MXPA00011949A - Metodo para elaborar un modelo de lista de estaciones de base vecinas a una unidad movil en un sistema de telefonia celular por cdma. - Google Patents

Abstract

Un proceso que se instrumenta mediante computadora, que determina cuales son las estaciones de base que es mas probable que se comuniquen con una unidad movil; establece la probabilidad correspondiente a que cada estacion de base se comunique con una unidad movil situada en una posicion basada sobre el nivel real de la senal recibida, en comparacion con el nivel de interferencia de las senales que se recibe en la posicion; despues, para cada conjunto de estaciones de base hace el computo de la probabilidad de que se comunique ese conjunto de estaciones de base.

Description

MÉTODO PARA ELABORAR UN MODELO DE LISTA DE ESTACIONES DE BASE VECINAS A UNA UNIDAD MÓVIL EN UN SISTEMA DE TELEFONÍA CELULAR POR CDMA Campo de la Presente Invención Este invento se refiere a sistemas de telefonía celular y, de modo especial, a procesos para determinar aquellas estaciones de base con las cuales se debe comunicar una unidad móvil, en los sistemas de telefonía celular de acceso múltiple por división de códigos (CDMA) .

Historia de La Tecnología Previa Los sistemas comerciales de comunicación móvil que actualmente existen en el mercado típicamente constan de pluralidad de estaciones fijas de base (células) , cada una de las cuales transmite señales hacia, y recibe señales desde, unidades móviles que se hallan dentro de la zona de comunicación de esas células. Cada estación de base de un sistema de CDMA se comunica con unidades móviles mediante el envío de transmisiones digitales en el mismo espectro de frecuencias. En la mayoría de los sistemas celulares, en especial en aquellos que tienen células en zonas urbanas que transportan un tráfico intenso, a cada estación se la puede subdividir en dos o tres sectores, cada uno de los cuales puede constar de su propio equipo de transmisión, y las antenas de esos equipos brindan una cobertura de 180 o de 120 grados, respectivamente. Cuando en esta memoria descriptiva se utilice la expresión "estación de base", lo que se quiere decir es tanto sectores como células, a menos que el contexto indicare lo contrario.

Un sistema de CDMA transmite mensajes en forma digital. En un sistema de CDMA, todas las transmisiones están en el mismo espectro de frecuencias, por lo que tiene que haber alguna manera para que las señales digitales que constituyen cada mensaje sean reconocibles de entre todas las posibles transmisiones asequibles. Para conseguir esto, a los mensajes digitales los cifra una serie de códigos digitales superpuestos. A uno de estos códigos, al que se denomina código de ruido seudoaleatorio (PN) , se lo aplica a todas las transmisiones que se hacen por todo un sistema de CDMA. Al código de PN se lo emplea para cifrar los bits individuales del mensaje original, en el transmisor, y para descifrar el mensaje cifrado, en el receptor. Con el objeto de reconocer los mensajes que provienen de una estación de base en particular, cada estación de base utiliza una compensación distinta de tiempos (que se denomina compensación de PN) a partir de algún tiempo inicial iterativo, para empezar el cifrado de la transmisión mediante el empleo del código PN. De esa manera, una estación de base puede comenzar una transmisión cifrada en el tiempo inicial; una segunda estación de base, en una compensación de una unidad contada a partir del tiempo inicial; una tercera, en una compensación de dos unidades contadas a partir del tiempo inicial, y así sucesivamente hasta que se alcanza un total de 512 compensaciones .

A cada transmisión que se hace entre una unidad móvil y una estación de base también se la pone en lo que en efecto es un canal aparte, mediante un ulterior cifrado de la transmisión con un código, de una pluralidad de códigos, Walsh. A un mensaje que se lo hubiere cifrado con el código Walsh, así como con un código PN, sólo se lo puede descifrar con el mismo código Walsh en el receptor. Así, una transmisión cifrada que se produjere en un canal en particular se descifra por medio de la aplicación de una máscara, que comprende tanto los códigos Walsh como los PN, al patrón que se recibiere de bits de información que tiene comienzo en la compensación del PN que se designare para esa estación de base en-particular.

Por lo normal, una estación de base tiene sesenta y cuatro códigos Walsh disponibles para la definición de canales en los que puede establecer transmisiones con unidades móviles. A algunos de esos canales se los preasigna para que actúen como canales de control: por ejemplo, con el objeto de avisar a las unidades móviles respecto de qué compensación en particular se usa para el PN, cada estación de base continuamente radiodifunde en uno de esos canales (un canal piloto) definidos por códigos Walsh, el código de PN que utiliza la compensación de PN que le fuera asignado a esa estación. Las unidades móviles vigilan este canal piloto preasignado. Cuando una unidad móvil encuentra una compensación en la que se puede descifrar un piloto, se remite a otro canal de control (un canal de sincronización) , para determinar el tiempo inicial y, de ese modo, identificar la compensación de PN de la estación de base. Cada sistema también mantiene un canal de llamada sobre el que se pone indicaciones de que están llegando mensajes nuevos. Para éstas, y otras, funciones de control se proporciona un total de nueve canales .

Con el objeto de permitir que las unidades móviles transmitan y reciban comunicaciones telefónicas cuando las unidades se desplazas por una zona geográfica vasta, por lo normal a cada estación de base se la ubica físicamente de manera tal que su zona de cobertura esté adyacente a, y se superponga con, las zonas de cobertura de varias estaciones de base más. Cuando una unidad móvil se desplaza desde la zona cubierta por una de las estaciones de base hasta la zona cubierta por otra estación de base, la comunicación con la unidad móvil se transfiere (entrega) de una de las estaciones de base a otra estación de base, en una zona en la que se superpone la cobertura proveniente de diferentes estaciones de base.

En la mayoría de los demás tipos de sistemas de comunicación celular, una unidad móvil se comunica con nada más que una estación de base por vez. Sin embargo, puesto que en un sistema de CDMA todas las transmisiones tienen lugar en el mismo espectro de frecuencias, una unidad móvil realmente dispone de toda la información que esté dentro de su alcance.

