ES2643909T3 - Método y sistema para detección de error de red - Google Patents

Abstract

Método para identificar una fuente de error en una red de comunicación que comprende por lo menos un cliente (106, 206) configurado para conectarse a una estación (15, 17) base, en el que dicho por lo menos un cliente se dispone sobre un vehículo (1) que se mueve repetitivamente en un área predeterminada que comprende por lo menos una estación base, y en el que dicho vehículo se proporciona con por lo una antena externa fija (5 a-n) a través de la cual el cliente y la estación base se comunican, dicho método comprende las etapas ejecutadas por una unidad de control central de: recolectar (S301) datos de calidad de señal de dicho por lo menos un cliente por un período de tiempo extendido cuando mueve en dicha área, dicho datos de calidad de señal son indicadores de calidad de señal entre dicho por lo menos un cliente y dicho por lo menos una estación base, dichos datos de calidad de señal comprende una pluralidad de entradas de datos; determinar (S302) una posición en dicha área en la que cada una de dichas entradas se recolecta y el tiempo en que cada una de dichas entradas de datos se recolecta; identificar (S303) una anomalía en dichos datos de calidad de señal, al comparar los datos de calidad de señal recolectado recientemente con datos de calidad de señal recolectados anteriormente; y determinar (S304), durante por lo menos una anomalía identificada, del tiempo y posición en que dichos datos de calidad de señal que tienen una anomalía se recolectan, una fuente de error en dicha red de comunicación.

Description

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DESCRIPCION

Metodo y sistema para deteccion de error de red Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un metodo y sistema para deteccion de errores en una red de comunicaciones, que comprende por lo menos un cliente en un dispositivo movil.

Antecedente de la invencion

Las demandas sobre la capacidad de comunicacion inalambrica en la sociedad actual crecen rapidamente. En particular, se desea comunicacion rapida y facilmente accesible a traves de dispositivos portatiles sobre areas grandes. Es un reto particular alcanzar dicha comunicacion para dispositivos moviles que estan en movimiento, por ejemplo, cuando se mueven sobre una gran distancia con pobre cubrimiento de red o cuando se afectan por fuentes de ruido desconocidas que interrumpen una senal para comunicacion. En particular, si un cliente, es por ejemplo un telefono movil, que se mueve sobre areas grandes el cliente tiene que conectarse a varias estaciones base con el fin de mantener una conexion suficiente para comunicacion.

La naturaleza movil de un cliente con respecto a las estaciones base puede introducir diversas fuentes potenciales de degradacion de desempeno de comunicacion. Dichas fuentes se pueden derivar de terrenos complejos, competicion por canales disponibles, o la fuente puede ser una fuente de ruido desconocida relacionada con por ejemplo interferencia de frecuencia de radio.

Diagnosticar e identificar fuentes que provocan la degradacion del desempeno es deseable con el fin de resolver los problemas y para proporcionar calidad de comunicacion mejorada. La medicion de la fuerza de la senal de un cliente se puede utilizar para mediciones mas simples, tal como hallar areas de pobre cubrimiento de red. Sin embargo, los problemas de naturaleza mas complejas son mas diffciles de detectar. Puede haber por ejemplo problemas relacionados con estaciones base y/o clientes en sf mismos, y/o mas fuentes inconsistentes de interferencia de frecuencia de radio que no son directos para identificar y/o diagnosticar.

Un ejemplo de un metodo y sistema conocido para medir calidad de datos de senal de una o mas areas servidas por una red de comunicacion inalambrica se divulga en el documento US 2003/0224806, sin embargo, como se menciono, los problemas de naturaleza mas compleja son diffciles de detectar.

Otro ejemplo mas complejo se divulga en el documento US 2005/0287954, que describe un sistema y metodo dirigido a probar varias senales de comunicacion y componentes relacionados en una red de comunicaciones. Sin embargo, subsiste la necesidad de una solucion mas simple y eficiente en costes.

De esta manera, una desventaja de las soluciones de la tecnica anterior es que son incapaces de identificar confiablemente problemas en hardware (por ejemplo, una estacion base) debido a que la informacion relacionada con la fuerza de la senal se obtiene a traves del hardware propiamente dicho.

Otra desventaja es que la fuente mas compleja de ruido o perturbacion, por ejemplo, es inconsistente en tiempo, son diffciles de identificar debido a tiempos impredecibles y/o desconocidos de presencia de la fuente.

Resumen de la invencion

En vista de la necesidad mencionada anteriormente, un objetivo general de la presente invencion es proporcionar un metodo y sistema para identificar una fuente de error en una red de comunicaciones que por lo menos alivia en algun grado las desventajas discutidas anteriormente de la tecnica anterior, y por lo menos cumple parcialmente las necesidades discutidas anteriormente.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona por lo tanto un metodo para identificar una fuente de error en una red de comunicaciones que comprende por lo menos un cliente configurado para conectarse a una estacion base, en el que dicho por lo menos un cliente se dispone sobre un vehffculo que se mueve repetitivamente en un area predeterminada que comprende por lo menos una estacion base, y en el que dicho vehffculo esta provisto con por lo menos una antena externa fija a traves del cual el cliente y la estacion base se comunican, dicho metodo comprende las etapas realizadas por la unidad de control central de:

recolectar datos de calidad de senal de dicho por lo menos un cliente por un penodo de tiempo extendido cuando se mueve en dicha area, dichos datos de calidad de senal son indicadores de calidad de senal entre dicho por lo menos un cliente y dicho por lo menos una estacion base, dichos datos de calidad de senal comprenden una pluralidad de entradas de datos;

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determinar una posicion en dicha area en la que cada una de dichas entradas de datos se recolecta y un tiempo en el que cada una de dichas entradas de datos se recolecta;

identificar una anomalfa en dichos datos de calidad de senal, al comparar nuevamente los datos de calidad de senal recolectados con los datos recolectados previamente; y

determinar, para por lo menos una anomalfa identificada, del tiempo y posicion cuando se recolectan dichos datos de calidad de senal, que tienen una anomalfa, una fuente de error en dicha red de comunicacion.

