacion de circuito R99, o puede ser la arquitectura IMS R5.

Como se ha mencionado anteriormente, el LNN esta destinado a instalacion local en casa o la oficina por ejemplo. En general, la zona de cobertura de la celula de LNN, denominada a continuacion una picocelula, se solapara con la celula de red superyacente denominada a continuacion una macrocelula. Ademas, es probable que la picocelula opere a la misma frecuencia que la macrocelula por razones de econoirna de frecuencia.

El despliegue de las picocelulas tendra lugar de forma no coordinada y ad hoc cuando se instalen LNNs para cumplir los requisitos de usuario. Los niveles de potencia de las picocelulas tendran que ser suficientemente altos para conexion satisfactoria con los UEs locales. En esta disposicion, las transmisiones de enlace descendente de la picocelula interferiran con las transmisiones de enlace descendente de la macrocelula, y es probable que la interferencia de lugar a degradacion en la cobertura de la macrocelula. Por lo tanto, hemos observado que es deseable regular la potencia de las senales transmitidas por el LNN.

US 6496700 describe un sistema para ajustar un parametro de organizacion en una red inalambrica en base a mediciones de caractensticas relacionadas con perdida de ruta de las senales recibidas y transmitidas por las estaciones base del sistema y los terminales inalambricos.

Resumen de la invencion

La invencion se define en las reivindicaciones independientes a las que ahora se hara referencia. Se exponen caractensticas ventajosas en las reivindicaciones anexas.

Breve descripcion de los dibujos

Ahora se describiran realizaciones preferidas de la invencion con mas detalle, a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos en los que:

La figura 1 es una ilustracion de una arquitectura de red UMTS incluyendo un LNN.

La figura 2 ilustra el despliegue del LNN y su cobertura coincidente dentro de una macrocelula.

La figura 3 es una ilustracion esquematica del nodo de red local segun una realizacion preferida de la invencion.

La figura 4 es una ilustracion esquematica de la tecnica para configurar la potencia de transmision del enlace descendente segun un primer metodo de control.

La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos realizados en el primer metodo de control.

La figura 6 es una ilustracion esquematica de la intensidad de senal recibida medida obtenida por el equipo de usuario en el primer metodo de control.

La figura 7 es una ilustracion esquematica del tiempo de propagacion de ida y vuelta medido obtenido por el LNN en el primer metodo de control.

La figura 8 es una ilustracion esquematica de la intensidad de senal recibida medida obtenida por el equipo de usuario en el primer metodo de control, cuando la medicion de tiempo de propagacion de ida y vuelta se tiene en cuenta.

La figura 9 es una ilustracion esquematica de la celula de cobertura del nodo de red local, y celulas de solapamiento de nodo B en una red movil.

La figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos realizados en el segundo metodo de control del nodo de red local.

La figura 11 es un grafico que representa mediciones de perdida de ruta contra el registro de la distancia del equipo de usuario del nodo de red local.

La figura 12 es una ilustracion que representa la disposicion tfpica de una red que no tiene nodo de red local.

La figura 13 es una ilustracion de una primera realizacion alternativa del nodo de red local para uso con un tercer metodo de control.

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La figura 14 es una ilustracion de una segunda realizacion alternativa del nodo de red local para uso con un tercer metodo de control.

La figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos realizados en el tercer metodo de control del nodo de red local.

La figura 16 es un grafico que representa esquematicamente los resultados de un algoritmo de deteccion de umbral de transferencia.

Descripcion detallada de la realizacion preferida

La operacion de una realizacion preferida de la invencion se describira ahora con mas detalle. La figura 2 ilustra el despliegue tfpico de una red publica terrestre movil (PLMN) 50, incluyendo un nodo B 52 y un LNN 54. Aunque solamente se ilustra un solo nodo B, hay multiples nodos adicionales B en la PLMN y son controlados por uno o varios RNC (no representados).

El nodo B tiene una cobertura de celula representada por la zona 56, mientras que el LNN tiene una cobertura representada por la zona 58.

El diagrama representa la cobertura de solapamiento entre la macrocelula 56 del nodo B y la picocelula 58 del LNN. El equipo de usuario 60 esta situado primariamente dentro de la picocelula para conexion con el LNN. Tanto el nodo B como el LNN estan conectados al resto de la red PLMN 62.

El termino equipo de usuario se entendera incluyendo cualquier dispositivo con capacidades 3G, incluyendo terminales moviles como telefonos moviles, y asistentes digitales personales, ordenadores portatiles, u otros dispositivos informaticos portatiles o de mano, asf como tfpicamente dispositivos no moviles tales como ordenadores de sobremesa.

El termino red movil tambien se entendera referido a cualquier arquitectura de red de telecomunicaciones o proveedor de servicios que ofrezca un rango de servicios de telecomunicaciones a dicho equipo de usuario.

Ademas, la figura 2 representa un lfmite nocional requerido 64 para la zona de cobertura deseada para el LNN. Este lfmite puede representar la zona de una vivienda, o la zona ocupada por alguna empresa comercial por ejemplo.

La cobertura de la picocelula 58 se definira por varios factores tales como la potencia de transmision para el LNN 54. Sin embargo, el grado de interferencia del LNN con la macrocelula estara relacionado con la potencia de transmision del LNN. Por lo tanto, hemos observado que es deseable regular la potencia de transmision de modo que se facilite suficiente cobertura para la picocelula, pero de modo que se minimice la interferencia de la picocelula con la macrocelula.

Asf, el LNN proporciona una celula de cobertura privada, que puede ser usada por abonados al LNN. Los UE en la red publica superyacente proporcionada por proveedores de telefoma movil preferiblemente no tendran acceso a la picocelula de LNN a no ser que se suscriban.

El LNN segun la realizacion preferida de la invencion se representa en la figura 3 a la que ahora se hara referencia.

El LNN 54 incluye una antena 70, para recibir y transmitir senales al UE 4. Las senales de radio recibidas son pasadas al procesador 3G 72, denominado a continuacion el procesador o funcion de procesado, que esta conectado para desmultiplexar/descodificar las senales de radio recibidas a ordenes o datos 3G. Cuando el LNN esta transmitiendo, el procesador 72 puede operar para convertir las ordenes y los datos 3G a respectivas senales de radio para transmision al UE. El procesador tambien realiza las funciones de procesado 3G apropiadas para el LNN y antes descritas, tal como comunicar con el SIP/MSC A, o el S-CSCF representados en la figura 1. Estas funciones no se consideraran aqrn en detalle.

Ademas, el procesador 72 esta dispuesto para comunicar con el procesador de medicion o funcion de procesado de medicion 74, que, a su vez, comunica con el controlador o funcion de control 76. El controlador 76 emite ordenes para el procesador 72 con el fin de efectuar un cambio en la operacion del LNN.

Por ejemplo, el controlador puede pedir que se establezca un tipo de conexion concreto entre el UE y el LNN, y pedir que el UE supervise y mida las caractensticas de la conexion. Estas ordenes seran comunicadas al UE por el bloque de procesado 72, con el fin de configurar el UE.

El control del UE de esta forma, y las mediciones que se pueden efectuar de la conexion los facilita la funcionalidad de la capa de protocolo de Control de Recursos Radio (RRC) del sistema UMTS, y se definen en detalle en el documento de estandares TS 25.331 publicado por 3GPP. Tales mediciones pueden incluir la potencia de codigo de senal recibida de enlace descendente, Ec/Io de enlace descendente (donde Ec es la energfa por chip, lo es una

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estimacion de interferencia, o la interferencia medida), la perdida de ruta de enlace descendente, las estimaciones de calidad de senal de enlace ascendente y enlace descendente de la potencia de transmision de UE, estimaciones de tiempo de propagacion de ida y vuelta (RTT) y estimaciones de posicion, por ejemplo. Solamente el LNN hara una medicion del RTT, pero tanto el LNN como el Ue son capaces de hacer mediciones del nivel de senal.

