MXPA00012105A - Metodo para elaborar el modelo de un sistema de telefonia celular de cdma. - Google Patents

Abstract

Proceso instrumentado por computadora, que utiliza datos reales en nivel de senal recibida y que se tomaron de ubicaciones sitas a poca distancia unas de otras y que cubrian todo un sistema de CDMA, para calcular los niveles de interferencia en cada ubicacion. Este proceso determina cuales son aquellas estaciones de base que es mas probable que se comuniquen con una unidad movil en cada ubicacion en particular; recopila una lista de estaciones vecinas de base, correspondiente a cada estacion de base situada en cada ubicacion de todo el sistema; y determina la potencia de transmision necesaria para que cada estacion de base se comunique con una unidad movil sita en cada ubicacion, calcula los niveles de interferencia en cada estacion de base y determina la potencia de transmision necesaria para que una unidad movil que estuviere en cada ubicacion se comunique con cada estacion de base que tenga maxima probabilidad de comunicarse con la unidad movil en esa ubicacion en particular.

Description

MÉTODO PARA ELABORAR EL MODELO DE UN SISTEMA DE TELEFONÍA CELULAR DE CDMA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo del Presente Invento Este invento se refiere a sistemas de telefonía celular y, de modo especial, a procesos para elaborar modelos de 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 de base 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 reiterativo, 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 al que se 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 asesorar a las unidades móviles respecto de qué compensación en particular se usa para el PN, cada estación de base continuamente radiodifunde el código PN que utiliza la compensación de PN que le fuera asignado a esa estación por uno de esos canales (un canal piloto) definidos por códigos Walsh.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 desplazan 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 que el operador del sistema pueda asignar inteligentemente recursos a un sistema de telefonía celular, lo típico es que el operador haga un modelo del sistema. Con el objeto de utilizar las ventajas que brinda la tecnología de CDMA, el operador tiene que estar en condiciones de hacer con precisión el modelo del sistema. Sin embargo, debido a que un sistema de CDMA puede entrañar pluralidad de estaciones de base, cada una de las cuales se comunica con la misma unidad móvil en forma simultánea, se debe lidiar con muchos más datos y se precisó más recursos que aquéllos de los que se dispone para hacer con precisión el modelo de un sistema así. Esto condujo al empleo de técnicas de cálculo de probabilidades (típicamente, las técnicas de Montecarlo) , que emplean nada más que una cantidad pequeña de ubicaciones en todo el sistema y hacen la extrapolación entre esas ubicaciones. Esto produjo resultados menos que precisos, lo que llevó a la asignación incorrecta de recursos .

Es deseable proporcionar un proceso nuevo, mediante el cual se pueda hacer con precisión el modelo de las propiedades de un sistema celular de CDMA, de modo que se pueda dar los pasos necesarios 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 utiliza datos reales sobre nivel de señal recibida, que se reúnen de ubicaciones muy próximas entre sí y que cubren todo un sistema de CDMA, para calcular los niveles de interferencia en cada ubicación, determinar aquellas estaciones de base que es más probable que se comuniquen con una unidad móvil en cada ubicación en particular; recopila una lista de estaciones vecinas de base, correspondiente a cada situación de estación de base en cada ubicación por todo el sistema, y determina la potencia de transmisión necesaria para que cada estación de base se comunique con una unidad móvil en cada ubicación, calcula los niveles en cada estación de base, y determina la potencia necesaria de transmisión para que una unidad móvil situada en cada ubicación se comunique con cada estación de base que tiene máxima probabilidad de comunicarse con una unidad móvil que estuviere en esa ubicación en particular. 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 el diagrama de parte de un sistema de telefonía celular de CDMA.

La figura 2, es la ilustración de un ensayo de desplazamiento hecho para reunir datos en un sistema de telefonía de CDMA.

La figura 3, es un diagrama que ilustra los criterios de transferencia de un sistema de CDMA.

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

La figura 5, es un diagrama que ilustra las probabilidades que corresponden a la recepción de señales provenientes de cada grupo posible de estaciones de base, en una ubicación que está dentro de un sistema de telefonía celular de 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 han 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 misma 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, y así sucesivamente. 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 designara 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 actúan como interferencia que tiende 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 -a- 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 que se está transmitiendo 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 a la unidad 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 a los datos relativos a los niveles reales de las señales que se transmite a, y que se reciben de, cada estación de base, y que a cualquier unidad móvil que estuviere en una ubicación cualquiera de todo el sistema, se los pueda averiguar, de modo y forma tales que a los niveles de señal recibida se los pueda comparar con niveles de interferencia, para determinar si son asequibles niveles de potencia de transmisión para proporcionar las señales de calidad que hubiere por todo el sistema.