En un ejemplo, una red de comunicaciones puede ser por ejemplo una red de area amplia inalambrica (WWAN).

Un “area” puede por ejemplo ser la ruta cubierta por un tren, bus, o similar. El area puede por lo tanto ser el area de una ciudad en donde los automoviles taxis u otros vetuculos estan operando. Observe que el “area” aqu no solo es el area en el que se conduce el vetuculo (con su cliente) sino tambien comprende el area en el que una estacion base que esta presente puede conectar al cliente. De esta manera, el area es el area que cubre el vetuculo y la estacion base.

Los vetuculos que se mueven repetitivamente en un area predeterminada pueden ser por ejemplo taxis, vehfculos de reparticion, etcetera. Sin embargo, la invencion es particularmente util cuando se implementa en trenes, buses y otros vetuculos de transporte publico. Los buses, trenes y otros vetuculos de transporte publico normalmente se mueven a lo largo de rutas fijas en momentos establecidos en una forma repetitiva, muy constante, que hace los datos recolectados muy utiles para identificar las anomalfas en tiempo y/o espacio.

Los vetuculos estan provistos adicionalmente con por lo menos una antena externa fija a traves de la cual el cliente y la estacion base se comunican. Por lo tanto, las condiciones de comunicacion y senalizacion para la antena siempre son la misma, lo que tambien hace a los datos recolectados muy utiles para identificar anomalfas en tiempo y/o espacio. En contraste, por ejemplo, los clientes con portatiles estan sujetos a condiciones de senalizacion muy variables con el tiempo, en razon a que se mantienen en diferentes posiciones, a varias distancias de la cabecera, a varias alturas, etcetera. Esto hace diffcil utilizar datos para comparacion, y para detectar anomalfas relacionadas con el contexto, en razon a que se oscurece por las diferencias experimentadas debido a las condiciones de operacion de los clientes. Sin embargo, al medir la calidad de senal cuando se utilizan antenas externas fijas, esto se soluciona eficientemente.

Adicionalmente, la invencion es particularmente util en vetuculos que estan provistos con un enrutador interno para proporcionar comunicacion entre terminales de cliente dentro del vetuculo y redes inalambricas exteriores. El enrutador es un enrutador de red, que es una maquina que reenvfa paquetes de datos entre redes de ordenador, en por lo menos un enlace de datos en cada direccion. El enrutador puede ser un enrutador de acceso movil, y preferiblemente un enrutador de aplicaciones y acceso movil.

El enrutador puede operar a traves de una pluralidad de redes moviles exteriores, que se pueden utilizar simultaneamente. Tambien, el enrutador se puede disponer para comunicarse con el servidor de comunicaciones en por lo menos dos enlaces de datos diferentes (rutas de comunicacion) que tienen diferentes caractensticas, y para separar automaticamente el trafico de comunicaciones entre dichos enlaces de datos con base en la evaluacion. La comunicacion se puede optimizar automaticamente con base en parametros dinamicos o estaticos, tal como potencia de senal y similares. Dichas optimizaciones se conocen per se del documento EP 1 175 757 y EP 2 665 331 del mismo solicitante. Una seleccion automatica se realiza luego entre los enlaces de datos disponibles para utilizar la combinacion mas eficiente. Por lo tanto, se obtiene una distribucion uniforme de los datos entre diferentes enlaces de datos.

El enrutador puede utilizar cualquier enlace de datos disponible, tal como dos o mas de por ejemplo GSM, Satelite, HSPA, EDGE, 1X RTT, EVDO, LtE, LTE-A, Wi-Fi (802.11) y WiMAX; y combinarlos en una conexion de red virtual.

En particular, se prefiere utilizar enlaces de datos proporcionados a traves de tecnologfas de comunicacion de red de area amplia inalambrica (WWAN).

Una anomalfa debe ser considerada como una caractenstica de desviacion o una caractenstica peculiar presente en datos nuevamente recolectados comparados con datos recolectados anteriormente. La anomalfa puede por ejemplo ser una cafda en la fuerza de la senal o un aumento de ruido en un tiempo particular y/o ubicacion en una senal hacia/desde un cliente o una estacion base.

El cliente para recolectar datos de calidad de senal puede utilizar terminales de cliente utilizadas dentro del vehfculo en movimiento. Sin embargo, los clientes tambien se pueden materializar en el equipo de comunicaciones en forma fija dispuestos en el vehfculo en movimiento, tal como un router o modem dispuesto en un tren.

Con la presente invencion, los datos de calidad de senal indicadores de la calidad de una transmision de senal de una estacion base a un cliente, o viceversa, se recolectan durante un penodo de tiempo extendido. Los datos de

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calidad de senal pueden, por ejemplo, ser recolectados por una unidad de control central, por ejemplo, conectados inalambricamente a la red de comunicaciones. El penodo de tiempo puede, por ejemplo, estar en el rango de algunas horas a semanas. El penodo de tiempo puede depender de una serie de muestras dentro de dicho periodo de tiempo. De esta manera, cuando el numero de muestras por periodo de tiempo es bajo, el periodo de tiempo puede ser muy largo, tal como varios meses, o incluso un ano o varios anos. Preferiblemente, el penodo de tiempo se selecciona de tal manera que se obtiene una serie adecuada de muestras.

Adicionalmente, se muestrean los datos de calidad de la senal recolectados en una tasa de muestreo, de esta manera una recoleccion de datos de calidad de senal comprende una pluralidad de entradas de datos. Cuando el vehuculo que lleva el paciente se mueve alrededor en el area se recolectan los datos de calidad de senal del cliente.

