MXPA00012106A - Aparato y metodo para el analisis geoestadistico de la propagacion de señales de radio - Google Patents

Aparato y metodo para el analisis geoestadistico de la propagacion de señales de radio

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MXPA00012106A
MXPA00012106A MXPA/A/2000/012106A MXPA00012106A MXPA00012106A MX PA00012106 A MXPA00012106 A MX PA00012106A MX PA00012106 A MXPA00012106 A MX PA00012106A MX PA00012106 A MXPA00012106 A MX PA00012106A
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MXPA/A/2000/012106A
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Arpee John
J Gutowski Stanley
Touati Mustafa
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Un método que utiliza técnicas de interpolación estadística para analizar y simular la variabilidad y continuidad espaciales de datos sobre frecuencia de radio que se hubo recogido de un sistema celular de radio. Al método se lo utiliza para el planeamiento y el manejo de sistemas celulares. Después de la instalación y de la preparación de estaciones de base celulares, se pone en práctica ulteriores análisis y refinamiento de los datos de RF, para determinar la cobertura de señal de la torre, la ubicación de huecos de RF en el sistema, la reutilización de frecuencias y la superposición de señales de RF entre dos torres, o más, que producen interferencia. El método analiza datos en crudo sobre potencia de RF, que se recogen por medio de la realización de ensayos de desplazamiento de una muestra de caminos en un sistema celular. A través del krigado se determina un modelo geoestadístico de la propagación de RF en un sistema celular. La estimación de la tendencia de la pérdida de trayectoria de RF se extrae de cada de los datos en crudo y de ella se elabora un modelo para describir la variabilidad de los datos de un extremo al otro de toda la zona del sistema celular. Entonces se prepara un mapa de señales para la pérdida estimada de propagación, para cualquier zona de interés dentro de un sistema celular.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA EL ANÁLISIS GEOESTADIS ICO DE LA PROPAGACIÓN DE SEÑALES DE RADIO CAMPO DE LA PRESENTE INVENCIÓN El presente invento se refiere a sistemas de telefonía celular y a la elaboración de modelos de sistemas de telefonía celular con el objeto de hacer óptima la utilización del espectro total de radio de que se dispusiere. De modo más especial, el presente invento se refiere al uso de datos medidos de una red y a técnicas geoestadísticas de elaboración de modelos, para manejar las variaciones y el crecimiento dentro de un sistema celular y brindar mejores planes de frecuencia para las redes celulares bajo diferentes variables .
ANTECEDENTES DE LA PRESENTE INVENCIÓN La zona de servicio de un sistema de comunicaciones por radio se divide en dominios conectados de servicio a los que se conoce como células, en los que los usuarios de telefonía por radio (celular) se comunican, a través de enlaces de radio, con la estación de base que da servicio a la célula. A las células se las puede subdividir en segmentos. La estación de base se acopla con la red telefónica de servicio público (PSTN) .
Los sistemas comerciales de comunicación móvil de que se dispone en la actualidad constan, típicamente, de pluralidad de células fijas, cada una de las cuales transmite señales hacia, y recibe señales de, unidades móviles que están dentro de las respectivas zonas de comunicación de esas células. En los sistemas de AMPS o de FDMA, a cada estación de base se le asigna pluralidad de canales (cada uno de 30 Khz de anchura) dentro de un espectro de frecuencias por el cual se puede comunicar con las unidades móviles. Una unidad móvil que estuviere dentro del alcance de la estación de base se comunica con la estación de base que emplea estos canales. Típicamente, los canales a los que usa una estación de base están separados entre sí de cierta manera (típicamente, salteando 1, 7 o 21 canales intermedios), que es suficiente como para que las señales que hubiera en un canal cualquiera no interfieran con las señales que hubiera en otro canal al que esa estación de base utilizare. Para conseguir esto, lo típico es que a una estación de base el operador le asigne un grupo de canales, cada uno de los cuales está sumamente separado del siguiente. En tanto y cuanto una unidad móvil se encontrare dentro de la zona en la que la señal proveniente de una estación de base tiene la suficiente intensidad, y se estuviere comunicando con nada más que esa estación de base, hay nada más que una leve probabilidad de interferencia en la comunicación. El presente invento también opera con sistemas de GSM e iDEN que no dependen del mismo método de acceso múltiple a divisiones de frecuencia.