Todos los métodos para evaluar un sistema de CDMA que obedecían a la tecnología anterior, para determinar si las características del sistema son tales que son asequibles niveles de potencia de transmisión que brinden señales de calidad por todo el sistema han utilizado modelos de propagación para estimar valores de datos en ubicaciones de todo el sistema, a partir de datos reales que se tomara en nada más que unos pocos puntos en el sistema. Mediante el empleo de estos datos derivados, estos métodos según la tecnología anterior evalúan la potencia transmitida y la recibida durante una cantidad limitada de ubicaciones aleatorias, guardan los datos para estas ubicaciones y, después, siguen su marcha para evaluar la potencia transmitida y la recibida correspondientes a una segunda cantidad limitada de ubicaciones al azar. Esto prosigue hasta que se hubo evaluado una cantidad suficiente de ubicaciones mediante el empleo de valores estimados, para obtenerse el panorama de todo el sistema. La tecnología anterior halló esto necesario, debido a que la muy grande cantidad de datos y las muchas manipulaciones necesarias para instrumentar resultados útiles a partir de datos reales, incluso para una cantidad pequeña de ubicaciones, hacían que usar cantidades considerablemente más grandes de ubicaciones pareciera imposible. Como se utiliza los datos provenientes de tan pocas ubicaciones, resulta muy difícil determinar con precisión cuánto tiempo se debe ejecutar el programa y cuántos puntos al azar se debe elegir. En consecuencia, no se conoce con precisión si a las dificultades con el sistema las ocasionan la disposición del sistema o errores en la elaboración del modelo. El efecto fue ninguna de las determinaciones que obedecían a la tecnología anterior permite una determinación precisa de las características del sistema que sea suficiente como para hacer juicios razonados sobre los efectos que diferentes variaciones le producirán a las características del sistema.

El presente invento brinda un proceso para evaluar, con mucha mayor precisión, las características de un sistema de CDMA, de manera tal que el operador pueda dar los pasos tendientes a mejorar la calidad del servicio.

Con el objeto de evaluar cualquier sistema, primero se reúne los 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, en tanto y cuanto esos datos se tomen de ubicaciones que estén muy próximas entre sí distribuidas por todo el sistema. En una de las realizaciones prácticas, los datos se reúnen en ubicaciones que están separadas unas de otras cien pies (treinta metros), aproximadamente. Por otro lado, a los datos se los puede acumular específicamente para determinar la calidad del servicio de CDMA en la zona de servicio. Sea cual fuere el caso, los datos específicos que se utilizare son datos que indican la intensidad de la señal transmitida de una transmisión en una estación de base, la intensidad de la señal recibida de la transmisión en una ubicación y la ubicación de la recepción, registrada para ubicaciones situadas muy cerca unas de otras que estuvieren por todo el sistema.

En la recolección de datos específicamente para un sistema de CDMA, se lleva a cabo 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 intensidad total de todas las señales que se recibiera y la intensidad de cada señal piloto que se recibe desde cualquier estación de base. La figura 8 ilustra una unidad móvil equipada para esa recolección de datos . 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.

Una vez que se hubo reunido los datos que describen el sistema, a esos datos 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 reales del sistema que se reuniera en ubicaciones que están muy próximas las unas de las otras por todo el sistema, con lo que se elimina la necesidad de hacer la estimación de resultados entre ubicaciones muy separadas las unas de las otras, en las que se toman las mediciones reales. La figura 6 ilustra los pasos del proceso objeto del presente invento y a esa figura hay que remitirse en el transcurso de la discusión que sigue.

Las señales piloto que una estación de base genera en el canal piloto se transmiten con potencia constante por todo el sistema. Esto permite que una unidad móvil compare la intensidad de las señales piloto que generan 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 entre una estación de base y una unidad móvil que se hubiere recibido 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 registran 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 (que se deriva de datos obtenidos para el sistema) , que evalúa la factibilidad de que una estación de base proporcione una señal recibida en una ubicación en particular que tiene una relación matemática en especial de señal - a - nivel de interferencia (Ec / lo) que le da servicio a una ubicación en particular, se puede determinar la probabilidad de que cada estación individual de base dé 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 correspondiente a cada una de las estaciones individuales de base. Después, la probabilidad correspondiente a cada grupo posible de aquellas estaciones de base desde las cuales se hubiere 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, para un grupo de cuatro estaciones de base que proporcionan señales piloto discernibles, la tabla de la figura 5. Esta tabla muestra, en cada una de las intersecciones, la probabilidad que el grupo particular de estaciones de base dé servicio a la ubicación.