Sin embargo, únicamente descifra la información que hay en las compensaciones de PN y en los canales con códigos Walsh que estuvieren dirigidos a esa unidad. Una unidad móvil de CDMA emplea un receptor que tiene la capacidad de aplicar varias máscaras de descifrado simultáneamente a diferentes compensaciones de todo el espectro de información que recibe . En la actualidad, un receptor móvil puede descifrar tanto como seis compensaciones de PN a la vez. Sin embargo, por lo común no se usa más que tres compensaciones de PN para descifrar mensajes, mientras que las demás descifran información de control. Debido a que en un sistema de CDMA una unidad móvil puede estar recibiendo la misma información proveniente de varias estaciones diferentes de base en el mismo momento, puede descifrar la información de un solo mensaje que se le hubiere sido enviado desde varias estaciones diferentes de base de manera simultánea, utilizando diferentes compensaciones de PN y códigos de Walsh, y combinar esa información para producir un solo mensaje de salida. Así, aun cuando la señal proveniente de uno de los sectores se pudiera estar desvaneciendo, al mismo mensaje se lo puede recibir con la intensidad adecuada desde otra estación de base. Esto permite que un sistema de CDMA brinde la posibilidad de generar una transmisión considerablemente mejor. La situación en la que un móvil se está comunicando con varias estaciones de base a la vez se denomina "entrega flexible" .

Con el objeto de utilizar las ventajas que brinda la tecnología de CDMA, una unidad móvil tiene que contar con la capacidad de elegir las estaciones correctas de base con las que se ha de comunicar. Sin embargo, para una unidad móvil es demasiado lento interrogar a cada una de las 512 compensaciones para determinar esas estaciones de base con las que se debe comunicar. En consecuencia, una unidad móvil emplea una "lista de vecinas" , que especifica aquellas compensaciones de PN en las que es más factible que tengan lugar las transmisiones, con el objeto de reducir el tiempo que la unidad necesita para efectuar su búsqueda de a quién transmitir. Una estación de base con la que estuviere en contacto una unidad móvil le suministra a esa unidad una lista de vecinas.

El método según el cual una unidad móvil decide si hacer contacto con una estación en particular de base, o si no hacerlo, es bastante complicado: la unidad móvil vigila en forma continua la intensidad de las señales que radiodifunden las estaciones de base en el canal piloto, para tratar de utilizar las señales de mayor calidad posible. Las señales piloto para estaciones de base con las que la unidad móvil esté en contacto en esos momentos son las que se vigilan con más frecuencia; a ésas las siguen las señales piloto para estaciones de base comprendidas en la lista de vecinas; a ésas las siguen las señales piloto para todas las estaciones de base tomadas como grupo. Cuando la intensidad de la señal piloto proveniente de una estación en particular de base se eleva por encima de un cierto nivel umbral ( ad) con respecto al nivel de todas las señales que está recibiendo el móvil (la interferencia que se recibe a pesar del cifrado) , el móvil emite una solicitud al sistema y, cuando se recibe la instrucción, a uno de los elementos de recepción se lo asigna a esa estación de base . A esto se lo denomina "poner la estación de base en la lista activa" . Cuando la intensidad de la señal piloto proveniente de una estación de base cae por debajo de otros nivel de umbral (Tdro) , con respecto al nivel de todas las señales que está recibiendo el móvil durante un período fijo, el móvil envía una solicitud al sistema y, cuando se recibe la instrucción, a la estación de base se la saca de la lista activa, de modo que al receptor se lo pueda asignar a otra estación de base más fuerte. Por añadidura, si una señal piloto es más fuerte que la señal piloto más débil de una estación de base en el conjunto activo, el móvil emite una solicitud al sistema y, cuando se recibe la instrucción, la estación más fuerte de base reemplaza a la estación más débil de base.

Con el objeto de que el operador del sistema pueda asignar inteligentemente recursos a un sistema de CDMA, lo típico es que el operador haga un modelo del sistema para determinar dónde se debe hacer cambios . Uno de los criterios que es importante para establecer la asignación de recursos es la determinación de las estaciones de base con las cuales una unidad móvil está en contacto en cualquier ubicación en particular. La mayor parte de los aspectos por los cuales la eficiencia en la que está operando un sistema depende de esta determinación, ya que las estaciones de base que figuran en la lista activa determinan el nivel de señal comparado con la interferencia en una ubicación cualquiera.

Aunque es bastante complicado el método real por medio del cual se hace la determinación de las estaciones de base con las que una unidad móvil está en contacto, todos los modelos que obedecen a la tecnología anterior simplemente parten de la base de que cualquier estación de base que proveyere una señal piloto más intensa, antes del descifrado, que un nivel dado de corte, con respecto al total de todas las señales que recibe la unidad móvil, está en comunicación activa con la unidad móvil. Esto lleva a la elaboración de un modelo Incorrecto del sistema y la asignación incorrecta de los medios de que se dispone.

En consecuencia, lo deseable es proporcionar un proceso nuevo mediante el cual se pueda hacer el modelo de las propiedades de transferencia de un sistema celular de CDMA, de modo que se pueda dar pasos para mejorar el sistema.

Compendio del Presente Invento El presente invento se realiza, en la práctica, por medio de un proceso instrumentado por computadora, que determina aquellas estaciones de base que es más probable que se comuniquen con una unidad móvil en una ubicación en particular; determina la probabilidad de que cada estación de base se comunique con una unidad móvil, sobre la base del nivel real de señal que recibe la unidad, en comparación con el nivel de interferencia de las señales que se recibe en la ubicación; para cada conjunto de estaciones de base computa la probabilidad de que, en la ubicación, ese conjunto de estaciones de base se comunique con una unidad móvil; suma las probabilidades de que una estación de base, y cualquier otra estación de base, presten servicio juntas por todo el sistema para cada una de las demás estaciones de base; y, de las sumas más elevadas de las probabilidades, elige una lista de estaciones vecinas de base para cada estación de base en cada ubicación. Éstos, y otros, aspectos del presente invento se comprenderán mejor en referencia a la descripción detallada que viene a continuación, que se debe tomar en conjunto con los dibujos, en los que al mismo elemento se le aplica la misma designación en todas las diversas vistas.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es un diagrama de parte de un sistema de telefonía celular de CDMA.