Adicionalmente, se determina un tiempo en el que se recolecta la entrada de datos particular y se recolecta una posicion en la que se ubica el cliente cuando la entrada de datos particular. De esta forma, se proporciona cada entrada de datos con una posicion relacionada y tiempo relacionado. De esta manera, la calidad de senal de un cliente se puede rastrear en tiempo y posicion. De esta manera, es posible tener informacion acerca de la calidad de senal del cliente, conectado a una estacion base, en una instancia de tiempo y una posicion relacionada del cliente desde el cual se recibe/transmite una senal hacia/desde una estacion base en el momento de la instancia.

De acuerdo con un ejemplo, se comparan los datos recientemente recolectados con los datos recolectados anteriormente. Por ejemplo, los datos recolectados anteriormente pueden haber sido recolectados por horas, dfas, o semanas. En el caso en que exista una desviacion entre los datos recolectados anteriormente y los datos recolectados recientemente, se puede determinar que se identifica una anomalfa y posteriormente se puede determinar una fuente de error. Preferiblemente, si la desviacion excede un valor umbral predeterminado se puede determinar que se identifica una anomalfa. Mas aun, aumenta la anomalfa en por ejemplo ruido en los datos recientemente recolectados que pueden indicar que existe una fuente de error. La comparacion de los datos recolectados anteriormente se puede basar en un valor medio, o un valor medio sobre un determinado penodo de tiempo, o una serie determinada de muestras recolectadas. Para el proposito de identificar desviaciones, tambien se pueden filtrar valores estadfsticos de datos recolectados anteriormente mediante una variedad de medios, determinando de esta manera el subconjunto que se considerara el comportamiento normal. Los parametros para valores aceptables se pueden determinar luego a partir de dicho subconjunto.

Alternativamente, se puede comparar datos de calidad de senal recolectados de los clientes con datos de calidad de senal predeterminados con base en los datos de calidad de senal recolectados anteriormente. Los datos de calidad de senal nuevos pueden luego ser comparados con los datos de calidad de senal estandarizados (por ejemplo, datos de senal a ruido) utilizando, por ejemplo, analisis de patrones. En este caso, el aumento periodico en ruido en los nuevos datos de calidad de senal comparados con los datos de calidad de senal estandarizados puede ser una anomalfa y de esta manera indican una fuente de error. El tiempo y la posicion relacionados con las entradas de datos corresponden a la anomalfa luego habilitan la identificacion de la fuente de error.

Una lista no exhaustiva de fuentes potenciales de error que pueden provocar una anomalfa en los datos recolectados es: un mal funcionamiento de la estacion base, mal funcionamiento de hardware del cliente (por ejemplo, una pobre antena en el cliente), interferencia de radio frecuencia de fuentes externas, cables de antena danados o conectores de antena, etcetera.

La presente invencion proporciona una solucion eficiente en costes para identificar fuentes de ruido y perturbaciones en una red de comunicaciones. La invencion utiliza clientes que ya se mueven en el area de la red de comunicacion, y recolecta datos de calidad de senal de los clientes en uso o no en uso. Por lo tanto, el analisis tal como el procesamiento de senales y reconocimiento de patrones de datos de calidad de senales ya existentes debido a comunicacion normal de los clientes se utiliza para la identificar fuentes de ruido, perturbaciones, mal funcionamiento, etcetera. Adicionalmente, se pueden hacer continuamente mediciones, sin afectar la operacion normal del sistema de comunicaciones inalambricas.

El metodo comprende ventajosamente determinar datos de calidad de senal promedio a partir de datos de calidad de senal recolectados anteriormente, y comparar los datos de calidad de senal recolectados recientemente con el grupo de datos de calidad de senal tal como un promedio de datos de calidad de senal filtrados o medios. En otras palabras, el grupo de datos de calidad de senal fijo se basa en los datos recolectados anteriormente, y se identifica una anomalfa al hallar una desviacion en los datos recientemente recolectados de los datos de senal promedio.

Un promedio formado sobre un determinado periodo de tiempo, o sobre un determinado numero de muestras, es facil y sencillo de implementar. Sin embargo, si la anomalfa que se va a detectar ha estado tambien frecuentemente en el pasado, existe el riesgo de que la anomalfa afecte significativamente el valor promedio. Para este fin, se puede preferir utilizar un valor promedio para entradas recibidas sobre un determinado periodo de tiempo, o sobre un numero determinado de muestras. Un valor medio se afecta menos por las anomalfas en los datos recolectados anteriormente. Sin embargo, tambien se puede utilizar la filtracion y similares. Por ejemplo, es posible dejar todas las entradas que tengan una calidad de senal por debajo de un determinado umbral, y calcular un valor medio o promedio solamente para las entradas restantes. Tambien es posible comparar datos recolectados recientemente

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con diversas adiciones de datos recolectados previamente, tal como valores promedio basados en diferentes penodos de tiempo, y/o diferentes numeros de muestras, tanto valores medios como promedios, ambos valores medios y valores promedios filtrados, etcetera.