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 señales piloto es incrementalmente más débil y tiene una relación matemática menor. De la gráfica ejemplificadora de la figura 4 se determina las probabilidades (p (X) ) correspondientes a cada una de las estaciones individuales de base que generan señales piloto A-D y se las pone en la columna p (X) de la figura 5, para la hilera que designa la señal 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 a tres canales que llevan señales de voz se los puede recibir a un mismo tiempo, debido a las restricciones de una instrumentación real de la red. 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 los grupos de señales piloto que se indicara en el encabezamiento de cada hilera y columna. En la figura, una tilde indica que la señal piloto en particular está ausente.

De esto se obtiene una lista de posibles estaciones de base en cada ubicación, estaciones que están 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 correspondiente a 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 suma todas las ubicaciones en la zona de cobertura, se obtiene 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 es probable (o factible) que den servicio a la ubicación, para cada una de las estaciones de base identificadas 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 la 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 por bit que se recibe en la 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 tuvieran probabilidad significativa 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 la 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 se hace el modelo, hasta que se determinare valores para todas las posiciones . Cuando se hubo completado una primera ronda de cómputos, los nuevos valores que se determinara durante la primera ronda, correspondientes a 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 proporcione 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, las nuevas intensidades de señal transmitida proveniente de estaciones individuales de base que son necesarias para proporcionar calidad de señal a la ubicación, se calculan mediante la determinación de la intensidad de señal recibida para proporcionar la Eb / No requerida de la unidad 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. Para determinar cuándo ocurre esto, cuando se hubo completado una ronda cualquiera 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 eligiera 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 más probables que dan servicio a una ubicación cualquiera que hubiere en el sistema son los que se determinan en la segunda ronda de cómputos, antes de 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, en cada ubicación que estuviere dentro del sistema se puede hallar 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 .

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 tona ubicación que estuviere 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 estuvieren en la zona de cobertura de la estación primaria de base. De manera análoga, en todo el sistema se puede --i determinar y sumar las probabilidades de cada uno de estos agrupamientos de pares correspondientes 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.

Una vez que el proceso hubo iterado un número suficiente de veces como para generar una lista de vecinas correspondiente a cada ubicación que hubiere en el sistema, el proceso se desplaza para utilizar los mismos datos originales para determinar la potencia de transmisión que se necesita en cada una de las ubicaciones que hay por todo el sistema. Esto se consigue en, esencialmente, la misma manera que se Computa la potencia del transmisor para las estaciones de base: o sea, a una interferencia total del nivel de base en ausencia de señal recibida en cada estación de base se la emplea para determinar el nivel de transmisión descifrada necesaria para brindar una señal de calidad a la estación de base. Este valor, sumado a la pérdida de propagación en cualquier ubicación da la intensidad de transmisión de la unidad móvil necesaria en la ubicación. Más aún, la intensidad de señal recibida necesaria en cada estación de base, desde cada ubicación, multiplicada por la probabilidad (previamente determinada) de que la estación de base dé servicio a la ubicación proporciona un nuevo nivel de señal recibida proveniente de cada ubicación, en cada estación de base. La suma de estos valores proporciona un nivel incrementado de interferencia en cada estación de base : esto exige el cómputo de una nueva intensidad incrementada de señal recibida, para la obtención de una señal de calidad. Es probable que, para muchas ubicaciones, la intensidad de la transmisión se hubiera incrementado otra vez, debido al aumento de intensidad recibida que se precisa en la estaci n de base durante la rueda de cómputos . En consecuencia puede resultar necesario continuar la rueda de cómputos para la determinación de la intensidad de transmisión móvil en las ubicaciones. La operación se puede iterar varias veces, hasta que se alcance la aproximación a un nivel constante de interferencia en cada una de las estaciones de base (convergencia) (al igual que con la operación anterior para la determinación de la intensidad de transmisión de las vías de ida) . Cuando esto se hubo conseguido, se dispone de todos los datos necesarios para que el operador determine la calidad de servicio que hay por todo el sistema e introduzca los cambios necesarios para mejorar esa calidad en cualquier ubicación que hubiere en el sistema.

Se advertirá que al medirse el nivel de interferencia en los sectores hasta que el cambio en el nivel de interferencia esté por debajo de un valor mínimo, se obtiene una convergencia muy rápida y precisa. Esto se debe comparar con los sistemas que obedecían a la tecnología anterior, que proporcionan escasa indicación de cuándo están asequibles valores precisos para el sistema.