Por lo tanto, el procesador 72 esta configurado tambien para recibir senales del UE conteniendo la informacion de medicion obtenida, extraer dicha informacion, y pasarla al procesador de medicion 74. La recuperacion de la informacion de medicion del UE se basa en un procedimiento estandar definido en TS25.331 y por ello no se describira aqu en detalle.

La funcion de medicion esta dispuesta para realizar un rango de funciones, tal como filtrar y promediar a variaciones suaves, deteccion de maximo y mmimo, o el calculo de variables en base a los datos de entrada. Al hacerlo, la funcion de medicion deriva un resultado de medicion, que se pasa al controlador 76 de modo que se pueda realizar una accion espedfica.

Ahora se describiran con mas detalle metodos y sistemas preferidos para controlar el LNN para regular la potencia. Primera forma de operacion

El sistema preferido controla con esmero los parametros de potencia de los canales comunes de enlace descendente LNN y por lo tanto limita la interferencia del LNN a la macrocelula. Son dos los aspectos de la primera forma de operar la realizacion preferida. En el primer aspecto, la potencia de enlace descendente del LNN al UE se establece en base a mediciones efectuadas por el LNN y el UE, y posteriormente ajustadas segun mediciones de variaciones producidas por efectos de envejecimiento y posibles cambios en el entorno de propagacion.

En un segundo aspecto de la invencion, las estimaciones de RTT pueden ser usadas por el LNN para estimar la distancia aproximada a la que el UE esta del LNN. Al hacerlo, es posible asegurar que los rangos establecidos por el usuario esten dentro de lfmites definidos. El RTT maximo y, por lo tanto, la distancia a la que el usuario puede estar del LNN podnan estar predefinidos y almacenados dentro del LNN, relacionados con el servicio al que el usuario este abonado, o senalizados al LNN por la red en base a otras condiciones espedficas del operador.

Ademas, la distancia del usuario con respecto al LNN puede ser usada al definir la zona de cobertura. La informacion de distancia puede ser usada como una funcion de puerta de enlace que puede ser aplicada a las mediciones de parametro de potencia.

El nivel maximo de potencia para el LNN se puede configurar entonces de tal forma que se optimice la cobertura del LNN dentro de una zona designada por el usuario, pero de una manera que reduzca la interferencia con cualesquiera macrorredes superyacentes. La potencia maxima tambien puede ser ajustada de forma continua para asegurar que los niveles de interferencia con la macrorred superyacentes se mantengan al mmimo.

Empezaremos considerando la operacion del primer aspecto. La figura 4 ilustra la zona de cobertura requerida 64, el LNN 54 situado dentro de la zona de cobertura, el UE 60 usado para realizar las mediciones, y una ruta que el usuario atraviesa 80 alrededor de la zona de cobertura, un primer punto en la ruta 82, un punto posterior en la ruta 84 y un punto adicional en la ruta 86. Se apreciara que es probable que la zona de cobertura requerida corresponda a la zona ocupada por un edificio tal como una oficina, o una casa del usuario. Por lo tanto, es probable que la ruta 80 corresponda aproximadamente al penmetro del edificio, o los terrenos.

La operacion del LNN se describira mejor con referencia al diagrama de flujo de la figura 5. Con el fin de establecer la potencia de transmision del LNN a un nivel apropiado, el usuario del LNN pasa primero a un punto de inicio 82. El usuario activa entonces el procedimiento de establecimiento de potencia a traves de un mecanismo dedicado, tal como la marcacion de un codigo de iniciacion (codigo corto) en el UE que es reconocido por el procesador 72 dentro del LNN 54. Esto se ilustra en el paso S10.

El codigo corto marcado es recibido por el procesador de LNN 72, e identificado haciendo que se establezca una conexion entre el UE 60 y el LNN 54. El codigo corto activa el bloque de procesado 72 para notificar al controlador 76 que la conexion se esta activando en el paso S12. En el paso S14, el controlador 76 pide que el procesador configure la conexion de tal manera que sea una conexion duplex total, tenga una tasa de datos constante y una potencia de transmision constante tanto para el UE como para el LNN. Esto asegura que las condiciones del enlace entre el aparato UE y el LNN sigan siendo las mismas mientras esten teniendo lugar las mediciones. Como resultado, todo lo que cambiara es la perdida de propagacion del entorno. Es posible compensar la falta de una o varias de las tres condiciones especificadas anteriormente, aunque la medicion sea correspondientemente compleja.

Ademas, el controlador 76 pide que el procesador 72 configure el UE para medir parametros seleccionados de la senal de enlace descendente, y que el procesador 72 en el LNN mida los parametros de enlace ascendente del UE 60. Las mediciones se pueden hacer por las etapas de radio frecuencia (Rf) dentro del procesador 3G del LNN, o alternativamente en procesadores de senales digitales designados o circuitos integrados espedficos de aplicacion.

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Las mediciones que implican la amplitud y la fase de la senal recibida se pueden hacer despues de haber digitalizado la senal, en un procesador de senales digitales (DSP) o un circuito integrado espedfico de aplicacion (ASIC). Las mediciones que pueden ser configuradas y los metodos y la periodicidad de los reportes de medicion son conocidos en la tecnica y se definen en TS25.331 como se ha mencionado anteriormente. Preferiblemente, los tipos de mediciones que se piden al UE incluyen la potencia de codigo de senal recibida de enlace descendente, la medicion Ec/Io de enlace descendente (donde Ec es la energfa por chip, lo es la interferencia estimada o medida), la perdida de ruta de enlace descendente y la potencia de transmision de UE, y los parametros medidos por el LNN 54 incluyen la potencia de codigo de senal recibida de enlace ascendente y el RTT.

Con la llamada activa, el usuario atraviesa la ruta 80 a lo largo del penmetro de la zona a cubrir en la direccion de la flecha en el paso S16. El UE sigue midiendo las caractensticas del enlace descendente y las reporta al LNN segun el protocolo conocido definido en TS25.331.

Los datos de medicion del UE 60 llegan al procesador 72 y son pasados al procesador de medicion 74, junto con las mediciones efectuadas dentro del LNN 54 por el procesador 72.

Cuando el usuario ha atravesado la ruta requerida, la medicion puede detenerse, por ejemplo mediante la pulsacion del boton de fin de llamada en el paso S18. Esto indica al procesador 72 en el LNN 54 que el ciclo de medicion ha finalizado, y en el paso S20, el procesador 74 notifica al controlador 76 que el proceso de medicion ha finalizado. El controlador tambien notifica al procesador de medicion 74 que la medicion ha finalizado.

La etapa siguiente es procesar los resultados medidos para llegar a un valor para la potencia de transmision maxima que se ha de usar para los canales comunes.

Todos o uno de los valores medidos puede ser usado dependiendo del rigor con que se haya de hacer el calculo de la potencia optima. Por lo tanto, los valores a usar pueden ser configurables, almacenandose la configuracion actualmente seleccionada en el controlador 76.

Si, por ejemplo, se mide la potencia de codigo de senal recibida de enlace descendente (RSCP) del LNN al UE, se puede obtener una curva para el RSCP, tal como la ilustrada en la figura 6. La figura 6 ilustra la variacion en la potencia de senal recibida con el tiempo cuando el usuario se desplaza alrededor del lfmite del dominio de cobertura deseada. Cuanto mas alto es el valor, mayor es la potencia de senal recibida.

Tambien se representan tres puntos en la curva. El primer punto a corresponde a la medicion realizada en el punto 82 de la ruta en la figura 4, el segundo punto b corresponde a la medicion tomada en el punto 84, y el tercer punto c corresponde a la medicion tomada en el punto 86.

En la figura 6 se puede ver que se hallo que el nivel de senal mas bajo Smin estaba en el punto a, que representa una de las posiciones extremas dentro de la zona de cobertura. El nivel mmimo de senal se representa por la lmea representada en la figura 6. La funcion de procesador de medicion 74 identifica el punto bajo a, y su magnitud Smin en el paso S22, y transmite esta medicion al controlador 76. Posteriormente, en el paso S24, en base a un algoritmo presente en el controlador 76, la medicion es convertida por el controlador a una potencia de transmision deseada maxima para los canales comunes usados por el LNN.