En una realizacion de la invencion, los datos de calidad de senal se pueden ventajosamente recolectar a partir de diversos clientes, dispuestos en diversos vehnculos. Por lo tanto, debido al que un gran numero de clientes se mueven en un area, por ejemplo, clientes a bordo de automoviles taxi, se puede recolectar una gran cantidad de datos de calidad de senal en diferentes momentos y posiciones en el area, proporcionando un diagnostico a fondo e identificacion de una fuente de error tal como una fuente de ruido. Por ejemplo, en muchas ciudades existe un gran numero de automoviles taxi que se mueven en el area de la ciudad. Los automoviles taxi pueden luego ser provistos con una antena externa, y un equipo de comunicacion fijo que opera como un cliente, que se va a conectar a diferentes estaciones base dependiendo de la posicion del automovil taxi en la ciudad. En la misma forma, se pueden hacer mediciones en buses, trenes, etcetera. Los datos de calidad de la senal recolectados a partir de los clientes en este caso se pueden analizar con el fin de encontrar anomalfas en los datos. Por ejemplo, puede haber una anomalfa que ocurra en un momento y lugar particular todas las semanas, indicando que una fuente de ruido es operativa solamente en determinados momentos. Por lo tanto, se puede identificar eficientemente una fuente de ruido utilizando la invencion. Los datos recolectados previamente pueden en el caso de diversos clientes ser recolectados de mas de un cliente, por ejemplo, de varios miles de clientes. En el rango de calidades de senal aceptables basadas en la calidad de senal recolectada anteriormente se puede formar como un dato de calidad de senal promedio, un valor medio de los datos de calidad de senal, un promedio filtrado, etcetera, formado a partir del promedio de los datos de calidad de senal recolectados de mas de un cliente, por ejemplo, de todos los clientes en la red de comunicacion.

Un ejemplo particular es un tren o bus que se mueve frecuentemente y repetitivamente a lo largo de una ruta predeterminada. En el tren o bus se puede fijar un router y/o modem que puede funcionar como un cliente para realizar las mediciones, o terminales separados conectados al router y/o modem que puede ser utilizado por los clientes para este proposito. Cuando el tren se mueve a lo largo de la ruta, los clientes, por ejemplo, utilizando diferentes proveedores de red, se conectan a diferentes estaciones base dependiendo de, por ejemplo, que estacion base es mas cerca al tren (o por lo menos mas cerca a los clientes). Si la calidad de la senal (por ejemplo, fuerza de la senal) es consistentemente baja en un punto particular a lo largo de la ruta para todos los clientes conectados a la misma estacion base, independiente de la hora del dfa, y la fuerza de la senal es mayor cuando los clientes se conectan a otras estaciones base a lo largo de la ruta, es probable que exista un problema (fuente de error) con esa estacion base.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el metodo puede comprender adicionalmente determinar dicha calidad de senal de grupo, tal como un valor medio o promedio, de datos de calidad de senal recolectados anteriormente recolectados de clientes conectados a estaciones base diferentes de la estacion base conectada a dicho por lo menos un cliente cuando dichos datos recientemente recolectados se recolectan correspondiendo a dicha anomalfa. Por lo tanto, se puede identificar una fuente de ruido relacionada con una estacion base particular ubicada en un area de varias estaciones base. Por ejemplo, se puede detectar una anomalfa al comparar primeros (anteriores) datos de calidad de senal recolectados de clientes conectados a una estacion base que funciona adecuadamente con segundos datos (nuevos) de calidad de senal recolectados de clientes conectados a una estacion base que funciona pobremente. De esta manera, una desviacion entre los primeros y segundos datos de calidad de senal pueden indicar una fuente de error en la estacion base pobre.

El metodo puede comprender adicionalmente almacenar los datos de calidad de senal recolectados en una base de datos junto con una hora y posicion para cada entrada de datos, y tambien en asociacion con cada entrada de datos, en por lo menos uno, y preferiblemente una pluralidad de parametros contextuales, y en particular uno o varios de:

• un identificador de estacion base, indica que la estacion base del cliente se conecta actualmente o cuando se recolectan datos de calidad de senal;

• informacion acerca de la tecnologfa de comunicacion utilizada cuando se recolectan datos de calidad de senal, tal como GSM, Satelite, DVB-T, HSPA, EDGE, 1X RTT, EVDO, LTE, WiFi (802.11) y WiMAX;

• informacion acerca de la frecuencia o banda de frecuencia en la que ocurre la comunicacion;

• informacion acerca del tipo de vehnculo;

• informacion acerca del tipo de antena externa utilizada en el vehnculo; y

• informacion acerca de la direccion de la antena/vehnculo, en el caso de que la antena externa tenga alta capacidad de direccionamiento.

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Cuando se comparan datos recolectados recientemente acerca de la calidad de senal con datos recolectados anteriormente, es posible comparar solamente un subgrupo de datos recolectados anteriormente, relacionados, por ejemplo, con la misma tecnolog^a de comunicaciones y el mismo tipo de vetnculo que en los datos recolectados recientemente. Por ejemplo, los datos recolectados recientemente de un tren que utiliza tecnologfa LTE se pueden comparar solamente con datos recolectados anteriormente recolectados de trenes y que utilizan LTE. La calidad de la senal variara entre diferentes tecnologfas de comunicacion, incluso aunque el contexto sea claramente el mismo, debido a diferencias en estas tecnologfas. Adicionalmente, diferentes tipos de antenas externas proporcionaran diferente calidad de senal. Adicionalmente, diferentes vetnculos proporcionaran diferente calidad de senal, debido a por ejemplo, diferente longitud de cable para conectar el equipo de comunicacion a la antena externa, ubicacion de la antena externa a diferentes alturas, etcetera. Al clasificar la informacion acerca de esto junto con las entradas de datos, y comparar solamente los datos que tengan el mismo contexto o contextos similares, es mas facil identificar anomalfas, debido a las diferencias se ven oscurecidas por diferencias contextuales inherentes.

Sin embargo, tambien es posible comparar datos recolectados recientemente con datos recolectados anteriormente relacionados con diferentes contextos. Por ejemplo, se considera las diferencias entre diferentes tipos de antenas externas normalmente sera de pocos dB, y grandes anomalfas, por ejemplo, relacionadas con 10 o 20 dB o mas, seran evidentes, aunque a traves de los datos de medicion relacionados con diferentes tipos de antenas externas.