En un tipo frecuente de sistema móvil, que se denomina Acceso Múltiple por División de Tiempos (TDMA) -que comprende IS-54 e IS-136, GSM e iDEN- a cada canal de frecuencia se lo subdivide en el tiempo en canales adicionales dentro de cada frecuencia. Cada estación de base envía y recibe en incrementos repentinos de señal durante una cierta cantidad de intervalos, o segmentos de tiempo, diferentes. Estos intervalos de tiempo dentro de las bandas de frecuencias después constituyen en forma efectiva los canales individuales. Con el objeto de distinguir las divisiones de canal que hubiera dentro de una frecuencia y de distinguir canales de frecuencia común entre células que se superponen, se emplea códigos digitales: por ejemplo, IS-136 utiliza Códigos de Colores para la Verificación Digital que son exclusivos del canal que va hacia una célula. GSM usa códigos de identificación para Estaciones de Base.
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 célula se la ubica de manera tal que su zona de cobertura esté adyacente a, y se superponga con, las zonas de cobertura de varias células más. Cuando una unidad móvil se desplaza desde la zona cubierta por una de las estaciones de base hacia la zona cubierta por otra estación de base, las comunicaciones con la unidad móvil se transfieren (entregan) de una de las estaciones de base a otra, en una zona en que se superpone la cobertura que brindan las células contiguas. Debida a esta cobertura que se superpone, a los canales que se asigna a las células individuales se los elige con todo cuidado, de manera que las células contiguas ni transmitan ni reciban en los mismos canales. Esta separación se consigue, típicamente, mediante la asignación de un grupo de canales sumamente apartados que no se interfieren, a alguna célula central y, después, asignando otros grupos de canales sumamente apartados que no se interfieren a las células que circundan esa célula central, utilizándose un patrón que no vuelve a utilizar los mismos canales para lae células que circundan la célula central . El patrón de asignaciones de canal continúa de manera similar con las demás células que están contiguas al primer grupo de células. A menudo, las células adyacentes o contiguas transmiten en la misma frecuencia y a ambas las recibe una unidad móvil de radio. Sin embargo, debido a los códigos digitales que identifican cada canal, la unidad móvil de radio puede procesar la señal adecuada y no hacer caso a recepción adicional alguna.
La geoestadística es una herramienta de "estadísticas espaciales" que se puede aplicar a cualquier problema de predicciones en ID, 2D o 3D de una variable aleatoria. Por añadidura, se la puede aplicar a predicciones en 4D de geoestadística espacio-temporal a las que se controle en el curso del tiempo. A la geoestadística se la estuvo utilizando desde comienzos de la década de 1950 para la ingeniería de minas, principalmente para la determinación de estimaciones de reservas de mineral metálico y para hacer simulaciones de hipótesis de explotación. Los datos que se recoge en minería consisten en testigos de terreno y en muestras de excavación provenientes de una cantidad limitada de trepanaciones, así como muestras provenientes de afloramientos de estratos. A comienzos de la década de 1960 se había construido un marco teórico básico de geoestadística que fijó nuevas técnicas patrón en la industria de la minería. En el transcurso de los últimos 30 años, este marco teórico se reforzó y aplicó con suceso a otros tipos de problemas, tales como la elaboración de modelos para el flujo de fluidos y la propagación de ondas por el subsuelo. Las nuevas aplicaciones permiten el desarrollo de soluciones nuevas y de conceptos nuevos dentro del marco de una teoría geoestadística avanzada. El objetivo de estos nuevos progresos apunta a combinar "estadísticas espaciales" y "ecuaciones diferenciales" que describen el comportamiento de un fenómeno físico. En la actualidad, la geoestadística goza de amplio reconocimiento como herramienta para la estimación espacial precisa. La geoestadística tiene las herramientas correctas para cuantificar la incertidumbre y, en consecuencia, se la considera como herramienta para la evaluación de riesgos para los gerentes de desarrollo de campo de industrias relacionadas. A la geoestadística se la aplicó a numerosos problemas industriales, que van desde los problemas clásicos de extracción de petróleo y de ingeniería del gas hasta problemas más complejos y desafiantes, tales como la puesta de precios en un mercado de valores.