La figura 2 es otro diagrama, que ilustra parte de un sistema de telefonía celular de CDMA.

La figura 3 es un diagrama útil para describir criterios de transferencia en un sistema de telefonía celular en CDMA.

La figura 4 es una curva que se emplea para evaluar la probabilidad de que una estación de base que proporciona una señal recibida con una relación matemática de intensidad -nivel de interferencia, dé servicio a una ubicación en particular en un sistema de telefonía celular de CDMA.

La figura 5 comprende dos tablas que ilustran las probabilidades que corresponden a la recepción de señales provenientes de grupos posibles de estaciones de base, en una ubicación que está dentro de un sistema de telefonía celular en CDMA.

La figura 6 ilustra un proceso que obedece al presente invento .

La figura 7 ilustra, con más detalle, parte del proceso de la figura 6.

La figura 8 ilustra una unidad móvil equipada para reunir datos que se ha de usar en la instrumentación del proceso objeto del presente invento.

Descripción Detallada Con referencia, ahora, a la figura 1, en ella se ilustra parte de un sistema de telefonía celular 10 de CDMA que consta de varias estaciones individuales 12 de base, dispuestas de modo de proporcionar la cobertura de una zona de servicio. Cada estación 12 de base que se ve en la figura 1 se ilustra como dotada de una delimitación exterior 13 que indica el límite efectivo de su alcance de comunicación. Típicamente, las delimitaciones 13 de diferentes estaciones adyacentes de base se superponen.

Cada una de las estaciones 12 de base consta de, como mínimo una, célula que transmite y recibe comunicaciones, con unidades móviles 15 que operan dentro de su zona de servicio. En muchos casos, en vez de una sola célula, una estación de base está dividida en dos o tres sectores, cada uno de los cuales comprende equipo de comunicaciones para establecer la comunicación con varias unidades móviles que están en una zona que queda parcialmente definida por un ángulo de diagrama de antena de 180° o 120°, respectivamente, respecto de la estación de base. Todas las transmisiones entre una estación de base y unidades móviles en un sistema de CDMA son digitales y se transportan en la misma banda de frecuencias de "espectro extendido" de 1,25 Mhz. Los bits de información digital de cada mensaje se extienden mediante el uso de diversos niveles de información cifrada. Uno de esos niveles se denomina código de ruido seudoaleatorio (PN) . Cada estación de base de todo el sistema utiliza el mismo código de PN para cifrar la información que se transfiere. Cada estación de base se identifica a sí mismo empleando una compensación distinta de tiempo (a la que se denomina, en general, compensación del PN) , proveniente de algún tiempo inicial reiterativo para aplicar el cifrado de PN a cualquier transmisión. Los intervalos entre tiempos iniciales se dividen en un total de 512 unidades. De este modo, una estación de base puede iniciar una transmisión cifrada en el tiempo inicial; una segunda estación de base, en una compensación de una unidad contada a partir del momento inicial; una tercera, en una compensación de dos unidades. Típicamente, las estaciones de base que están físicamente próximas utilizan compensaciones de PN que están ampliamente separadas entre sí. El tiempo inicial y las diversas compensaciones se establecen con precisión, de modo típico, mediante el empleo de un circuito tal como un circuito del sistema global de localización de posiciones (GPS) .

Puesto que cada estación de base transmite todos sus mensajes empleando el mismo código de PN en la misma compensación de PN, tiene que haber alguna manera de que una unidad móvil detecte mensajes dirigidos a ella. Para conseguir esto, cada transmisión con una estación de base se pone en lo que, desde el punto de vista efectivo, es un canal aparte, mediante el ulterior cifrado de la transmisión con un código, de una pluralidad, de códigos Walsh. Un mensaje cifrado por un código Walsh, al igual que un código de PN, se envía y recibe usándose una máscara del mismo patrón, de manera que los mensajes que se enviare usándose otros códigos Walsh sean ortogonales al cifrado y se cancelen. Una transmisión en un canal en particular se descifra por medio de la aplicación de una máscara, comprendidos los códigos Walsh y de PN, al patrón que se recibiera de bits de información que comienza en la compensación de PN que se designa para el canal en particular.

El sistema de transmisión de CDMA brinda varias ventajas: una de esas ventajas es que una unidad móvil puede estar recibiendo, en el mismo instante, el mismo mensaje transmitido a través de varias estaciones de base diferentes. Puesto que todas las transmisiones tienen lugar en la misma banda de frecuencias, una unidad móvil en realidad recibe toda la información que estuviere disponible dentro de su alcance, pero únicamente descifra la información que hay en los canales que van dirigidos a esa unidad. Una unidad móvil de CDMA emplea un receptor que tiene la capacidad de aplicar, en el mismo instante, varias máscaras de descifrado Walsh y PN a todo el espectro de información que recibe. Al conocer los canales que desea recibir, una unidad móvil puede descifrar la información proveniente de un solo mensaje que le hubieran enviado varias estaciones diferentes de base en forma simultánea, y combinar esa información para producir un solo mensaje de salida. Así, aun cuando el mensaje proveniente de una de las estaciones de base se pudiera estar desvaneciendo, al mismo mensaje se lo puede recibir desde otra estación de base con la intensidad adecuada. Esto permite que el sistema de CDMA brinde la posibilidad de generar una transmisión considerablemente mejor que otros sistemas .