Adicionalmente, cuando se utilizan datos recolectados anteriormente que tienen diferencias en uno o varios parametros contextuales, se puede utilizar un factor de correccion. Tal factor de correccion puede, por ejemplo, ser determinado facilmente empmcamente y puede utilizar aumentar o incrementar las entradas de datos relacionados con una determinada instancia del parametro contextual para hacer coincidir entradas de datos relacionadas con otra instancia del parametro contextual. Por ejemplo, los datos de calidad de senal obtenidos mediante un tipo de antena externa se pueden corregir, mediante division, multiplicacion, suma y resta por uno o varios factores de correccion, para hacer coincidir los datos de calidad de senal obtenidos por otro tipo de antena externa.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, dicho datos de calidad de la senal pueden comprender fuerza de senal y/o datos de senal a ruido. En caso de fuerza de senal, se puede determinar una anomalfa si la desviacion entre los datos recolectados anteriormente y los datos detectados recientemente superan un umbral, por ejemplo 3 dB. Se puede hacer una medicion de la fuerza de la senal en terminos del indicador de fuerza de senal recibida (RSSI), indicador de potencia de canal recibida (RCPI), o un estandar similar. Los datos de calidad de senal se pueden medir como codificados, fuerza de senal total, como fuerza de senal decodificada, o como una combinacion de estas, tal como la diferencia entre la fuerza de senal codificada, y la fuerza de la senal total decodificada, proporcionando por lo tanto una relacion de senal a ruido.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, dichos datos de calidad de senal pueden comprender datos indicadores de un tipo de tecnologfa de conexion, indicador de calidad de llamada de voz, frecuencia de canal y ancho de banda, latencia de red y/o produccion de datos. El tipo de tecnologfa de conexion es importante para la interpretacion de los datos de calidad de senal, tal como la fuerza de la senal. La latencia de red es un retardo de una senal de por ejemplo una estacion base al cliente o viceversa. La produccion de datos es la cantidad de datos que se envfan exitosamente a traves de la red de comunicaciones por unidad de tiempo, por ejemplo, en terminos de bits de datos por segundo. La frecuencia de canal y ancho de banda se pueden utilizar para estimacion del ruido en un ancho de banda de frecuencia particular.

Adicionalmente, el metodo puede comprender interpolar dicha posicion desde un sistema de ubicacion en tiempo real. Por ejemplo, un sistema de ubicacion en tiempo real puede ser un sistema de posicionamiento global (GPS) del cliente, o conectado al cliente y/o parte de la comunicacion de red de area amplia inalambrica (WWAN). Adicionalmente, o como una alternativa al GPS, tambien se pueden utilizar otros sistemas satelitales de navegacion global (GNSS) tal como Galileo, GLONASS o Compass.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona un sistema de identificacion de una fuente de error en una red de comunicaciones que comprende por lo menos un cliente conectado a una estacion base, en el que dicho por lo menos un cliente se dispone sobre un vetnculo que se mueve repetitivamente en un area predeterminada, en el que dicho vetnculo esta provisto con por lo menos una antena externa fija a traves de la cual dicho cliente y dicha estacion base se comunica, dicho sistema que comprende una unidad de control central configurada para ejecutar las etapas de acuerdo con el primer aspecto de la invencion, en el que dicha unidad de control central se configura para recibir dichos datos de calidad de senal sobre dicha red de comunicacion.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el sistema puede comprender adicionalmente, un sistema de ubicacion en tiempo real. El sistema de ubicacion en tiempo real puede ser ventajosamente una unidad de sistemas satelitales de navegacion global (GNSS), tal como una unidad GPS, de dicho cliente, o conectado a dicho cliente.

Los efectos y caractensticas de este segundo aspecto de la presente invencion son bastante analogos a aquellos descritos anteriormente en relacion con el primer aspecto de la invencion y las realizaciones mencionadas son bastante compatibles con las realizaciones mencionadas en relacion con el primer aspecto de la invencion.

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De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invencion, se proporciona un producto de programa de ordenador que comprende un medio legible por ordenador almacenado en estos medios de programa de ordenador para ejecutar las etapas del primer aspecto de la invencion.

Los efectos y caractensticas de este tercer aspecto de la presente invencion son en gran medida analogos a aquellos descritos anteriormente en relacion con el primer y/o segundo aspecto de la invencion y las realizaciones mencionadas son compatibles en gran medida con las realizaciones mencionadas en relacion con el primer y/o segundo aspecto de la invencion.

Caractensticas adicionales, y ventajas, de la presente invencion seran evidentes cuando se estudien las reivindicaciones adjuntas y la siguiente descripcion. El experto se dara cuenta de que las diferentes caractensticas de la presente invencion se pueden combinar para crear realizaciones diferentes a aquellas descritas en lo siguiente, sin apartarse del alcance de la presente invencion.

Breve descripcion de los dibujos

Para propositos de ejemplificacion, la invencion se describira en mas detalle en lo siguiente con referencia a las realizaciones de la misma ilustrada en los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 ilustra esquematicamente un tren y un numero de clientes que ilustran una realizacion de ejemplo de la invencion;

La figura 2 ilustra esquematicamente una aplicacion de ejemplo para una realizacion de la invencion; y

La figura 3 proporciona un diagrama de flujo que muestra etapas de metodo de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la invencion.

Descripcion detallada de las realizaciones preferidas

En la siguiente descripcion detallada, se describiran las realizaciones preferidas de la presente invencion. Sin embargo, se entiende que las caractensticas de las diferentes realizaciones son intercambiables entre realizaciones y se pueden combinar de diferentes formas, a menos que se indique espedficamente de otra manera. Incluso aunque en la siguiente descripcion, se establecen numerosos detalles espedficos para proporcionar una comprension a fondo de la presente invencion, sera evidente para el experto en la tecnica que la presente invencion puede practicar sin estos detalles espedficos. En otros casos, las funciones o construcciones bien conocidas o no se describen en detalle, con el fin de no oscurecer la presente invencion. En los siguientes ejemplos, se divulga una realizacion relacionada con un tren. Sin embargo, se reconoce por el lector experto que el metodo y sistema se pueden utilizar en forma correspondiente con otros vedculos moviles, tal como buses y similares.