COMPENDIO DEL PRESENTE INVENTO La pérdida de propagación es la atenuación que tiene lugar cuando una señal de RF se propaga desde una antena que la transmite hacia una antena que la recibe. La toma de muestras, la consecución y la estimación de la pérdida de propagación por una red celular muestra grandes similitudes con los problemas clásicos que se encuentran en la predicción del criadero de mineral o de yacimientos petrolíferos. En consecuencia, la geoestadística tiene un gran potencial para que se la ponga en práctica en los objetivos que se acaba de mencionar. La teoría de la geoestadística aplicada al 5 fenómeno físico la vuelve adecuada para que se utilice en la combinación de un modelo de propagación y de mediciones de datos para una red de radio. Esta aplicación toma en cuenta las predicciones de datos faltantes en una red de radio. El método cuantifica y evalúa los errores propios de cualquier medición o de cualquier proceso de estimación. El método brinda información escala abajo y a los ingenieros en RF les da un modelo de alta resolución que describe La pérdida de propagación en una zona dada de interés. El método simula diferentes tesis de pérdida de propagación antes de un desplazamiento o entre desplazamientos sucesivos, lo que sería conducente a mejores estrategias de recolección de datos .
Las técnicas de análisis geoestadístico ofrecen una 20 manera de describir la continuidad espacial que es rasgo esencial de muchos fenómenos naturales y proporciona adaptaciones de técnicas clásicas de regresión, para aprovechar esta continuidad. En geoestadística, la aplicación de algoritmos sumamente desarrollados a los que se modifica <»*.--.-jateas.--» .«a... para los parámetros de la provisión de servicio celular, tal como se enseña en el presente invento, brinda resultados significativamente mejorados respecto de otras técnicas de aproximación de datos. El propósito del análisis de continuidad espacial es cuantificar la variabilidad de las mediciones sobre pérdida de propagación, con respecto a la distancia y dirección. A la ubicación geográfica únicamente se la toma en cuenta si los datos exhiben una tendencia, propiedad que se conoce como carácter no estacionario. La cuantificación de la información espacial entraña la comparación de valores de datos que se mide en una de las ubicaciones, con los valores del mismo atributo a los que se mide en otras ubicaciones. Por ejemplo, es más probable que dos mediciones de pérdida de propagación que estén muy próximas entre ellas tengan valores similares, que dos mediciones de pérdida de propagación muy separadas entre sí . Al determinarse la correlación con respecto a la distancia de separación se puede hacer estimaciones de las ubicaciones no medidas, sobre la base de los valores de las ubicaciones medidas .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una ilustración que sirve de ejemplo, de la cobertura creciente de las células en un sistema de telefonía celular. La figura 2 es una ilustración que sirve de ejemplo, de las zonas de cobertura de radio de un sistema de telefonía celular. La figura 3 es el diagrama de flujo de la aplicación de un modelo geoestadístico a datos sobre intensidad de una señal de RF La figura 4 es el mapa base que sirve de ejemplo, de una ciudad, en el que se ilustra la ubicación de emplazamientos de torres de base en un sistema de telefonía celular. La figura 5 es una vista gráfica que ilustra datos, que sirven de ejemplo, de señales en código digital descifradas con suceso, a las que se obtuvo en un ensayo ejemplar de desplazamiento sin palanca en posición de abierto, del mapa base que se observa en la figura 4. La figura 6 es una ilustración en forma de tabla de la interferencia entre canales, en un sistema de telefonía celular. La figura 7 es una ilustración, que sirve de ejemplo, de lagunas en los datos sobre intensidad de señal de Rf a los que se obtuviera en un ensayo de desplazamiento. La figura 8 ilustra la aplicación de cajones a la zona de ensayo del mapa base que se observa en la figura 4.
La figura 9 es el diagrama de flujo del proceso de fusión que aplica un modelo geoestadístico a datos sobre intensidad de señal de RF. La figura 10 es la ilustración de un variograma que tiene una correlación que decrece en función de la distancia.
La figura 11 es un diagrama de flujo del paso tres del proceso de fusión que aplica un modelo geoestadístico a datos sobre intensidad de la señal de RF. La figura 12 es la ilustración del hallazgo de un punto desconocido de datos, mediante el empleo de la interpolación.