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 (12)

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 que utiliza datos reales sobre nivel de señal recibida, a los que se hubo tomado de ubicaciones situadas muy próximas las unas de las otras dentro de todo un sistema de CDMA, en el cual una unidad móvil tiene factibilidad de comunicarse con estaciones de base para calcular los niveles de interferencia en cada ubicación, determina las estaciones de base que tienen máxima probabilidad de comunicarse con una unidad móvil en cada ubicación en particular, recopila una lista de estaciones vecinas de base para cada estación de base en cada ubicación de todo el sistema, caracterizado porque determina la potencia de transmisión necesaria para que cada estación de base se comunique con una unidad móvil en cada ubicación, repite los pasos precedentes del proceso hasta que la potencia de transmisión correspondiente a cada estación de base no cambie de manera significativa respecto de la iteración anterior del proceso; calcula los niveles base de interferencia en cada estación de base, determina la potencia de transmisión necesaria como para que una unidad móvil situada en cada ubicación se comunique con cada estación de base que tiene máxima probabilidad de comunicarse con una unidad móvil en esa ubicación en particular; y repite los pasos del proceso para determinar la potencia de transmisión correspondiente a cada unidad móvil, hasta que la interferencia total que hubiere en cada estación de base no cambie de manera significativa respecto de la iteración precedente del proceso .

2. Un proceso para elaborar el modelo de un sistema de telefonía celular de CDMA, que comprende las etapas de determinar cuáles son las estaciones de base que tienen factibilidad de comunicarse con una unidad móvil en cada ubicación, de una pluralidad de ubicaciones, situadas muy próximas las unas de las otras, que definen todas las posiciones una zona de un sistema de CDMA en las que una unidad móvil tiene factibilidad de comunicarse con estaciones de base que utilizan datos que indican el nivel de señal recibida en cada ubicación y la potencia asociada de transmisión de cada estación de base por todo la zona; determinar la potencia de transmisión necesaria como para que cada estación de base se comunique de manera efectiva con una unidad móvil en cada ubicación por toda la zona; repetir los pasos anteriores del proceso, hasta que la potencia de transmisión correspondiente a cada estación de base no cambie de manera significativa con respecto a una iteración precedente del proceso, después determinar la potencia de transmisión necesaria para que una unidad móvil situada en cada ubicación se comunique con cada una de las estaciones de base que tiene mayor probabilidad de comunicarse con una estación móvil en esa ubicación en particular; y repetir los pasos del proceso para determinar la potencia de transmisión correspondiente a cada unidad móvil, hasta que el nivel de interferencia total que hubiere en cada estación de base no cambie de manera significativa respecto de la iteración precedente del proceso.

3. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque que el paso de determinar las estaciones de base que tienen factibilidad de comunicarse con una unidad móvil en cada ubicación, de una pluralidad de ubicaciones situadas muy próximas las unas de las otras, comprende los pasos de calcular los niveles de interferencia en cada ubicación, determinar las estaciones de base que tienen máxima probabilidad de comunicarse con una unidad móvil en cada ubicación en particular y recopilar una lista de estaciones vecinas de base para cada estación de base en cada ubicación de toda la zona.

4. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque los datos que indican el nivel de señal recibida son datos que se recogieron de ensayos de desplazamiento que se llevaran a cabo por toda la zona.

5. Un proceso según lo que reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque la etapa de determinar la potencia de transmisión necesaria como para que cada estación de base se comunique de manera efectiva con una unidad móvil en cada ubicación de toda la zona comprende el cálculo de los niveles de interferencia en cada ubicación, la determinación del nivel necesario de una transmisión descifrada como para proporcionar una señal de calidad en cada ubicación; la determinación de un nivel de intensidad de una transmisión recibida correspondiente a una señal así; y utilizar la pérdida de propagación y la intensidad de una transmisión recibida para determinar la potencia de transmisión.

6. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque la etapa de determinar la potencia de transmisión necesaria como para que una unidad móvil situada en cada ubicación se comunique con cada estación de base que tiene máxima probabilidad de comunicarse con una unidad móvil situada en esa ubicación en particular comprende el cálculo de los niveles de interferencia en cada estación de base, la determinación del nivel necesario de una transmisión descifrada como para proporcionar una señal de calidad en cada estación de base; y la utilización de la pérdida de propagación y la intensidad de una transmisión recibida para determinar la potencia de transmisión.