En la figura 1 se proporciona una ilustracion esquematica de un vedculo 1, tal como un tren, que tiene un sistema de comunicacion. El sistema de comunicacion comprende un enrutador 2 de comunicacion de datos para recibir y transmitir datos entre una red de area local (LAN) 3 interna, y una o varias redes de area amplia (WAN) 4a, 4b, 4c externas. Se proporciona comunicacion hacia y desde el WAN a traves de una o diversas antenas 5 a-n externas en el techo del vedculo. Se encuentran disponibles dos o mas enlaces de datos, ya sea entre el tren y uno de la WAN, y/o al utilizar diversos WAN simultaneamente.

El LAN es preferiblemente una red inalambrica, que utiliza una o varias antenas internas para comunicarse con las unidades 6 terminales dentro del vedculo. Tambien es posible utilizar una red cableada dentro del vedculo. La LAN se puede configurar como un punto de acceso inalambrico. El cliente 6 puede ser un dispositivo informatico tal como ordenadores portatiles, telefonos moviles, PDA y etcetera.

El enrutador de comunicacion de datos comprende una pluralidad de modems 21 en la asignacion de flujo de datos a diferentes WAN y/o diferentes enlaces de datos en una WAN se controla por un controlador 23. El controlador preferiblemente se realiza como un procesador controlado por software. Sin embargo, el controlador se puede realizar alternativamente completamente o parcialmente en el hardware.

El sistema tambien puede comprender un receptor 7 de sistema de posicionamiento global (GPS) para recibir senales GPS indicadoras de la posicion actual del vedculo, y en el que el controlador se puede disponer para asignar flujos de datos a varios enlaces de datos tambien parcialmente en dependencia de dichas senales GPS recibidas.

El enrutador de comunicacion de datos tambien se puede denominar MAR (Enrutador de acceso movil) o MAAR (Enrutador de aplicaciones o acceso movil).

El enrutador de comunicacion de datos se dispone preferiblemente para comunicarse con por lo menos dos rutas de comunicacion diferentes con caractensticas. Por lo tanto, la comunicacion se puede optimizar automaticamente con

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base en condiciones espedficas, tal como precio, velocidad, etcetera. Dichos enrutadores de comunicacion de datos se conocen por ejemplo de EP 1 175 757 por el mismo solicitante. Dichos enrutadores tambien estan disponibles comercialmente del solicitante, Icomera AB. Por el presente el enrutador puede utilizar todos los canales de datos disponibles, tal como dos o mas de por ejemplo GSM, satelite, DVB-T, HSPA, EDGE, 1X RTT, EVDO, LTE, WiFi (802.11) y WiMAX; y combinarlos en una conexion de red virtual. Se puede hacer una seleccion automatica entre los canales disponibles para utilizar la combinacion mas efectiva en costes que cumpla los requerimientos de disponibilidad, ancho de banda y confiabilidad del usuario. Por lo tanto, se puede obtener una distribucion uniforme de los datos entre diferentes canales.

La red de comunicacion en este caso es una red de area amplia inalambrica (WWAN). Cuando el tren se mueve a lo largo de su ruta predeterminada en un area predeterminada, el tren puede pasar varias estaciones base, en este caso se muestran dos estaciones 15 y 17 base. La medicion para determinar, por ejemplo, la fuerza de la senal y la calidad de la senal se pueden hacer mediante las unidades 6 de terminal, pero se hace preferiblemente por el enrutador 2 y/o modems 21, que actuan como clientes en la red exterior. Dependiendo de la ubicacion del tren, los clientes en el tren pueden estar conectados y en comunicacion con una de las estaciones 15 o 17 base. De esta manera, si el tren se esta moviendo en la direccion de la flecha, el cliente puede primero haberse conectado a la estacion 15 base y luego en un momento posterior conectarse a la estacion 17 base y posiblemente a ambas estaciones base cuando esta entre ellas. Una unidad de control central, por ejemplo, realizada dentro del enrutador 2, se dispone para recolectar datos de calidad de senal de los clientes. Los datos de calidad de senal son indicadores de la calidad de senal entre el cliente y la estacion base actualmente conectada a la estacion base correspondiente (es decir, la estacion 15 o 17 base). Los datos de calidad de senal comprenden varias entradas de datos de calidad de senal, almacenadas en una base de datos. Adicionalmente, cada una de las entradas de datos de calidad de senal tiene una posicion y tiempo correspondiente relacionado con el tiempo cuando la entrada de datos correspondiente se recolecta y con la posicion del cliente correspondiente en el tiempo correspondiente. Por ejemplo, si el cliente se conecta a una estacion 15 base en el momento T y se ubica en la posicion P cuando se recolecta una entrada de datos de calidad, el tiempo T y la posicion P (“P como una funcion de T”) se asocia con esa entrada de datos. Del mismo modo, otros clientes, tambien conectados a la estacion 15 base, tienen el tiempo y la posicion T' y P' relacionada con la entrada de datos.