La figura 13 es una vista gráfica que sirve de ejemplo, en la que se ilustra los resultados del método geoestadístico aplicado a los datos de la figura 8.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PRÁCTICAS QUE SIRVEN DE EJEMPLO Un objetivo del planeamiento y de la expansión para un sistema de telefonía celular es determinar nuevas ubicaciones de torres de base y volver a utilizar frecuencias sobre la base de la distancia de propagación de las señales de radio entre estaciones de base. A partir del sistema se reúne datos sobre RF, para llevar a cabo ulteriores análisis y refinamiento del tráfico en el canal, interferencia, zona de servicio y zona total de propagación de una estación de base.
La figura 1 es una ilustración, que sirve de ejemplo, de un sistema de telefonía celular: pluralidad de torres de antenas y de estaciones 10 de base están situadas dentro de una zona geográfica. Las llamadas provenientes de unidades 12 de suscriptores se dirigen a través de un centro móvil 14 de conmutación (MSC) , el que consta del equipo de conmutación necesario para interconectar el equipo móvil con la red pública de servicios telefónicos (PSTN) 16. Las torres 10 se unen dentro de un conmutador 18 de estación de base (BSS) , que tiene un conmutador remoto conectado con la PSTN 16. La cobertura de un sistema telefónico por radio se ilustra, de modo típico, con células en forma de una rejilla 20 en forma de panal . Cuando hay tráfico dentro de la zona de servicio de una estación de base, una antena 10 queda repleta y los suscriptores 12 experimentan una cantidad intolerable de señal de línea ocupada o de llamadas cortadas, se puede instrumentar una división de las células 20 para añadir canales dentro del sistema, por medio de estaciones 10 adicionales de base. El agregado de estaciones de base subdivide el sistema celular existente en células 22 más pequeñas, con lo que se produce una mayor capacidad de los canales dentro de una zona de cobertura. Sin embargo, añadir capacidad de canal y equilibrar la reutilización de frecuencias entre las estaciones 10 de base agrega complejidad a la concepción de la cobertura de; señal de RF dentro del sistema.
Para agregar canales de radio cuando es limitada la asignación de espectros, los proveedores celulares vuelven a utilizar canales idénticos. La estrategia para volver a utilizar canales se basa sobre el hecho de que la intensidad de la señal disminuye de manera exponencial en función de la distancia. Por consiguiente, las torres 10 que están suficientemente apartadas pueden emplear los mismos canales de radio sin causar interferencia unos con otros. El planeamiento de los sistemas celulares separa los emplazamientos de células que empleen los mismos canales, para reducir la interferencia a lo mínimo.
La figura 2 ilustra las zonas de cobertura de RF correspondientes a tres células de estaciones de base que actúan como ejemplo. La cobertura del espacio libre calculado de una célula es el límite teórico de atenuación de las señales de RF sin interferencia ni bloqueo. A las torres 10 raramente se las coloca de manera que tomen en cuenta con precisión todos los factores de propagación que atenúan las señales de RF. Los niveles de potencia y las frecuencias de los canales típicamente se ajustan después de la instalación de la torre 10. La zona de cobertura de radio correspondiente a la célula A 24 de la zona se superpone en forma parcial a las células B 26 y C 28. Esta superposición es una zona potencial para la aparición de interferencia entre canales idénticos. La zona de cobertura de radio correspondiente a las células B 26 y C 28 tienen un agujero entre ellas: este agujero es una zona potencial para llamadas cortadas o falta de cobertura de servicio, debido a las señales débiles.