El algoritmo mas simple es escalar la potencia de transmision una cantidad igual a la diferencia entre la potencia de senal medida minima Smin y la potencia requerida de la senal para el canal piloto. Para ilustrar esto, consideraremos un ejemplo, suponiendo que la potencia piloto transmitida por el LNN durante la etapa de medicion se puso a 1 mW (0dBm) y la potencia de codigo de senal minima recibida Smin en el UE se midio como -90dBm. Suponiendo que la potencia requerida para la recepcion correcta del canal piloto es -100dBm, entonces la potencia de transmision para el canal piloto se puede reducir 10dBm a -10dBm o 0,1 mW y todavfa sera posible la recepcion correcta. De esta forma, la potencia de transmision del LNN se puede reducir para limitar su interferencia con macrocelulas de solapamiento.

La potencia de canal de datos se puede poner con respecto al canal piloto, y podna ser mayor o menor dependiendo de la implementacion.

Un algoritmo alternativo y mas sofisticado que se podna emplear en el paso S24 es estimar la potencia de transmision usando un algoritmo tal como:

PTX = k * RSCP

Donde PTX es la potencia de transmision requerida que se estima, RSCP es la potencia de codigo de senal recibida media y k es un factor que ha de ser derivado. Preferiblemente, k se basa en un analisis de presupuesto de enlace de la ruta de transmision del LNN al UE, que es un analisis de las ganancias y perdidas conocidas en la ruta de transmision desde el transmisor al receptor. Tambien se debera tener en cuenta la potencia de transmision del LNN usada durante el procedimiento de medicion, y los margenes de desvanecimiento requeridos para obtener una

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probabilidad de interrupcion aceptable, en base al numero de mediciones y la variacion estadfstica de las mediciones. La probabilidad de interrupcion se puede considerar como la probabilidad de que una senal no sea recibida con una intensidad de senal suficiente para ser decodificada y entendida en un receptor en la zona de cobertura. Por otra parte, el margen de desvanecimiento es la potencia adicional de la senal requerida en el transmisor para que la senal sea recibida en la zona de cobertura con una probabilidad dada.

Se apreciara por ejemplo que es imposible predecir la potencia probable que un receptor en cualquier posicion particular recibira en cualquier tiempo dado. Sin embargo, midiendo la potencia recibida, por ejemplo, en un numero de posiciones en el tiempo, se puede crear una estadfstica y se puede calcular la potencia media recibida de la senal. La estadfstica es conforme a una distribucion conocida como la distribucion de Rayleigh, y por ello, dado el valor medio, es posible estimar cuanta senal adicional se necesita para lograr una cierta probabilidad de cobertura requerida, por ejemplo 90%.

El metodo mas simple para estimar estos margenes de desvanecimiento es asumir que el nivel de potencia de la senal recibida en el UE expresada en dB corresponde a una distribucion gaussiana. Usando un procedimiento de ajuste de curva, la desviacion media y estandar para las distribuciones de medicion puede ser estimada entonces por el procesador de medicion 74. El controlador 76 estara preconfigurado para una probabilidad de interrupcion espedfica (por ejemplo una interrupcion de 10%), y a partir de esta, el margen de desvanecimiento adicional requerido se puede derivar del ajuste gaussiano a los datos medidos. Con todos los datos conocidos ahora, se puede derivar k comparando la potencia de transmision real con el margen de desvanecimiento deseado.

Una vez que el nivel de potencia de transmision inicial ha sido estimado utilizando alguna de las dos tecnicas dentro del procesador de medicion 74, el controlador ordena al bloque de procesado 72 que configure las potencias para los canales comunes de enlace descendente en el paso S26. Las potencias relativas necesarias para los diferentes canales comunes en base a la potencia del canal piloto medido son conocidas por los expertos en la tecnica y por lo tanto se pueden poner consiguientemente.

Con la potencia inicial establecida, el controlador esta dispuesto entonces para iniciar mediciones periodicas por el UE y el LNN. Usando estas mediciones periodicas, el controlador puede rastrear la diferencia en la potencia de canal comun de enlace descendente real y la potencia requerida, en base a las mediciones que recibe del procesador de medicion. Si hay un cambio en el tiempo, entonces el controlador puede ordenar al procesador 72 que ajuste su potencia de transmision.

Preferiblemente, tambien se anade un margen configurable para asegurar que el usuario tenga cobertura aunque este en el lfmite de recepcion, tal como en el borde de la zona de cobertura cuando la senal caiga ligeramente debido a un evento de interferencia. Se ha hallado que para ello es suficiente un margen de entre 3db y 5db.

Preferiblemente, en un segundo aspecto de la operacion segun la invencion, tambien se usan mediciones de distancia en el algoritmo de estimacion de potencia de enlace descendente. Usando las mediciones de distancia del LNN, es posible realizar un control adicional sobre los parametros de nivel de potencia para el LNN. La aplicacion de este segundo aspecto de la invencion se aplica tanto a la configuracion inicial del nivel de potencia como tambien al algoritmo de seguimiento de potencia posterior. Esto permitira al administrador del LNN establecer distancias maximas para la zona de cobertura. Entonces no se consideraran cualesquiera mediciones de potencia efectuadas a distancias superiores a la distancia maxima determinada.

Preferiblemente, las mediciones de distancia se hacen usando la estimacion de tiempo de propagacion de ida y vuelta (RTT) hecha en el LNN para las transmisiones entre el LNN y el UE, aunque tambien se podna usar otros metodos, tal como el uso de GPS. La estimacion del RTT se basa en el hecho de que los tiempos de enlace ascendente y enlace descendente en el modo 3G FDD definido por la organizacion 3GPP son fijos. Las desviaciones de este tiempo ideal de enlace ascendente/enlace descendente son producidas por lo tanto por el retardo de propagacion de las senales cuando se propagan desde el LNN al UE y entonces desde el UE de nuevo al LNN. Como es conocido en la tecnica, las desviaciones permiten estimar un valor para RTT.

Por lo tanto, preferiblemente, los niveles de RTT maximos se ponen de modo que, cuando el RTT exceda de estos lfmites maximos, se suspenda la medicion de potencia de transmision de enlace descendente. Esto evita que el controlador incremente la potencia para comunicar con un UE que se haya desviado de la zona definida.

Por ejemplo, considerese el caso donde el UE 60 y el LNN 54 han sido configurados para hacer las mediciones iniciales definidas en el primer aspecto de la tecnica de control. Si, ademas, el LNN mide el RTT, entonces el procesador 72 enviara estas mediciones al procesador de medicion 74 en el paso S16.

Un ejemplo de la medicion RTT se ilustra en la figura 7. La figura 7 presenta el RTT estimado en funcion del tiempo de medicion. El controlador 76 tiene un umbral RTT maximo Rmax. En el tiempo t1 (punto d) la medicion RTT excede del umbral RTT maximo y solamente pasa por debajo de este umbral en el tiempo t2 (punto e).

La intensidad de senal recibida se representa en la figura 8 durante el mismo penodo. En el tiempo t1 (punto d) la

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senal esta cayendo, y el controlador, en respuesta a detectar que el RTT ha excedido el valor umbral, ordena al procesador 72 que suspenda las mediciones del canal de comunicacion. En el tiempo t2 cuando el controlador detecta que el RTT ha cafdo por debajo del umbral Rmax, las mediciones se reanudan. Asf, el punto de senal mas bajo f, que tuvo lugar durante este penodo de suspension de medicion, no se registra en consecuencia como la medicion mas baja. En cambio, la medicion mas baja usada para el calculo posterior es el punto g que se produjo despues de que el RTT cayese por debajo del umbral RTT maximo Rmax.