Cuando un tren se mueve a lo largo de una ruta predeterminada, se recolectan datos de calidad de senal por parte de la unidad de control central del cliente. Los datos de calidad de senal se pueden relacionar, por ejemplo, con la fuerza de la senal entre cada uno de los clientes y la estacion 15, 17 base correspondiente. En razon a que el tren probablemente viaja a lo largo de la misma ruta frecuentemente, se pueden recolectar datos de calidad de senal sobre penodos de tiempo extendidos. Puede ocurrir que los clientes, o por lo menos algunos de los clientes, reciben constantemente una senal que tiene una fuerza de senal debil de la estacion 17 base. En otras palabras, los datos de calidad de senal previamente conectados indican fuerza de senal mas fuerte comparada con los datos de calidad de senal recientemente recolectados. Por ejemplo, los datos de calidad de senal recolectada recientemente pueden indicar una poca perdida de senal de dB, tal como perdida de senal de 3 dB, en comparacion con los datos de calidad de senal recolectados anteriormente. Esta desviacion se puede identificar como una anomalfa en los datos recolectados. Adicionalmente, un tiempo y una posicion relacionados con la anomalfa indican en que posicion se ubica el cliente cuando la entrada de datos (entradas) de la anomalfa se recolectan. Adicionalmente, los datos de calidad de senal comprenden ventajosamente un identificador de base de datos y/o un identificador de cliente. De esta forma, por ejemplo, con un identificador de base de datos, se puede identificar una base de datos particular y por lo tanto asociar con una anomalfa. Alternativamente, la posicion y el tiempo de la entrada de datos (entradas) relacionadas con la anomalfa (en este caso perdida de senal) pueden indicar en que estacion base se encuentra un error. En esta forma se detecta una fuente de error en la estacion 17 base.

La figura 2 ilustra esquematicamente una pluralidad de clientes 106, 206 dispuestos en vedculos correspondientes que se mueven en un area espedfica. Naturalmente, puede haber mas de un cliente dispuesto en un vedculo y mas de dos vedculos dentro de la misma area. Los clientes se disponen aqrn para comunicarse a traves de modems 121, 221. Adicionalmente, los clientes cada uno se pueden conectar a una estacion 15 o 17 base. En el caso de ejemplo mostrado en la figura 2, una fuente de error es una fuente de ruido en la forma de un motor 13 de bomba pobremente protegido cerca de una estacion 17 base. Observe que el motor 13 de bomba pobremente protegido solamente se utiliza como un ejemplo y se pueden concebir muchas otras fuentes de ruido. El motor 13 de bomba provoca un aumento de ruido en clientes que se mueven en la vecindad del motor 13 de bomba. De los datos de calidad de senal recolectados con tiempos y posiciones correspondientes y con el movimiento de clientes durante un penodo de tiempo extendido en el area, la ubicacion del motor 13 de bomba se puede triangular. Por ejemplo, en los datos de calidad de senal recolectados que tienen tiempos y posiciones correspondientes de clientes, las anomalfas como los aumentos de nivel de ruido se pueden observar en los datos de calidad de senal recolectados cerca de una determinada ubicacion y en determinados momentos. De esta manera, a traves del analisis de patrones de los datos de calidad de senal recolectados, se pueden detectar aumentos periodicos de ruido. Adicionalmente, la fuente de ruido se puede situar en una ubicacion que corresponde a la ubicacion de la bomba 13 y al tiempo que corresponde a las horas de funcionamiento de la bomba 13.

Las posiciones de los clientes se pueden adquirir a partir de un sistema de ubicacion en tiempo real del cliente, por ejemplo, un GPS de cliente. Adicionalmente, la posicion se puede interpolar desde un sistema de ubicacion en

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tiempo real como parte de una comunicacion de red de area amplia inalambrica (WWAN). Observe que los clientes que se mueven en el area son reemplazables. En otras palabras, los datos de calidad de senal recolectada pueden venir de diversos clientes durante diferentes penodos de tiempo. Por ejemplo, un cliente solo puede pasar en el area una vez y otros clientes pueden viajar en el area durante un periodo mayor. Adicionalmente, no se muestran otros clientes adicionales que en la figura 2 que pueden ingresar al area y contribuir a los datos de calidad de senal recolectado.

Adicionalmente, se puede incluir un tipo de tecnologfa de conexion y medicion de rendimiento realizada por los clientes 106, 206 incluidos en los datos de calidad de senal. De esta forma se puede identificar una estacion base (por ejemplo, la estacion 17 base) que es incapaz de suministrar desempeno satisfactorio del tipo de tecnologfa que soportan.

La figura 3 proporciona un diagrama de flujo que muestra las etapas de un metodo de acuerdo con una realizacion de la invencion. El metodo se basa en tener por lo menos un cliente dispuesto en un vehnculo que se mueve repetitivamente en un area. Cada uno de por lo menos un cliente se configura para conectarse a una estacion base en el area. En una primera etapa S301, los datos de calidad de senal se recolectan del cliente durante un penodo prolongado de tiempo. Los datos de calidad de senal son indicadores de la calidad de senal entre el cliente y la estacion base. Los datos de calidad de senal comprenden una pluralidad de entradas de datos. En una etapa S302 posterior, se determina un tiempo y posicion para cada una de las entradas de datos. En otras palabras, se determina el tiempo cuando se recolecta una entrada de datos y una posicion del cliente cuando se determina la entrada de datos recolectada. En la etapa S303, se determina una anomalfa en los datos de calidad de senal al comparar los datos de calidad de senal recolectados recientemente con los datos de calidad de senal recolectados anteriormente. La anomalfa puede ser por ejemplo una desviacion en la fuerza de la senal o un aumento en el ruido.

A partir del tiempo y la posicion de la entrada/entradas de datos relacionados con la anomalfa, se puede determinar una fuente de error en la etapa S304. Esto se puede hacer por ejemplo mediante triangulacion de los movimientos de los clientes cuando se mueve en el area que tienen una fuente de ruido y con base en esto, se puede determinar una fuente de error. Adicionalmente o alternativamente, se puede determinar a partir de reconocimiento de patrones que, por ejemplo, una diferencia de 3 dB en la fuerza de la senal se encuentra constantemente cerca de una estacion base, lo que puede indicar una fuente de error en esa estacion base. Por ejemplo, puede haber un problema de tal manera que la estacion base esta en alguna forma funcionando mal o suministrando pobre desempeno. Los datos de calidad de senal pueden por ejemplo ser una fuerza de senal y/o datos de senal a ruido.