7. Un proceso según lo que se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque la etapa de calcular los niveles de interferencia en cada estación de base comprende los pasos de determinar el nivel necesario de una transmisión descifrada como para proporcionar una señal de calidad en cada estación de base; multiplicar el nivel de transmisión descifrada que se determinara para cada ubicación, por la probabilidad de que una estación de base dé servicio a la ubicación; y sumar los resultados que se hubo determinado a partir de las multiplicaciones.

8. Un sistema instrumentado por computadora para elaborar el modelo de las características de un sistema de telefonía celular, caracterizado porque comprende: medios para utilizar datos que se obtuviera en ubicaciones que están muy próximas las unas de las otras por toda una zona del sistema de telefonía celular del que se está elaborando el modelo, para determinar cuál es la estación de base que tiene mayor factibilidad de dar servicio a cada ubicación y hacer una lista de estaciones de base vecinas, correspondiente a cada estación de base que presenta mayor factibilidad de prestar servicio en cada ubicación. medios para utilizar los datos que se recogiera en ubicaciones muy próximas unas de otras de toda una zona del sistema de telefonía celular del que se está elaborando el modelo, para determinar con rapidez la potencia de transmisión que se necesita para cada una de las estaciones de base que tienen factibilidad de prestar servicio en cada ubicación; y medios para utilizar los datos que se recogiera en ubicaciones muy próximas unas de otras de toda una zona del sistema de telefonía celular del que se está elaborando el modelo, para determinar con rapidez la potencia de transmisión que se necesita para que una unidad móvil situada en cada ubicación se comunique con cada una de las estaciones de base que tiene factibilidad de prestar servicio en cada ubicación.

9. Un sistema instrumentado por computadora según lo que se reivindica en la reivindicación 8, caracterizado porque los medios para utilizar los datos que se hubiera recogido en ubicaciones muy próximas unas de otras de toda una zona del sistema de telefonía celular del que se está elaborando el modelo, para determinar con rapidez la potencia de transmisión que se necesita para cada estación de base consisten en: medios para determinar una potencia de transmisión, utilizándose la potencia total de señal recibida en todas las ubicaciones con las que una estación de base es factible que preste servicio, medios para determinar una potencia de transmisión, usándose potencia total de señal recibida en todas las ubicaciones en las que es factible que preste servicios una estación de base, para producir señales recibidas de calidad provenientes de todas las ubicaciones con las que es factible que preste servicio una estación de base, medios para volver a determinar una potencia de transmisión, utilizándose la potencia total de señal recibida para producir señales recibidas de calidad en todas las ubicaciones con las cuales es factible que preste servicio una estación de base, hasta se volviere insignificante la diferencia entre las potencias secuenciales de transmisión.

10. Un sistema instrumentado por computadora según lo que se reivindica en la reivindicación 9, caracterizado porque los medios para determinar una potencia de transmisión comprenden: medios para determinar un nivel suficiente de señal recibida como para proporcionar una señal de calidad en una ubicación, para una señal recibida en nivel total de base; y medios para determinar una potencia de transmisión en una estación de base, para producir la señal de calidad en una ubicación.

11. Un sistema instrumentado por computadora según lo que se reivindica en la reivindicación 8, caracterizado porque los medios para utilizar los datos que se hubiera recogido en ubicaciones muy próximas unas de otras de toda una zona del sistema de telefonía celular del que se está elaborando el modelo, para determinar con rapidez la potencia de transmisión que necesita una unidad móvil situada en cada ubicación para comunicarse con cada estación de base que es factible que preste servicio con la mencionada ubicación, consisten en: medios para determinar una potencia de transmisión, usándose una señal de potencia recibida de nivel total de base en una estación de base; medios para determinar una potencia de transmisión usándose potencia total de señal recibida en una estación de base, para producir señales recibidas de calidad en todas las ubicaciones con las que es factible que preste servicios una estación de base: medios para volver a determinar una potencia de transmisión, usándose potencial total de señal recibida para producir señales recibidas de calidad provenientes de todas las ubicaciones con las que es factible que preste servicio una estación de base, hasta que se vuelva insignificante la diferencia entre potencias secuenciales de recepción.

12. Un sistema instrumentado por computadora según lo que se reivindica en la reivindicación 11, caracterizado porque los medios para determinar una potencia de transmisión comprenden: medios para determinar un nivel suficiente de señal recibida como para proporcionar una señal de calidad en una estación de base, para una señal recibida en nivel total de base; y medios para determinar una potencia de transmisión en una ubicación, para producir la señal de calidad en una estación de base.