Aun con sus ventajas, los sistemas de CDMA sí tienen problemas. A uno de ellos lo causa el hecho de que todas las transmisiones se producen en el mismo espectro de frecuencias. Puesto que todas las transmisiones tienen lugar en la misma banda de frecuencias, en la realidad una unidad móvil recibe todas las transmisiones que están asequibles dentro de su alcance. Estas transmisiones que no se dirigen al receptor de que se está tratando tienden a ocultar las transmisiones que se busca. Cuando el nivel de transmisiones (buscadas y no buscadas) en el receptor de que se está tratando alcanza un nivel (antes del descifrado) superior a aproximadamente 14 dB más que el nivel de las señales buscadas, se vuelve difícil descifrar las transmisiones que se busca. Este nivel de señal anterior al descifrado se traduce en, aproximadamente, 7 dB más que el nivel de interferencia, después de que se hubiera descifrado un mensaje dirigido hacia un receptor.

Con el objeto de brindar transmisiones de alta calidad, los sistemas de CDMA constan de características para el incremento y la disminución automáticos de los niveles de potencia en las estaciones de base y las unidades móviles, con el objeto de mantener la intensidad del mensaje, después del descifrado, en un nivel que, típicamente, resulte apenas superior que aproximadamente 7 db por encima del nivel de toda la interferencia en el canal .

Una unidad móvil determina si las señales recibidas son lo suficientemente fuertes, mediante la medición de la velocidad a la cual tienen lugar los errores en las señales descifradas que se recibe (el error de frecuencia de campo) , factor que se relaciona de manera directa con la relación matemática señal / interferencia. Cuando los errores superan un límite prescripto, la unidad móvil le envía a la estación de base una señal para que ésta incremente la intensidad de su señal. La estación así lo hace pero, después, disminuye en forma incremental la intensidad de la señal respecto del nivel más alto de transmisión, hasta que la unidad móvil vuelve a mandar señal para que se eleve la intensidad. De ese modo, cuando la señal decae hasta un nivel en el que la velocidad del error de campo se vuelve demasiado alto, lo que indica una intensidad inferior a aproximadamente 7 dB por encima del nivel de interferencia después del descifrado, la estación de base aumenta en forma automática la potencia de la señal que se está transmitiendo, con lo que eleva el nivel de señal recibida con respecto a la interferencia e incrementa la calidad de la señal.

De manera análoga, una estación de base mide la intensidad de las señales que se recibe desde una unidad móvil, mediante la vigilancia de la velocidad del error de campo y le indica al móvil si tiene que elevar o disminuir la intensidad de su transmisión. Cuando una unidad móvil está en contacto con varias estaciones de base, la unidad móvil recibe señales, provenientes de cada una de las estaciones de base, que indican si tiene que elevar o disminuir la intensidad de su transmisión con respecto a esa estación de base. En tanto y cuanto haya una estación de base que le dé señal a la unidad móvil para que disminuya la intensidad de su transmisión, la unidad móvil no hace caso a otra señal para que incremente y, en cambio, responde a la señal para que disminuya la intensidad de su transmisión, ya que una sola señal intensa es suficiente para proporcionarle a la unidad móvil un servicio exento de interferencias .

Resulta muy útil contar con la capacidad de evaluar la calidad del servicio en una zona de servicio de CDMA, con el objeto de mejorar la operación del sistema. Para poder hacer eso con cierta precisión se necesita que se conozca aquellas estaciones de base que pudieren prestar el mejor servicio a cualquier ubicación en particular en todo el sistema. A menos que se conozca estas estaciones de base, resulta imposible entender la operación del sistema. Por ejemplo, si no se conoce las estaciones de base con las cuales debe estar en contacto una unidad móvil en una ubicación cualquiera, resulta imposible conocer los niveles de potencia de transmisión, los niveles de interferencia y similares características del sistema.

Todos los métodos para evaluar un sistema de CDMA que obedecían a la tecnología anterior, para determinar las estaciones de base que podrían estar prestando servicio a una ubicación en particular dentro del sistema han utilizado uno, de varios, niveles diferentes de corte, para evaluar la intensidad de la señal. Si una señal que la unidad móvil recibe de una estación de base es más intensa que este nivel de corte antes del descifrado, entonces se supone que la estación de base está dando servicio a la ubicación. Se sobreentiende que un solo nivel de corte de cualquier clase evaluado antes del descifrado no representa con precisión la evaluación real que hace una unidad móvil, cuando estaba decidiendo si sumar a, o eliminar de, su lista de servidores activos, a una estación en particular de base. Primero, las señales que se evalúa antes del descifrado únicamente proporcionan una vaga aproximación a la relación matemática real señal - a - interferencia después del descifrado. Segundo, un solo umbral no representa las complicadas características de transferencia de un sistema de CDMA que se describiera arriba con detalle y que se ilustrara en la figura 3. En consecuencia, ninguna de estas determinaciones hechas según la tecnología anterior permite una determinación precisa de las características del sistema.

El presente invento brinda un proceso para evaluar con precisión a aquellas estaciones de base que prestan mejor servicio a una ubicación cualquiera en un sistema de CDMA, de manera tal que el operador pueda dar pasos tendientes a mejorar la calidad del servicio.

Con el objeto de evaluar cualquier sistema, primero se reúne datos relativos a ese sistema. Éstos pueden ser los mismos datos que se hubo reunido para usar en un sistema de AMPS o uno de TDMA que se empleare en la misma zona que el sistema de CDMA. O pueden ser datos que se hubo acumulado específicamente para determinar la calidad del servicio de CDMA en la zona de servicio. Cualquiera fuere el caso, los datos específicos que se utilizan son datos que indican la intensidad de señal transmitida de una transmisión en una estación de base, la intensidad recibida de la señal correspondiente a la transmisión en una ubicación , y la ubicación de la recepción, registrados para ubicaciones que hubiere por todo el sistema.

En un sistema de CDMA, a esos datos se los puede juntar por medio de ensayos de desplazamiento, utilizándose un receptor especial denominado receptor para exploración del PN, que tiene la capacidad de recibir señales en un nivel que, típicamente, es de tanto como 21 dB por debajo de la intensidad total de la señal recibida. Un receptor para exploración de PN se asocia con un receptor del sistema global de localización de posiciones (GPS) y una computadora que está a bordo de un vehículo de ensayo. Este vehículo recorre los camino del sistema 10, mientras el receptor para exploración del PN produce, en forma automática, mediciones en intervalos regulares (típicamente, cada un segundo a cinco) . En cada intervalo de medición, el receptor mide la intensivas total de todas las señales que se recibiera y la intensidad de cada señal piloto que se recibe desde cualquier estación de base. Estos valores los guarda una computadora que, por lo común, viaja en el vehículo de ensayo, junto con valores de tiempo y posición que proporciona el receptor de GPS. La figura 8 ilustra una unidad móvil equipada para esa recolección de datos .