Alternativamente, el registro de medicion puede no suspenderse entre los instantes de tiempo t1 y t2, sino mas bien en el post-procesado por la funcion de proceso de medicion, el controlador puede ordenar que el uso de las mediciones durante este penodo sea despreciado o interpolado.

Usando este procedimiento, es posible asegurar que el nivel de senal maximo que resultara para los canales comunes de enlace descendente no sera definido unicamente por puntos de medicion que excedan de ciertas distancias del LNN.

Hay muchas razones adicionales por las que es ventajoso incluir mediciones de distancia en la supervision de la potencia de canal. Una razon es limitar la extension de cobertura del LNN desde la perspectiva de la interferencia y la segunda es proporcionar diferentes tarifas a los clientes. Cuanto mas alta sea la tarifa, mayor es el rango permisible, y mayor es el lfmite RTT asociado.

Aunque el primer metodo de control se ha descrito incorporando un solo equipo de usuario para la obtencion de resultados de la medicion, sena posible naturalmente recibir mediciones de diferentes dispositivos de equipo de usuario colocados por el lfmite del dominio.

Ademas, aunque en la descripcion anterior la conexion entre el equipo de usuario y el LNN es continua, de modo que se pueda obtener datos cuando el usuario se desplace por el lfmite de la zona de cobertura deseada, es posible hacerla discontinua, de modo que solamente se pueda obtener mediciones de puntos discretos concretos.

En estas dos situaciones, el codigo corto marcado en el UE puede ser modificado de modo que, en lugar de emitir una conexion continua que se termine solamente cuando el usuario pulse el boton 'finalizar llamada', se inicie una llamada durante un penodo limitado predefinido de, por ejemplo, 5 segundos. Esto permitina al usuario situado en una posicion lfmite activar el codigo corto, esperar que se establezca la conexion y que los resultados de la medicion sean transmitidos al LNN, y luego pasar a la posicion siguiente despues de que hayan transcurrido los 5 segundos. Esta tecnica tambien se podna expandir de modo que el LNN pueda reconocer codigos cortos que identifiquen a diferente equipo de usuario. De esta forma, donde la zona de cobertura es mayor, la toma de mediciones se puede dividir entre un numero de diferentes operadores con equipo de usuario separado.

Aunque en la explicacion anterior, el enlace descendente RSCP se ha usado como la medicion de potencia de la senal, en un acercamiento alternativo puede ser preferible tomar la media de la potencia de senal recibida de enlace descendente y de enlace ascendente, mas bien que solamente el valor de enlace descendente.

Segunda forma de operacion

El LNN segun la realizacion preferida de la invencion tambien proporciona un segundo metodo y sistema para establecer las potencias de transmisor dentro del LNN. Estos utilizan las mediciones que el UE puede hacer de las celulas adyacentes en la red, y las mediciones que el LNN hace del UE. Combinando estas mediciones, es posible estimar un nivel de potencia de transmision para el LNN que minimiza la interferencia con macrocelulas de solapamiento. Esto permite a los LNN ajustar su potencia de transmision de una manera que asegura que la interferencia de los LNN a la red macrocelular se pueda mantener a un mmimo dada la naturaleza ad hoc del despliegue de los LNN.

Empezaremos considerando como ejemplo el despliegue de un LNN dentro del entorno macrocelular representado en la figura 9. El LNN 54 se despliega en una zona en la que hay un numero de nodos macrocelulares B 90, 92, 94 y 96.

El radio de cobertura tfpico para los nodos macrocelulares B se ilustra en el diagrama. Para el nodo B 90, el borde de la celula se ilustra con el lfmite 98; para el nodo B 92, el borde de celula se representa como lfmite 100; para el nodo B 94, el borde de celula se representa con la lmea 102; y para el nodo B 96, el borde de celula se representa como la lmea 104.

Por lo tanto, el LNN esta dentro de la zona de cobertura de cuatro celulas, y en el enlace descendente del LNN al UE (no representado), cada una de estas cuatro celulas contribuira a la interferencia con la celula de LNN representada por el borde de celula 58.

Para superar estar interferencia, la potencia de transmision del LNN se podna poner simplemente a su valor maximo. Sin embargo, si se hiciese esto, muy probablemente dana lugar a interferencia excesiva dentro de la red

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macrocelular y una disminucion de la cobertura dentro de la red de macrocelulas.

Por lo tanto, la solucion preferida es poner la potencia de transmision del LNN al valor mmimo requerido para lograr la zona de cobertura requerida para la celula de LNN definida por el borde de celula 58. Para identificar la potencia de transmision minima, el LNN esta dispuesto para utilizar mediciones que realiza el UE y mediciones que efectua el LNN propiamente dicho.

Como se ha mencionado anteriormente, el UE es capaz de hacer un numero de mediciones en el enlace descendente de un sistema de modo WCDMA FDD, definido por el Proyecto de Asociacion de Tercera Generacion (
www.3gpp.org). En particular, el UE tiene la capacidad de llevar a la practica mediciones en celulas que son adyacentes a la celula sirviente corriente. Las celulas que el UE puede medir se denominan celulas intra-frecuencia si estan en la misma frecuencia como la celula sirviente para el UE, celulas inter-frecuencia si estan a una frecuencia diferente de la celula sirviente, y celulas inter-RAT (tecnologfa de acceso por radio) si usan una tecnologfa diferente de la tecnologfa de la celula sirviente.

En condiciones operativas normales, al UE se le ordena que mida otras celulas a traves de mensajes emitidos o de mensajes de control que la red envfa directamente al UE. Esto se realiza de modo que se pueda determinar si realizar una transferencia entre dos celulas. Estas celulas se denominan dentro del estandar WCDMA el conjunto de supervision, y seran conocidas por los expertos en la tecnica.

El conjunto de supervision se define en los canales emitidos enviados al UE en el enlace descendente. En la realizacion preferida, el LNN esta configurado para supervisar solamente el canal de enlace ascendente procedente del UE. Por lo tanto, el LNN no sera capaz de recibir datos que definan el conjunto de supervision, a no ser que un UE este instalado en el LNN propiamente dicho. Aunque esto es posible, dana lugar a un mayor gasto y complejidad.

Sin embargo, dentro del estandar WCDMA, el UE tambien esta configurado para medir lo que se conoce como el conjunto 'detectado'. Este es el conjunto de celulas que el UE ha detectado pero que no forman parte del conjunto de supervision. Por lo tanto, preferiblemente, el UE esta dispuesto para identificar las celulas del conjunto detectado y reportarlas a la red, a la que en esta realizacion se accedera mediante el LNN. El conjunto detectado esta limitado por el estandar WCDMA a las celulas intra-frecuencia. Asf, las celulas inter-frecuencia e inter-RAT no seran tenidas en cuenta.

La operacion del LNN se describira ahora con mas detalle con referencia a la figura 10. En el paso S30, el controlador pide que el UE tome una medicion de celulas en el conjunto de celulas detectado. La peticion es transmitida al UE por la funcion de procesado 72. Al reportar sobre celulas detectadas a la misma frecuencia que la celula sirviente, la informacion acerca de la que el UE puede estar configurado por el LNN para informar al LNN es la perdida de ruta, Ec/lo (donde Ec es la energfa por chip, lo es la interferencia estimada o medida), la potencia de codigo de senal recibida (RSCP), la identidad de celula, la desviacion del tiempo de transmision y recepcion en el UE y el codigo de embrollamiento de celula. Ademas, el UE puede medir y reportar su potencia transmitida corriente. En esta realizacion se supone que la opcion de control de potencia para el UE sera tal que la potencia de transmision de UE permanezca constante mientras la medicion se este efectuando y reportando. La razon de esto es permitir que el LNN mida la potencia de UE recibida mientras la potencia de transmision se mantiene constante. En realizaciones alternativas en las que el control de potencia puede estar activo, el LNN tendra que tener en cuenta la variacion de potencia del transmisor y las diferencias de tiempo entre cuando se efectuaron las mediciones cuando se recibieron las peticiones de control de potencia y cuando se actuo conforme a las peticiones.