En una realizacion, se realiza una etapa de determinar datos de calidad de senal promedio. En este caso, se comparan los datos de calidad de senal recolectados recientemente con los datos de calidad de senal promedio.

Opcionalmente, se recibe un identificador de cliente y/o un identificador de estacion base del cliente para identificar el cliente del que se recolectan los datos de calidad de senal y/o la estacion base correspondiente.

La invencion se ha descrito ahora con referencia a realizaciones espedficas. Sin embargo, las variaciones a las realizaciones divulgadas se pueden entender y efectuar por parte del experto en la practica de la invencion reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgacion y las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, el cliente hace la medicion y se puede disponer como unidades separadas, sondas, conexion a modem o similares al interior del vetnculo, pero tambien se puede realizar dentro del modem o router. Adicionalmente, el sistema de comunicacion puede utilizar en varios tipos de vehnculos. Dichas modificaciones y otras modificaciones obvias se pueden considerar que estan dentro del alcance de la presente invencion, como se define por las reivindicaciones adjuntas. Se debe tener en cuenta que las realizaciones mencionadas anteriormente ilustran a diferente de limitar la invencion, y que aquellos expertos en la tecnica seran capaces de disenar muchas realizaciones alternas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En los dibujos, cualquier signo de referencia colocado entre parentesis no se constituira como limitante de la reivindicacion. La frase “que comprende” no excluye la presencia de otros elementos o etapas diferentes a aquellos enumerados en la reivindicacion. La palabra “un” o “uno” que precede un elemento no excluyen la presencia de una pluralidad de dichos elementos. Adicionalmente, una unica unidad puede realizar las funciones de diversos medios mencionados en las reivindicaciones.

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   REIVINDICACIONES

   1. Metodo para identificar una fuente de error en una red de comunicacion que comprende por lo menos un cliente (106, 206) configurado para conectarse a una estacion (15, 17) base, en el que dicho por lo menos un cliente se dispone sobre un vehnculo (1) que se mueve repetitivamente en un area predeterminada que comprende por lo menos una estacion base, y en el que dicho vehnculo se proporciona con por lo una antena externa fija (5 a-n) a traves de la cual el cliente y la estacion base se comunican, dicho metodo comprende las etapas ejecutadas por una unidad de control central de:

   recolectar (S301) datos de calidad de senal de dicho por lo menos un cliente por un penodo de tiempo extendido cuando mueve en dicha area, dicho datos de calidad de senal son indicadores de calidad de senal entre dicho por lo menos un cliente y dicho por lo menos una estacion base, dichos datos de calidad de senal comprende una pluralidad de entradas de datos;

   determinar (S302) una posicion en dicha area en la que cada una de dichas entradas se recolecta y el tiempo en que cada una de dichas entradas de datos se recolecta;

   identificar (S303) una anomalfa en dichos datos de calidad de senal, al comparar los datos de calidad de senal recolectado recientemente con datos de calidad de senal recolectados anteriormente; y

   determinar (S304), durante por lo menos una anomalfa identificada, del tiempo y posicion en que dichos datos de calidad de senal que tienen una anomalfa se recolectan, una fuente de error en dicha red de comunicacion.
2. 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente determinar datos de calidad de senal promedio de los datos de calidad de senal recolectados anteriormente, y comparar los datos de calidad de senal recolectados recientemente con los datos de calidad de senal promedio.
3. 3. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 2, que comprende adicionalmente determinar dicha calidad de senal promedio de datos de calidad de senal recolectado anteriormente recolectados de clientes conectados a estaciones base diferentes de la estacion (15, 17) base conectada a dicho por lo menos un cliente (106, 206) en el que dichos datos recolectados recientemente se recolectan en forma correspondiente a dicha anomalfa
4. 4. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente recolectar datos de diversos clientes (106, 206).
5. 5. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente recibir un identificador de cliente para identificar al cliente (106, 206) del cual se recolectan los datos de calidad de senal correspondientes.
6. 6. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos datos de calidad de senal comprenden datos de fuerza de senal y/o senal a ruido.
7. 7. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente recibir un identificador de estacion base para identificar dicha estacion (15, 17) base.
8. 8. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que dichos datos de calidad de senal comprenden datos indicadores de un tipo de tecnologfa de conexion, indicador de calidad de llamada de voz, frecuencia y ancho de banda, latencia de red, y/o produccion de datos.
9. 9. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente interpolar dicha posicion desde un sistema de ubicacion en tiempo real.
10. 10. Sistema para identificar una fuente de error en una red de comunicacion que comprende por lo menos un cliente (106, 206) conectado a una estacion (15, 17) base, en el que dicho por lo menos un cliente se dispone sobre un vehfculo (1) que se mueve repetitivamente en un area predeterminada, en el que dicho vehfculo esta provisto con por lo menos una antena (5 a-n) externa fija a traves de la cual dicho cliente y dicha estacion base se comunican, dicho sistema comprende una unidad central de control central configurada para ejecutar las etapas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicha unidad de control central se configura para recibir dichos datos de calidad de senal sobre dicha red de comunicacion.
11. 11. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 10, que comprende adicionalmente sistema de ubicacion en tiempo real.
12. 12. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que dicho sistema de ubicacion en tiempo real es un sistema satelital de navegacion global, GNSS, unidad, tal como unidad (7) GPS, de dicho cliente.
13. 13. Producto de programa de ordenador que comprende un medio legible por ordenador que tiene medios de programa de ordenador en este para ejecutar las etapas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.