Una vez que se hubo reunido los datos que describen el sistema, se los emplea para proporcionar la evaluación. Debe señalarse que, a diferencia de los métodos para evaluación de sistemas que obedecían a la tecnología anterior, el presente invento utiliza datos que se obtuvo a través de mediciones reales del sistema, con lo que se elimina la necesidad de hacer conjeturas sobre valores suministrados por modelos del terreno .

Las señales piloto que una estación de base genera en el canal piloto se transmiten con potencia constante por todo el sistema. Dado que la potencia de transmisión es la misma, una unidad móvil puede comparar la intensidad de las señales piloto que se recibe desde diferentes estaciones de base, confrontando una señal con otra. El nivel conocido de transmisión también permite que se haga una determinación de la pérdida de propagación para una transmisión cualquiera, proveniente de una estación de base, que hubiera recibido una unidad móvil en la ubicación. Este valor de pérdida de propagación, la intensidad de la señal piloto recibida desde cada estación discernible de base y la intensidad recibida total de todas las señales que hay en la ubicación se graban para cada ubicación que hubiera en el sistema. Con este propósito, se considera que a una intensidad recibida de señal piloto que fuere menor que un cierto nivel de corte, la unidad móvil no la puede discernir.

Con el objeto de determinar qué estaciones de base pueden estar dando servicio a una ubicación (estar en la lista activa) , se aplica un ensayo probabilístico que obedece al presente invento, de la manera que se ilustra en la figura 6: empleándose una curva de probabilidad tal como la que se muestra en la figura 4 (derivada de datos obtenidos para el sistema) , que evalúa la factibilidad de que una estación de base proporcione una señal recibida que tiene una relación matemática en particular de señal - a - nivel de interferencia (Ec / lo) que le da servicio a una ubicación en particular, se puede determinar la probabilidad de cada estación individual de base que da servicio a la ubicación. Para una ubicación cualquiera, la relación Ec / lo se puede determinar con respecto a cada estación de base, a través de la división de la intensidad de la señal piloto que se recibiera antes del descifrado por la intensidad total de la señal recibida (interferencia total) en la ubicación. Se descubrió que, en promedio, las señales piloto se reciben desde dos estaciones de base en cada ubicación. Cuando más de una estación de base proporciona una señal piloto discernible en una ubicación, se determina la probabilidad para cada una de las estaciones individuales de base. Después, la probabilidad correspondiente a cada grupo posible de las estaciones de base desde las cuales se hubo recibido señales discernibles se puede obtener multiplicando las probabilidades correspondientes a cada estación individual de base que se recibe en el grupo, por las probabilidades de todas las demás que hay en el grupo y por las probabilidades de que todas las estaciones de base que no figuran en el grupo no se reciban. A esto lo ilustra la tabla de la figura 5, para un grupo de cuatro estaciones de base que proporcionan señales piloto discernibles. Esta tabla muestra, en cada una de las intersecciones, la probabilidad que, para dar servicio a la ubicación, tiene el grupo en cuestión de estaciones de base.

Por ejemplo, en la figura 5, a las diferentes señales piloto se les asigna valores de ejemplo, con la piloto A -que es la más fuerte- que tiene una relación (Ec / lo) de 8 dB por debajo de toda la interferencia, en tanto que cada una de las demás piloto es incrementalmente más débil y tiene una relación matemática menor. De la gráfica ejemplificadora de la figura 4, las probabilidades (p (X) ) correspondientes a cada una de las estaciones individuales de base que generan señales piloto A-D se determinan y ponen en la columna p (X) de la figura 5, para la hilera que designa la piloto en cuestión. A estos valores se los racionaliza en la columna señalada pn(X) para una de las realizaciones prácticas del presente invento, de modo de explicar la condición en la cual nada más que tres canales que llevan señales de voz se pueden recibir a un mismo tiempo. Después, en la segunda parte de la figura, los valores que se hallan en las intersecciones de las hileras y las columnas son las probabilidades finales correspondientes a las piloto, que se indica en el comienzo de cada hilera y columna. En la figura, una tilde indica que la piloto en particular está ausente.

De esto se obtiene una lista de posibles estaciones de base en cada ubicación, clasificadas por orden de probabilidad, considerándose que cualquiera de las estaciones de base tiene la capacidad de dar servicio a esa ubicación. Para determinar la probabilidad de que una estación individual de base cualquiera dé servicio a una zona de cobertura definida por la delimitación exterior 13 en la figura 1, de una estación primaria de base, se suma la probabilidad de cada uno de los grupos en los que la estación primaria de base y la otra estación de base están incluidas. Por ejemplo, en la figura 5, se puede determinar la probabilidad correspondiente a cada uno de los grupos que comprenden las estaciones de base A y B. Esta suma proporciona un número para la ubicación. Cuando se suman todas las ubicaciones en la zona de cobertura, se produce un número de probabilidad total para cada estación en particular de base. De esta manera, al determinarse una lista de vecinas para la estación A de base, la probabilidad de que la estación A de base que da servicio a esa ubicación con cada una de las otras estaciones posibles de base (por ejemplo, A y B, A y C, A y D) brinda una lista de estaciones vecinas que se basa sobre la probabilidad pura de que cada una de las otras estaciones posibles de base dé servicio a la ubicación, junto con la estación A de base.