En el paso S32, las mediciones realizadas por el UE son recibidas en el LNN para cada una de las macrocelulas detectadas.

En el paso S34, la funcion de procesado 72 del LNN lleva a cabo mediciones en la conexion con el UE segun el estandar WCDMA (TS25.331 define la configuracion de las mediciones, mientras que los detalles de las mediciones se exponen en TS25.215) en particular, el LNN esta dispuesto para medirla potencia de codigo de senal recibida (RSCP) del UE, y el tiempo de propagacion de ida y vuelta (RTT) entre el UE y el LNN. Preferiblemente, el RTT se mide con una exactitud tan alta como sea practicamente posible, tipicamente, del orden de un octavo de un chip. A partir de este RTT y la desviacion del tiempo de transmision y recepcion de UE medida, se puede estimar la distancia del UE al LNN. Con un octavo de una resolucion de chip, esto permitira medir distancias superiores a aproximadamente 5 m. En presencia de trayectos multiples, se usa el primer componente de trayectos multiples significativo recibido para la medicion de tiempo, y el resto se desecha. Esto se debe a que estamos interesados en las senales que llegan por la ruta mas corta, dado que dichas senales corresponderan muy estrechamente a la distancia directa entre el UE y el LNN.

A partir de la potencia de transmision de UE medida, el RSCP medido de LNN, y el RTT medido de LNN se podna crear una grafica similar a la representada en la figura 11 en el paso S36 recogiendo las mediciones con el tiempo y procedentes de diferentes UEs. La grafica de la figura 11 es la perdida de ruta (PL) medida definida por:

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PL = potencia de transmision medida de UE - RSCP medido de LNN donde las potencias y la perdida de ruta medidas se expresan en dB.

En la figura 11, el sfmbolo “x” representa un punto calculado para el PL, en funcion de la distancia calculada del LNN. Se apreciara que se formara un numero de puntos, cuando se realicen mediciones en el tiempo, y cuando las mediciones sean recibidas de diferentes UEs dentro de la zona de cobertura. Asf, se recibe una difusion de puntos para cualquier distancia dada, que representan variaciones en los UEs supervisados, asf como variaciones medioambientales en el dominio de la zona de cobertura.

En el paso S38, el LNN estima a partir de la figura 11, el cambio medio en PL con la distancia, h, y tambien la desviacion estandar superior, i, y la desviacion estandar inferior, j, a partir de la perdida de ruta estimada.

En un sistema de comunicaciones inalambricas, la perdida de ruta, en general, puede ser estimada en funcion de la distancia usando la formula general siguiente:

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donde ki_NN y Nlnn son constantes y r es la distancia entre el LNN y el UE. Ptx es la potencia optima del transmisor que ha de ser calculada y Prx es la potencia deseada recibida en el UE. La constante k_NN incluye la potencia de radiacion de la antena transmisora, la potencia recibida de la antena y por lo tanto incluye la eficiencia de antena, la ganancia de la antena, consideraciones de frecuencia, y cantidades menos definidas tales como la altura de la antena por encima del suelo. Si se desea, k_NN puede ser derivada de factores teoricos por los expertos en la tecnica, aunque se prefiere medirla directamente. Nlnn es el exponente de perdida de ruta, y es 2 para espacio libre, por ejemplo, que expresa la ley de cuadrados inversos. En un entorno movil exterior denso, el exponente puede ser de hasta 5, pero es mas probable que este entre 3 y 4.

En esta realizacion, sin embargo, k_NN y Nlnn pueden derivarse de la grafica presentada en la figura 11. Si ambos lados de la ecuacion 1 se expresan en dBs, entonces se obtiene:

PL-dB- ki.NN_dB - 10NLNN-Log10(r) - (2)

A partir de la figura 11 y la grafica de la PL media (dB) en funcion de 10* log10(distancia) 201, las constantes kLNN_dB y Nlnn pueden hallarse en el paso S38. Esto se puede lograr usando una regresion lineal de cuadrados mmimos para resolver Y=Ax+B para A y B, donde Y = PLdB, A = -10Nlnn, x = Log1o(r), y B = k_NN-dB

Cuando la ecuacion 2 se usa en primer lugar, puede no haber suficientes puntos de medicion registrados. Por lo tanto, se usa preferiblemente un conjunto predefinido de valores para las constantes k_NN-dB y Nlnn. Cuando hay disponibles puntos medidos, entonces se pueden combinar con los valores predefinidos para producir una estimacion mas exacta en base al entorno de propagacion espedfico.

Ademas, el ultimo conjunto derivado de valores para las constantes se almacena preferiblemente en memoria no volatil en el paso S38. Estos valores almacenados pueden usarse posteriormente como los valores predefinidos en el caso de perdida de potencia al LNN, debido tal vez a un desplazamiento a una posicion nueva.

Para estimar la potencia de transmision requerida optima para el LNN, el LNN tiene que estimar a continuacion la interferencia de enlace descendente total de todos los macronodos de solapamiento B 90, 92, 94 y 96 en el conjunto detectado. Ademas, tambien hay que estimar la potencia de interferencia de enlace descendente a partir de cualesquiera otros LNN esparcidos por la zona de cobertura.

Preferiblemente, el LNN hace una distincion en la forma en que maneja los macro nodos B y otros LNN en la zona. Es probable, por ejemplo, que el operador desee mantener la potencia de transmision del LNN a un nivel suficientemente bajo de tal manera que se degrade el rendimiento de las macrocelulas solamente por un nivel bajo pero definido. Sin embargo, para otros LNN, el operador puede elegir un criterio ligeramente diferente, puesto que, en general, deseara cierta paridad en la interferencia entre los LNNs. A condicion de que la potencia del LNN este por debajo de los lfmites definidos por el operador para las macrocelulas, cualquier nivel de potencia debajo de el puede simplemente ser tal que la potencia de LNN se ponga para cubrir la zona requerida. Un algoritmo de control presente en el procesador 74 tendra que detectar y corregir cualesquiera condiciones de carrera que puedan producirse entre dos LNNs proximos.

A partir de estas consideraciones, el ruido total mas interferencia (lo) en el enlace descendente (para un solo UE por ejemplo) se puede definir como:

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donde: Ioi es el RSCP medido de UE del i-esimo macronodo B, ai es un factor de escala para el i-esimo macronodo By m es el numero de macronodos de interferencia detectados B. El factor de escala ai podna ser una cantidad fija (por ejemplo = 1), o podna estar relacionado con la distancia a la que el nodo B esta del LNN (estimada a partir de la estimacion de perdida de ruta medida de UE). Los nodos B mas proximos podnan tener una contribucion mas grande a la estimacion de interferencia total de las macrocelulas. Por lo tanto, los factores de escala podnan aplicarse por medio de una tabla de consulta.

Ioj es el RSCP medido de UE del j-esimo LNN, bj es un factor de escala para el j-esimo LNN y n es el numero de LNNs de interferencia detectados. El factor de escala bj puede ser usado para mejorar o reducir los efectos de los otros LNNs en la estimacion de interferencia. Tanto a como b tienen la finalidad de explicar diferentes modelos de perdida de ruta que pueden producirse en un sistema real. El valor para estos factores de escala es preferiblemente ajustable y dependera del entorno de propagacion espedfico. Los valores iniciales podnan basarse, por ejemplo, en los resultados de pruebas de campo, y programarse en el LNN al despliegue.

Por lo tanto, en el paso S40, el procesador de medicion usa la ecuacion 3 anterior, y las mediciones tomadas previamente en el paso S32 y S34 para determinar una estimacion de la interferencia de ruido en el enlace descendente. Con una estimacion de la interferencia (lo), es posible entonces seguir estimando la potencia de transmision requerida para el LNN.