Una vez que se identifica las estaciones de base que dan servicio a la ubicación, para cada estación de base se calcula la intensidad de señal transmitida necesaria para proporcionar una señal de calidad. Cada estación de base tiene la capacidad de ajustar la intensidad de señal transmitida para mantener una señal de calidad con un móvil. El nivel de calidad de la señal se determina mediante un valor Eb / No que mide la energía que se recibe en cada ubicación desde las señales previstas, en función de la interferencia total recibida, ambas medidas después del descifrado. Este cálculo se repite para cada grupo de estaciones de base que tengan probabilidad de dar servicio a una ubicación. En la determinación de la potencia de transmisión necesaria para producir una señal de calidad, se puede computar una potencia promedio de transmisión ponderando la intensidad de señal recibida por la probabilidad de que en la ubicación se reciba una señal proveniente de la estación de base. Si después se suma, para la estación de base, la potencia de transmisión que se determinara para cada ubicación en todo el sistema, se determina una potencia total de transmisión.

El proceso (que se muestra en la figura 6) de computar estaciones de base, las probabilidades de dar servicio a una ubicación y la potencia que se exige del transmisor de cada estación de base continúa para cada ubicación del sistema (o parte del sistema) , para la cual el modelo se hace hasta que se determine valores para todas las posiciones . Cuando se hubo completado una primera ronda de cómputos, los nuevos valores que se determinara durante la primera ronda para cada intensidad de señal recibida necesaria para brindar una señal de calidad en una ubicación, y cada intensidad de transmisión necesaria en una estación de base que proporciona una calidad así de señal en la ubicación, se utilizan en una segunda ronda de cómputos. Vale decir: a los incrementos de los valores de las señales recibidas en las ubicaciones y las señales que se transmitiera desde las estaciones de base se los emplea en cada ubicación para determinar un nuevo valor total de señal recibida. Se puede determinar un incremento de valor de señal recibida para cada ubicación, mediante la suma de los aumentos increméntales de los valores individuales de señal recibida, a los valores totales que se hubo computado previamente.

A la nueva intensidad total de señal recibida en cada ubicación se la emplea, junto con la intensidad de señal recibida de señales piloto individuales, para calcular Ec / lo y determinar nuevas probabilidades de dar servicio a la ubicación, de la manera que se hubo discutido más arriba. Después, en la manera descripta se computa la probabilidad correspondiente a cada grupo posible de estaciones de base. Por último, se computa las nuevas intensidades necesarias de señal transmitida proveniente de estaciones individuales de base, mediante la determinación de la intensidad de señal recibida para proporcionar la Eb / No requerida de la móvil en la ubicación. Es probable que para muchas ubicaciones, la intensidad de transmisión para ciertas estaciones de base se deba aumentar otra vez, porque el aumento de intensidad de transmisión que necesitaba los cómputos de la primera ronda eleva la intensidad total de señal recibida en la mayoría de las ubicaciones, por lo que se necesita que se aumente la intensidad de señal recibida proveniente de muchas estaciones de base para mantener la Eb / No que se precisa para un servicio de calidad.

En algún momento del proceso de creación del modelo, el aumento del nivel de la intensidad de señal que transmiten todas las estaciones de base y el aumento del nivel de interferencia en cada ubicación del sistema se igualan, de manera tal que rondas adicionales de cómputo ejercen muy poco efecto verdadero sobre la interferencia que hay en el sistema. Cuando se hubo completado cualquier ronda de cómputos para todas las ubicaciones, se efectúa un ensayo para determinar el cambio de intensidad total de señal transmitida desde el comienzo de la ronda de cómputos. Si el nivel es inferior a un nivel predeterminado que se elige para el sistema en particular, con el objeto de determinar si el cambio se ha vuelto demasiado reducido como para ser de importancia, se considera que la realización del modelo está completa. En esta memoria descriptiva, a esto a veces se lo denomina convergencia. Los valores que se determina para cada una de las potencias necesarias de transmisión, las estaciones de base a las que esas potencias definen y las estaciones de base o grupos de estaciones de base que dan servicio a una ubicación cualquiera que hubiere en el sistema son los que se determinan en la segunda ronda de cómputos previos a que se satisfaga el ensayo de igualación.

Con estos valores para cada ubicación por todo un sistema de CDMA del que se hubo hecho el modelo, se puede preparar una lista de vecinas para cada sector. Mediante el empleo de los datos que se acumulara para cada ubicación, con el objeto de determinar la probabilidad de que diferentes estaciones de base den servicio a la ubicación, la probabilidad de que cualquier estación de base que tenga una zona en particular de cobertura y cualquier otra estación en particular de base den servicio a una ubicación que estuviere dentro de esa zona de cobertura, se puede hallar en cada ubicación de dentro de todo el sistema.

Esto se consigue determinando la probabilidad, correspondiente a cada grupo posible de estaciones de base, de todas las estaciones de base que tienen la capacidad de dar servicio a una ubicación que está dentro de la zona de cobertura, grupo que comprende la estación de base que tiene la zona de cobertura y la otra estación de base que reviste interés. La probabilidad correspondiente a cada grupo es el producto de la probabilidad de que cada estación de base de las pertenecientes al grupo dé servicio a la ubicación, multiplicada por la probabilidad de que cada estación de base que no esté en el grupo que pudiera dar servicio, no dé servicio a la ubicación. Éstas son las probabilidades que se muestra en la parte derecha de la tabla, en el ejemplo de la figura 5. Después, a las probabilidades de cada grupo que comprende las dos estaciones de base se las suma, para obtenerse la probabilidad de que las dos estaciones de base presten servicio a la ubicación. Después, para todas las ubicaciones que hubiere en la zona de cobertura, se suman las probabilidades de que tanto esa estación de base como la otra estación en particular de base den servicio a ubicaciones que están en la zona de cobertura de la estación primaria de base. De manera análoga, en todo el sistema se puede determinar y sumar las probabilidades de cada uno de este par de agrupamientos correspondiente a cualquier estación de base y cada una de las otras estaciones de base que da servicio a cualquier ubicación en particular, para producir, para cada zona donde hay cobertura por una estación de base, una lista de probabilidades correspondiente a la estación de base y a cualquier otra estación que tuviere la capacidad de dar servicio a la zona de cobertura. El resultado son números que suman las probabilidades de la estación de base y de cada una de las otras bases que dan servicio a cualquier ubicación a la que prestare servicio la estación de base.