Empezaremos con una ecuacion CDMA basica conocida por los expertos en la tecnica:

Eg _ 1

lo ~ N0 PG

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donde Ec es la energfa por chip, lo es la interferencia estimada anteriormente, Eb es la energfa requerida por bit de informacion, No es la densidad espectral de potencia de ruido y PG es la ganancia de procesado definida como:

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donde W es la anchura de banda de tasa de bits (3,84MHz para WCDMA modo FDD) y R es la anchura de banda de la serial de informacion.

La energfa recibida por chip Ec tambien puede definirse en terminos de la potencia de serial recibida segun:

Ec - PrxTq

-(6)

donde Prx es la potencia deseada recibida y Tc es la duracion de chip. Sustituyendo (1) en (6) se obtiene:

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Sustituyendo 7) en (4) y resolviendo para Ptx y anadiendo un Fm de margen se obtiene:

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Finalmente, podemos sustituir lo para los valores de RSCP medidos por el UE y presentados previamente, de modo que (8) sea:

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En esta ecuacion, los valores para Eb, No, PG, loi, loj y Tc son conocidos y los valores para KLNN y Nlnn han sido

calculados en el paso S38 a partir de los puntos de la figura 11. No es la densidad espectral de potencia de ruido y viene dado por kT, donde k es la constante de Boltzman y T es la temperatura del receptor en Kelvin. Los factores de escala ai y bj pueden ser fijos, derivarse de las cifras de perdida de ruta o recibirse de la red, como se ha mencionado anteriormente.

El margen de desvanecimiento Fm se anade a la ecuacion para tener en cuenta la variacion estadfstica en la serial recibida demostrada en la figura 11. Por lo tanto, la estimacion de Fm puede basarse en parte en pruebas de campo realizadas por el operador del LNN. Sin embargo, se puede considerar que Fm tiene dos partes:

Fm.— Fop Fmeas “(10)

Fop es el margen definido por el operador en base a la posicion del LNN con respecto a todos los otros macronodos B. Al nivel mas simple, este se podna estimar en base a la perdida de ruta, la desviacion de SFN-SFN (numero de cuadro de sistema) medida de UE y los niveles de interferencia recibidos lo. La segunda cantidad Fmeas se puede basar en las mediciones estadfsticas para la perdida de ruta de UE a LNN en funcion de la distancia representada en la figura 11. Si se decide que se necesita una probabilidad de cobertura de 90%, entonces en base a la estadfstica estimada de la senal recibida podemos estimar que margen por encima o por debajo del nivel de senal medio se precisa.

Dada toda la informacion disponible, todo lo que se necesita es el radio de cobertura requerido r. El radio de cobertura deseado puede estar vinculado, por ejemplo, a una estructura de tarifa. Una tarifa baja podna proporcionar una probabilidad de cobertura de 90% por ejemplo en rangos de hasta 10m del LNN, con una tarifa media que lo amplfe a 40m y una tarifa alta que lo amplfe a 80m.

Las mediciones que el LNN hace de la potencia de recepcion de UE mas la medicion de la potencia de transmision de UE realizada por el UE se usaran mas tarde para calibrar la ruta de transmision entre el LNN y el UE.

Asf, la potencia de transmision optima Ptx se puede calcular resolviendo la ecuacion 9, conteniendo terminos que tienen en cuenta el ruido estimado total en el enlace descendente debido a otras macrocelulas, y las constantes kLNN y Nlnn que definen caractensticas del entorno. Esto da la potencia de transmision minima requerida para que el sistema opere fiablemente por ejemplo a 90% de la zona de cobertura.

Tercera forma de operacion

La tercera forma de operacion de la realizacion preferida permite que las transferencias entre el LNN y las macro o microcelulas circundantes sean gestionadas inteligentemente desde la perspectiva del usuario.

El termino transferencia es un termino generico que implica que hay un cambio en la ruta de transmision que sigue una conexion entre el UE y la red. En general, la transferencia dara lugar a un cambio en la conexion en la UTRAN y tambien puede tener un cambio en la conexion en la red central.

Las transferencias que impactan en la UTRAN se definen en TS25.331, mientras que los ejemplos de transferencias que impactan en la red central se definen en 3GPP TS23.009. Segun TS23.009, las transferencias que usan diferentes MSCs antes y despues de la transferencia se denominan transferencias entre MSC (recolocaciones SRNS entre MSC en 3G).

El tipo de transferencia que puede tener lugar dentro de la UTRAN se identifica con varios terminos. Para un aparato que este en el estado CELL_DCH (un estado que define que al UE se han asignado canales ffsicos dedicados), las transferencias se denominan transferencia de tecnologfa de transferencia intra-frecuencia, transferencia inter- frecuencia y acceso inter-radio.

Las transferencias intra-frecuencia son conocidas de forma informal como transferencias blandas y formalmente como una actualizacion de conjunto activo. Las transferencias inter-frecuencia son conocidas informalmente como

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transferencias duras y formalmente como una reconfiguracion de canal ffsico. La terminolog^a informal se usara a continuacion con el significado definido anteriormente.

Como se ha mencionado anteriormente, la extension de la zona de cobertura radio utilizable del LNN se denomina aqu la picocelula, y rodeando la picocelula estara la cobertura radio de la macrorred usando la misma frecuencia que el LNN o usando una frecuencia diferente. La cobertura a partir de la macrorred puede estar disponible mediante celulas pequenas o celulas grandes, denominadas microcelulas y macrocelulas, respectivamente.

Cuando un UE abandona la zona de cobertura de la picocelula, hay posibilidad de que la conexion pase a traves de una transferencia dura a la macro o microcelula. A diferencia de las transferencias normales, una transferencia del LNN a una macro o microcelula de solapamiento puede implicar un cambio de servicio. Por ejemplo, es probable que servicios de alta tasa de datos, tal como video y audio de alta calidad, puedan no estar disponibles en la macro celula en la posicion del UE, produciendo una cafda de servicio cuando tenga lugar la transferencia.

Ademas, dentro de la picocelula para una llamada iniciada dentro del LNN, la tarifa para la conexion sera en general mucho menor que en la macrocelula que rodea el LNN. Si la transferencia tiene lugar y la conexion es transferida desde la picocelula a la macrocelula, el usuario puede incurrir en un aumento de la tarifa debido a un cambio a la macrocelula y el usuario puede no ser consciente de este aumento de tarifa.

Asf, hemos observado que, por razones de servicio de datos y tarifa, es deseable detectar cuando esta a punto de producirse una transferencia y dar al usuario de UE el control sobre la realizacion o no de la transferencia.

En la figura 12, observamos que el despliegue tfpico de una red PLMN 110 no incluye un LNN. Los UEs 112 pasaran a traves de la red y se desplazaran entre los diferentes nodos B 114, 116 a traves del uso de procedimientos de transferencia como los esbozados previamente.

Con referencia de nuevo a la figura 2, observamos el despliegue de un LNN 54 dentro de una PLMN 50, incluyendo la cobertura de solapamiento entre la macrocelula 56 y la picocelula 58. Cuando el UE 60 se aleja del lNn, la estimacion de calidad de la conexion se degradara.

La figura 13 y la figura 14 presentan dos realizaciones ejemplares de la invencion. Los bloques funcionales son identicos a los representados en la figura 3, con el generador de tono DTMF 77 y el codec 78 dispuestos en la primera realizacion, y un generador de mensajes SMS 79 dispuesto en la segunda realizacion. Los bloques de medicion y control detectan que esta a punto de producirse una transferencia supervisando los atributos medidos del enlace de la manera descrita mas adelante.

En este modo de operacion, el procesador de medicion tambien recibira mediciones del procesador 72. Las mediciones podnan ser alguno o todos de la seleccion de niveles de potencia de transmision de enlace descendente para el canal dedicado, estimaciones de nivel de senal de enlace ascendente medidas en el LNN, estimaciones de nivel de senal de enlace descendente medidas en el UE y senalizadas al LNN, estimaciones de calidad de senal de enlace ascendente medidas en el LNN, estimaciones de calidad de senal de enlace descendente medidas en el UE y senalizadas al LNN, estimaciones de perdida de ruta de enlace ascendente medidas en el LNN, estimaciones de perdida de ruta de enlace descendente medidas en el UE y senalizadas al LNN, estimaciones de tiempo de propagacion de ida y vuelta medidas en el LNN y estimaciones de posicion medidas a traves de procedimientos distribuidos entre el UE y el LNN. Al usuario se le puede notificar entonces por medio del generador de tono DTMF, o el generador de mensajes SMS.

Con referencia ahora a la figura 5, ahora se describiran los pasos implicados en gestionar el proceso de transferencia de llamada. Preferiblemente, en el paso S50, el bloque de procesado esta dispuesto para determinar tres cantidades de medicion diferentes (xi, yj, zk) a partir de la lista anterior y pasarlas al procesador de medicion para filtracion y alisado apropiados. Las propiedades preferidas son una estimacion de calidad compuesta, tal como una media de la calidad de enlace ascendente y enlace descendente, un compuesto de la perdida de ruta en el enlace ascendente y el enlace descendente, y el tiempo de propagacion de ida y vuelta. Preferiblemente, la perdida de ruta compuesta incluye una potencia de transmision y la potencia de recepcion requerida de modo que la cantidad defina que cerca esta el UE del nivel mmimo de senal. Entonces, en el paso S52, el procesador de medicion deriva un resultado de medicion compuesto (CMR) mediante una ecuacion como:

CMRjj,k- P{f(Xi,xMj...x0), g(yJp yj-i, ...y0), h{zkl zMl ... z0)}

donde f(xi, xi-1, ... xo) es una funcion lineal, no lineal o logica de la i-esima cantidad medida de x y cualesquiera mediciones previas, g(yj, yj-1, ... yo) es una funcion lineal, no lineal o logica de la j-esima cantidad medida de y y cualesquiera mediciones previas, y h(zk, zk-1, ... zo) es una funcion lineal, no lineal o logica de la k-esima cantidad medida de z y cualesquiera mediciones previas. La funcion P{.} es una funcion lineal, no lineal o logica que combina las funciones f(), g() y h().

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Para considerar una realizacion espedfica de esta ecuacion podemos imaginar que x = potencia de transmision en dB, y es el tiempo de propagacion de ida y vuelta en microsegundos y z es la perdida de ruta en dB. A partir de estas cantidades se podna derivar una ecuacion tal como:

CMRitjk = (l*x, + m*yj +n*zk)/3

donde I, m y n son factores de escala configurables apropiados para las mediciones que se efectuan. En esta realizacion, todas las funciones P{}, f(), g() y h() son funciones lineales simples.

La seleccion de que parametros usar es espedfica de implementacion con el fin de dar una representacion de la calidad de senal del enlace. Sin embargo, las variables preferidas se han indicado anteriormente. La funcion de medicion 86 pasa entonces la cantidad de medicion derivada CMRi,j,k al controlador 76 en el paso S52.

La figura 16 ilustra un ejemplo de la variacion de la cantidad medida CMRi,j,k con la distancia desde el LNN. Se almacena un umbral predeterminado en el controlador para comparacion con CMR en el paso S54. Cuando se halla que CMR excede del umbral CMRmax en el punto k, definido para este conjunto espedfico de mediciones, el controlador activa el generador de tono DMTF o el generador de mensajes SMS para indicar al usuario en el paso S56 que esta a punto de producirse una transferencia.

En la realizacion representada en la figura 13, el activador produce la introduccion de tonos audio o tonos DTMF al flujo audio mediante el codec 78 o mediante senalizacion a traves de la funcion de procesado 3G 72. El metodo para introducir estos tonos al flujo audio es bien conocido por los expertos en la tecnica.

En la realizacion de la figura 14, el disparador hace que el controlador 76 pida la transmision de un mensaje SMS a la funcion de creacion de mensaje SMS 79 a traves de la funcion de procesado 3G 72 al UE 60. El mensaje SMS puede ser una alerta en texto simple, o puede ser usado para disparar una respuesta en el UE usando programas en el UE basados en Java o la herramienta de aplicacion USlM (modulo de identidad de abonado UMTS). La respuesta puede consistir, por ejemplo, en una pluralidad de tecnicas tal como la reproduccion de una sintoma, un pitido audio, el parpadeo de las luces de la pantalla en el UE.

En el paso S58, el UE recibe la preindicacion de la transferencia. El UE esta configurado para proporcionar al operador del UE un numero de opciones para gestionar la posible transferencia de picocelula a micro o macrocelula. Proporcionar esta funcionalidad en el UE es posible mediante instrucciones de programa proporcionadas por la herramienta de aplicacion Java o USIM, por ejemplo. Todo lo que se requiere es que el UE detecte la indicacion de alerta, y ofrezca tal vez mediante un sistema de menus opciones de respuesta. Una vez que el usuario ja seleccionado una respuesta en el paso S60, esta se transmite despues necesariamente al procesador de LNN en el paso S62 para accion.

En el paso S62, las respuestas podnan ser enviadas al LNN a traves del uso de un tono DTMF de teclado o a traves del uso de teclas blandas en el UE. Las teclas blandas en el UE activan un programa en el UE mediante un procedimiento apropiado tal como la herramienta de aplicacion Java o USIM. El programa puede usar entonces senalizacion directa al LNN o SMS para notificar al LNN las intenciones de los usuarios.

Preferiblemente, a los usuarios se les ofrece uno de tres diferentes tipos de respuestas configuradas en el paso S60, segun entornos en el LNN y almacenadas en el controlador. En el primer escenario por ejemplo, el LNN puede estar configurado de tal manera que el usuario solamente indique cuando desea abandonar la picocelula. En segundo lugar, el LNN puede estar configurado de tal manera que el usuario solamente indique cuando el usuario desea permanecer en la picocelula, y en tercer lugar el LNN esta configurado de tal manera que el usuario indique si desea permanecer en la picocelula o si desea salir de la picocelula.

Asf, se han descrito metodos y sistemas de establecer niveles de potencia de transmisor, en particular en un transmisor de nodo de red local, proporcionando una picocelula para uso privado. Se usa un equipo de usuario (UE) para hacer mediciones de las propiedades del enlace de transmision, tal como potencia de enlace descendente y tiempo de propagacion de ida y vuelta. En base a las mediciones efectuadas en una o multiples posiciones, la potencia del nodo de red local puede ser determinada de tal manera que la interferencia se minimice con cualesquiera celulas superyacentes de una macrorred. Las transferencias de llamadas entre el UE y la celula de una macrorred tambien se puede disponer en base a propiedades medidas por el UE.

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REIVINDICACIONES

1. Un nodo de red local (54) para proporcionar a un equipo de usuario (60) una conexion local a una red movil, teniendo la red una o varias celulas que solapan la zona de cobertura del nodo de red local, incluyendo:

un procesador (72) dispuesto para recibir del equipo de usuario (60) uno o varios parametros relacionados con la potencia del enlace descendente entre el equipo de usuario y el nodo de red local (54), medidos por el equipo de usuario en una pluralidad de posiciones dentro de la zona de cobertura deseada del nodo de red local;