Seleccionar una lista que comience con la suma más elevada de probabilidades y se desplace hacia sumas incrementalmente menores de probabilidades, hasta que se hubiere elegido una cantidad suficiente de estaciones vecinas de base para las capacidades del sistema, dará una lista de vecinas que, para cada estación de base, únicamente comprende aquellas otras estaciones de base que es más factible que verdaderamente proporcionen servicio en cada ubicación a la que se da servicio. Debe señalarse que los valores finales se ponderan mediante la cantidad de ubicaciones en las que cualquier base en particular de datos tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil que estuviera dentro de la zona de cobertura. Esto, en efecto, le otorga prioridad a las estaciones de base que cubren una zona más amplia de un sector al que sirve una estación primaria de base. Una ponderación así es de especial utilidad en un sistema nuevo o escasamente utilizado, en el que los efectos de la carga todavía no se determinaron o no son importantes aún.

Por otro lado, en muchas situaciones, diversas zonas de un sistema atienden cantidades de tráfico mucho más grandes que lo que atienden otras zonas. En ese caso es deseable contar con la capacidad de tomar en cuenta el uso que se le da al sistema. El presente invento permite hacer eso. Al asignar factores de uso a cada ubicación, de modo que a las zonas que experimentaren un tráfico más intenso se les dé mayor ponderación, se puede tomar en cuenta el uso. Así, por ejemplo, se puede partir de la base de que una ubicación en particular tendrá en todo momento un tráfico cuyo promedio fuere de un décimo de usuario, en tanto que otra ubicación tendrá una cantidad de tráfico algo menor. Al ponderarse las probabilidades (por ejemplo, multiplicar la probabilidad de que esté presente 1 / 10 de usuario) correspondientes a cada estación individual de base, por el factor de uso correspondiente a la ubicación, a la suma de probabilidades que se obtiene la pondera de manera similar el factor de uso. A este factor de uso también se lo puede utilizar para determinar el efecto de diferentes niveles de uso en diferentes momentos .

Esta misma ponderación de uso, cabe señalarse, se puede emplear en el cálculo de la potencia de transmisión que se necesita para producir una señal de calidad en las ubicaciones. Por ejemplo, dado que a la potencia de transmisión se la puede determinar en el proceso multiplicando la potencia de señal recibida por la probabilidad de que a la ubicación le preste servicio la estación en particular de base correspondiente a cada ubicación y, después, sumando la pérdida en la transmisión, sobre la base del factor de uso también se puede determinar la potencia de transmisión correspondiente a la ubicación. Al ponderar la potencia de señal recibida, por tanto la probabilidad como por el factor de uso en cada ubicación y, después, sumar la potencia de transmisión correspondiente a cada sector, se puede determinar una potencia más precisa de transmisión correspondiente a la estación de base.

Otra manera en que se puede determinar una lista de vecinas, una vez que se hubo determinado las probabilidades y se hubo asignado números de la manera que se describiera más arriba, consiste en incluir en la lista de vecinas cualquier estación de base que tuviere un número mayor que algún nivel preseleccionado. Esto tiene la tendencia a incluir estaciones de base que figuran en la lista, sobre la base de la zona de cobertura y da garantías de un nivel en particular de señal, con lo que de un grupo que es más factible que preste servicio, a aquellas estaciones de base que tienen pocas posibilidades de proporcionar servicio en realidad. Se puede utilizar niveles, junto con probabilidades y factores de uso, para computar cada uno de los demás criterios que se empleara en la determinación de la lista de vecinas.

A las probabilidades que se determinara para grupos de estaciones de base que dan servicio a una ubicación también se las puede emplear para determinar el nivel de interferencia en una ubicación. Por ejemplo, en vez de limitarse a extraer el total de todas las señales que se recibe en una ubicación, a los valores de las señales recibidas provenientes de cada ubicación en un grupo se los puede sumar y ponderar por la probabilidad de que ese grupo de estaciones de base dé servicio a la ubicación. Después, a los resultados correspondientes a todos los grupos que se recibiera en una estación se los puede combinar para obtenerse un nivel de interferencia.

Aunque al presente invento se lo describió en función de una realización práctica de preferencia, se sobreentiende que los expertos en esta tecnología podrían introducir diversas modificaciones y alteraciones, sin que por ello se produzca el alejamiento ni del espíritu ni de los alcances generales del presente invento. En consecuencia, al presente invento se lo debe medir en función de las reivindicaciones que se da a continuación.

Claims (18)

REIVINDICACIONES Habiéndose así descripto y determinado la naturaleza y el alcance del presente invento, así como la forma en que se lo puede llevar a la práctica, se declara que lo que se reivindica como invento, y de propiedad y derechos exclusivos, es:

1. Un proceso para elegir una lista de vecinas en un sistema de CDMA, CARACTERIZADO porque consta de los pasos de: determinar cada estación de base que tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en una ubicación, sobre la base del nivel de potencia de la señal recibida desde la estación de base, en comparación con un nivel de potencia de todas las señales que se recibiera en la ubicación, determinar una probabilidad para cada estación de base que tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en una ubicación, de comunicarse con una unidad móvil en la ubicación, computar la probabilidad de que cada grupo posible de estaciones de base, en un conjunto de todas las estaciones de base que tienen la capacidad de comunicarse con uña unidad móvil sita en la ubicación, de comunicarse con una unidad móvil que está en la ubicación; y a partir de estaciones de base y de grupos de estaciones de base que tienen la capacidad de dar servicio a una ubicación, elegir una lista de vecinas para estación de base.

2. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la etapa de determinar la probabilidad de que cada estación de base que tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en una ubicación se comunique con una unidad móvil en la ubicación, consiste en determinar una relación matemática entre nivel recibido de potencia de señal desde la estación de base y la interferencia total en la ubicación.

3. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la etapa de determinar la probabilidad de que cada estación de base que tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en una ubicación se comunique con una unidad móvil en la ubicación, consiste en comparar una relación matemática entre nivel recibido de potencia de señal desde la estación de base y la interferencia total en la ubicación, con una curva donde se compara la relación con una probabilidad de recepción de señales.

4. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la etapa de determinar la probabilidad de que cada estación de base que tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en una ubicación se comunique con una unidad móvil en la ubicación, consiste en elegir, a partir de las más probable de las estaciones de base y de los grupos, una lista de vecinas para cada estación de base.

5. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la etapa de computar la probabilidad de que cada grupo posible de estaciones de base pertenecientes a un conjunto de todas las estaciones de base que tienen la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en la ubicación se comuniquen con una unidad móvil en la ubicación, se basa sobre el nivel real de potencia de cada estación de base del conjunto, en comparación con el nivel de interferencia de las señales que se recibe en una ubicación.

6. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la etapa de computar la probabilidad de que cada grupo posible de estaciones de base pertenecientes a un conjunto de todas las estaciones de base que tienen la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en la ubicación se comuniquen con una unidad móvil en la ubicación, consiste en sumar las probabilidades correspondientes a una estación servidora de base, junto con cualquier otra estación servidora de base de todo el sistema.

7. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque la suma de probabilidades depende de varias ubicaciones a las que mutuamente dé servicio una estación de base y cualquier otra estación de base por todo el sistema.

8. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 6, en el que la suma de probabilidades depende de una cantidad promedio de usuarios en cada ubicación a la que mutuamente dé servicio una estación de base y cualquier otra estación de base por todo el sistema. * . 1 ' * 1 i i

9 . Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 7, CARACTERIZADO porque la etapa de elegir de entre estaciones de base y de entre grupos de estaciones de base que tienen la capacidad de servirle a una ubicación una lista de vecinas correspondiente a cada estación de base consiste en elegir estaciones de base con un número mayor que un umbral de ubicaciones mutuamente servidas .

10. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 7, CARACTERIZADO porque la etapa de elegir de entre estaciones de base y de entre grupos de estaciones de base que tienen la capacidad de servirle a una ubicación una lista de vecinas correspondiente a cada estación de base consiste en elegir una cantidad predeterminada de estaciones de base con una cantidad máxima de ubicaciones mutuamente servidas .

11. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 7, CARACTERIZADO porque la etapa de elegir de entre estaciones de base y de entre grupos de estaciones de base que tienen la capacidad de servirle a una ubicación una lista de vecinas correspondiente a cada estación de base consiste en elegir una cantidad predeterminada de estaciones de base con una cantidad máxima mayor de usuarios mutuamente servidos .

12. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 7, CARACTERIZADO porque la etapa de elegir de entre estaciones de base y de entre grupos de estaciones de base que tienen la capacidad de servirle a una ubicación una lista de vecinas correspondiente a cada estación de base consiste en elegir estaciones de base con una cantidad mayor que un umbral de usuarios mutuamente servidos .

13. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la etapa de determinar cada estación base que tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en una ubicación, sobre la base del nivel de potencia de señal recibida desde la estación de base, en comparación con un nivel de potencia de todas las señales recibidas en la ubicación, consta de los pasos de: calcular la interferencia en cada ubicación, a partir de niveles medidos de señal que se recibe en la ubicación, determinar el nivel necesario de señal recibida en cada ubicación, correspondiente a una señal de calidad, computar la potencia de transmisión correspondiente a estaciones de base, para producir el nivel necesario de señal recibida, y repetir las etapas hasta que el cambio de interferencia sea inferior a una cantidad predeterminada.

14. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 13, CARACTERIZADO porque la etapa de computar la potencia de transmisión correspondiente a estaciones de base para producir el nivel necesario de señal recibida, utiliza la probabilidad de que una estación de base dé servicio a una ubicación ponderada por una cantidad promedio de usuarios que hubiere en la ubicación.

15. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 13, CARACTERIZADO porque la etapa de computar la potencia de transmisión correspondiente a estaciones de base para producir el nivel necesario de señal recibida, suma los niveles promedio de transmisión correspondientes a una estación de base, para servir una cantidad de ubicaciones, con el objeto de determinar un nivel total de transmisiones promedio correspondiente a una estación de base.

16. Un método según^ lo que se reivindica en la reivindicación 13, CARACTERIZADO porque la etapa de calcular la interferencia en cada ubicación, a partir de niveles medidos de señal que se reciben en la ubicación, comprende los pasos de: sumar los niveles de señal recibida correspondientes a cada grupo de estaciones de base que dan servicio a una ubicación, ponderar una suma resultante por una probabilidad del grupo de estaciones de base que dan servicio a la ubicación, sumar un valor resultante para cada grupo de estaciones de base que dan servicio a una ubicación, para producir un nivel promedio de interferencia en una ubicación.

17. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 13, CARACTERIZADO porque la etapa de computar la potencia transmitida correspondiente a las estaciones de base para producir un nivel necesario de señal recibida comprende : utilizar la probabilidad de que una estación de base que da servicio a una ubicación ponderada por una cantidad promedio de usuarios en una ubicación, para determinar un nivel de transmisión correspondiente a una estación de base correspondiente a cada ubicación que hay en el sistema, comparar una diferencia de potencia de transmisión del sector entre dos iteraciones sucesivas, y determina la convergencia cuando la diferencia cae por debajo de un umbral especificado.

18. Un método según lo que se reivindica en la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque las etapas de determinar cada estación de base que tiene la capacidad de comunicarse con una unidad móvil en una ubicación sobre la base del nivel recibido de potencia de señal desde la estación de base, en comparación con un nivel de potencia de todas las señales recibidas en la ubicación, comprende los pasos de: calcular la interferencia en cada ubicación, a partir de niveles medidos de señal que recibe en la ubicación, determinar el nivel necesario de señal recibida en cada ubicación, correspondiente a una señal de calidad, computar la potencia de transmisión para que las estaciones de base produzcan el nivel necesario de señal recibida, y repetir los pasos hasta que el cambio en la interferencia sea menor que una cantidad predeterminada.