un procesador de medicion (74) para determinar una potencia de transmision para el enlace descendente entre el nodo de red local (54) y el equipo de usuario (60), en base a los parametros medidos, y la potencia minima requerida para la recepcion correcta de una senal de enlace descendente en el equipo de usuario.
2. El nodo de red local de la reivindicacion 1, incluyendo un controlador (76) dispuesto para pedir que el equipo de usuario (60) mida uno o varios parametros relacionados con la potencia del enlace descendente entre el equipo de usuario y el nodo de red local (54), y transmita los parametros medidos al nodo de red local.
3. El nodo de red local de la reivindicacion 2, donde el controlador (76) esta dispuesto para pedir que el equipo de usuario (60) mida el uno o varios parametros en el lfmite de la zona de cobertura deseada para el nodo de red local.
4. El nodo de red local de la reivindicacion 2 o 3, donde el procesador (72) esta configurado para detectar un codigo marcado por el operador de un equipo de usuario, y si se detecta, el controlador (76) pide que el equipo de usuario mida el uno o varios parametros.
5. El nodo de red local de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, donde el controlador (76) esta dispuesto para pedir que la conexion entre el equipo de usuario (60) y el nodo de red local (54) sea configurado como una conexion duplex total, con una tasa de datos constante, y una potencia de transmision constante tanto para el equipo de usuario como para el nodo de red local.
6. El nodo de red local de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, donde el controlador (76) esta dispuesto para pedir que el equipo de usuario (60) mida uno o varios de: la potencia de codigo de senal recibida de enlace descendente, la medicion Ec/Io de enlace descendente (donde Ec es la energfa por chip, lo es la interferencia), la perdida de ruta de enlace descendente y la potencia de transmision de equipo de usuario.
7. El nodo de red local de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, donde el procesador de medicion (74) esta dispuesto para determinar la potencia de senal minima recibida por el equipo de usuario (60) en la pluralidad de posiciones, y determinar la potencia de transmision para el enlace descendente como la potencia de transmision minima que permitina que una senal se recibiese en la pluralidad de posiciones con la potencia minima requerida.
8. El nodo de red local de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, donde el procesador de medicion (74) esta dispuesto para determinar la potencia de transmision en base a la potencia de codigo de senal recibida media medida en la pluralidad de posiciones, y un factor k derivado del analisis de presupuesto de enlace del enlace descendente, los margenes de desvanecimiento requeridos para obtener una probabilidad de interrupcion predeterminada en base al numero de mediciones.
9. El nodo de red local de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, donde el controlador (76) esta dispuesto para poner la potencia de transmision dependiendo del resultado de la determinacion del procesador de medicion (74).
10. El nodo de red local de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, donde el controlador (76) esta dispuesto para pedir que el equipo de usuario (60) mida al menos la potencia de codigo de senal recibida de enlace descendente, y el procesador del nodo de red local esta dispuesto para medir la potencia de codigo de senal de enlace ascendente, determinandose la potencia de transmision en base a la potencia de senal tanto de enlace ascendente como de enlace descendente.
11. El nodo de red local de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, donde el controlador (76) esta dispuesto para pedir a intervalos que el equipo de usuario (60) mida el uno o varios parametros, y que el procesador de medicion determine la potencia de transmision;

donde el controlador (76) esta dispuesto para poner la potencia de transmision dependiendo de la determinacion del procesador de medicion (74).
12. El nodo de red local de la reivindicacion 11, donde el controlador (76) esta dispuesto para pedir que el procesador (72) mida uno o varios parametros del enlace ascendente entre el equipo de usuario y el nodo de red local, y controle el procesador de medicion (74) dependiendo del uno o varios parametros de enlace ascendente.
13. El nodo de red local de la reivindicacion 12, donde el uno o varios parametros incluyen el tiempo de propagacion

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de ida y vuelta (RTT).
14. El nodo de red local de la reivindicacion 13, donde el procesador de medicion (74) es controlado para despreciar mediciones de potencia del enlace descendente, cuando el tiempo de propagacion de ida y vuelta indica que el equipo de usuario (60) esta a una distancia superior a la predeterminada del nodo de red local (54).
15. El nodo de red local de la reivindicacion 11, donde el controlador (76) esta dispuesto para pedir informacion de posicion GPS al equipo de usuario (60), y donde el procesador de medicion es controlado para despreciar mediciones de potencia del enlace descendente, cuando la informacion GPS indica que el equipo de usuario (60) esta a una distancia superior a la predeterminada del nodo de red local (54).
16. Un metodo de controlar la potencia de transmision del enlace descendente entre un nodo de red local (54) y un equipo de usuario (60) que esta provisto de una conexion local a una red movil por el nodo de red local, teniendo la red uno o varios celulas que solapan la zona de cobertura del nodo de red local, incluyendo:

medir, por medio del equipo de usuario (60), uno o varios parametros relacionados con la potencia del enlace descendente en una pluralidad de posiciones dentro de la zona de cobertura del nodo de red local;

transmitir el uno o varios parametros medidos al nodo de red local;

determinar en el nodo de red local (54) una potencia de transmision para el enlace descendente entre el nodo de red local y el equipo de usuario, en base a los parametros medidos, y la potencia minima requerida para la recepcion correcta de una senal de enlace descendente en el equipo de usuario.
17. El metodo de la reivindicacion 16, incluyendo transmitir una peticion desde el nodo de red local (54) al equipo de usuario (60) ordenandole que mida uno o varios parametros relacionados con la potencia del enlace descendente entre el equipo de usuario y el nodo de red local, y transmitir los parametros medidos al nodo de red local.
18. El metodo de la reivindicacion 17, donde las mediciones del uno o varios parametros se hacen en el lfmite de la zona de cobertura deseada para el nodo de red local (54).
19. El metodo de la reivindicacion 17 o 18, incluyendo marcar un codigo, por medio del equipo de usuario (60), para comenzar la medicion del uno o varios parametros.
20. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, incluyendo establecer una conexion entre el equipo de usuario (60) y el nodo de red local (54) que es una conexion duplex total, con una tasa de datos constante, y una potencia de transmision constante tanto para el equipo de usuario como para el nodo de red local.
21. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, donde el equipo de usuario (60) mide una o varias de: la potencia de codigo de senal recibida de enlace descendente, la medicion Ec/Io de enlace descendente (donde Ec es la energfa por chip, lo es la interferencia), la perdida de ruta de enlace descendente y la potencia de transmision de equipo de usuario,
22. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, donde el paso de determinacion incluye determinar la potencia de senal minima recibida por el equipo de usuario (60) en la pluralidad de posiciones, y determinar la potencia de transmision para el enlace descendente como la potencia de transmision minima que permitina que una senal se recibiese en la pluralidad de posiciones con la potencia minima requerida.
23. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, donde el paso de determinacion esta dispuesto para determinar la potencia de transmision en base a la potencia de codigo de senal recibida media medida en la pluralidad de posiciones, y un factor k derivado del analisis de presupuesto de enlace del enlace descendente, los margenes de desvanecimiento requeridos para obtener una probabilidad de interrupcion predeterminada en base al numero de mediciones.
24. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 23, incluyendo: efectuar la una o varias mediciones a intervalos, por medio del equipo de usuario; determinar la potencia de transmision; y

poner la potencia de transmision a intervalos dependiendo de la determinacion.
25. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, incluyendo transmitir una peticion al equipo de usuario (60) para hacer que mida al menos la potencia de codigo de senal recibida de enlace descendente, midiendo la potencia de codigo de senal de enlace ascendente, y determinando la potencia de transmision en base a la potencia de senal tanto de enlace ascendente como de enlace descendente.
26. El metodo de la reivindicacion 25, incluyendo medir en el nodo de red local (54) uno o varios parametros del enlace ascendente entre el equipo de usuario (60) y el nodo de red local, y procesar el uno o varios parametros de enlace descendente medidos dependiendo del uno o varios parametros de enlace ascendente.

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27. El metodo de la reivindicacion 26, donde el uno o varios parametros incluyen el tiempo de propagacion de ida y vuelta (RTT).
28. El metodo de la reivindicacion 27, donde, en el paso de determinacion, las mediciones de potencia del enlace 10 descendente son despreciadas cuando el tiempo de propagacion de ida y vuelta indica que el equipo de usuario (60)

esta a una distancia superior a la predeterminada del nodo de red local (54).
29. El metodo de la reivindicacion 26, incluyendo transmitir informacion de posicion GPS que describe la posicion del equipo de usuario (60), y donde, en el paso de determinacion, las mediciones de potencia del enlace descendente

15 son despreciadas cuando la informacion de posicion GPS indica que el equipo de usuario (60) esta a una distancia superior a la predeterminada del nodo de red local (54).