El diagrama de flujo de la figura ilustra, de manera general, los pasos de la realización práctica de preferencia que sirve de ejemplo, de la recolección de datos de RF, de la elaboración del modelo de los datos con geoestadística y de la aplicación de parámetros modelados a un mapa de base del sistema. Para construir un conjunto 30 de datos de RF en crudo proveniente de un sistema celular, primero a los datos se los junta por medio de un método 32 de ensayo de desplazamiento. La recolección de los datos 30 en un ensayo 32 de desplazamiento se describe en la solicitud copendiente de patente 09 / 567.709, Apparatus and Method for Non-disruptive Collection andAnalysis of Wireless Signal Propagation [ Aparato y Método para la Recolección y el Análisis No Disruptivo de la propagación de Señales de Radió] , concedida al mismo cesionario que la presente solicitud de patente y que se incorpora a esta en carácter de referencia, tal como se la expone en su totalidad en la presente solicitud. La figura 4 ilustra un mapa de base que sirve de ejemplo, correspondiente a una ciudad que tiene seis 5 emplazamientos 10 de células, RF1 hasta RF6. El plan 34 de desplazamiento es una ruta cuidadosamente determinada que recoge de manera eficaz datos representativos sobre señales de RF, provenientes de un sistema celular. El plan 34 de desplazamiento se establece por medio de la evaluación de la distribución de las antenas 10 del sistema celular y a través del análisis de los rasgos geográficos de la zona del sistema celular. Tal como se detalla en las solicitudes copendientes de patente, a un vehículo equipado con el equipo adecuado para la recepción y la medición de señales celulares se lo hace desplazar a través del sistema celular de acuerdo con el mapa del plan 34 de ensayo de desplazamiento, para recoger datos 30 sobre recepción de señales reales. Por todo el sistema celular se hace una cantidad estadísticamente significativa de mediciones, para determinar la intensidad relativa de las señales entre cada estación 10 de base y cada ubicación de unidad móvil .
Un ensayo 32 de conducción no puede cubrir toda la zona de un sistema celular. Sin embargo, el presente invento -£-d-i-H--proporciona un método para encontrar datos 30 sobre señales a lo largo de los caminos a los que no cubre el plan 34 de desplazamiento. La cobertura total del desplazamiento es, al mismo tiempo, impráctica e imposible. Típicamente, en un ensayo 32 de desplazamiento se cubre un promedio de nada más que el 25% de los caminos. Es impráctico cubrir todos los caminos que hay en un sistema celular, debido a las limitaciones de tiempo y recursos. Es imposible porque algunas partes de un sistema celular son inaccesibles, debido a obstáculos naturales y artificiales. Los datos 30 que se obtienen mediante el proceso 32 de ensayo de desplazamiento también son incompletos, inclusive en las zonas que se hubo sometido a prueba, debido a las imperfecciones intrínsecas de las condiciones reales de medición, aun si se recorre muchas veces por partes del plan 34 de desplazamiento.
Los datos 30 sobre RF se pueden recolectar con discreción en un método sin puesta con manipulador abierto, en vez de tener que apagar canales, tal como se describe en la solicitud copendiente 09 / 567.709, Apparatus and Method for Non-disrupti e Collection and Analysis of Wireless Signal Propagation, concedida al mismo cesionario que la presente solicitud de patente y que se incorpora a esta en carácter de referencia, tal como se la expone en su totalidad en la presente solicitud. Los canales digitales envían códigos de color en cada cuadro de datos, los que indican la fuente del canal . La posición y los datos sobre código de colores correspondientes a cada señal se reúnen en forma de datos celulares crudos 30 sobre RF, que se recogen empleándose un método "sin puesta con manipulador abierto." La combinación del número de canal y del código de color crea un punto de identificación de datos relacionado con una estación de base. Si al código de color no se lo pudiera descifrar durante el ensayo de desplazamiento, las mediciones no son capaces de relacionar la señal con la estación fuente de base. En CDMA, un código de PN es el mismo concepto que un código de color. Cuando el nivel de la señal decae, la capacidad de descifrar el código de color decae en forma correspondiente. De manera análoga, cuando la interferencia aumenta, la probabilidad de descifrar el código de color disminuye. Con el método de manipulador no en posición de abierto, el ensayo 32 de desplazamiento puede brindar datos 30 que se representan como puntos de datos en la figura 5. El equipo de recolección no sólo tiene que determinar la intensidad de la señal, sino que también debe descifrar el código digital relacionado con la señal que identifica el canal digital o la antena emisora o ambos a la vez. Descifrar con precisión una señal es más difícil que la recepción de RF en crudo y demanda una recepción más intensa o más clara, o ambas cosas a la vez, de la señal.
A los puntos de dato provenientes de múltiples sectores se los recoge porque pueden exhibir diferentes características de propagación que es normal que se hallen en los datos sobre medición de RF. Sobre las variaciones de propagación puede influir diferencias estructurales urbanas, suburbanas y rurales. En un ambiente urbano, lo típico es que la señal se propague con mucha intensidad a lo largo de calles que no se intersectan con la ubicación del sector, extinguiéndose con rapidez al alejarse de la antena, con lo que se exhibe un "efecto de túnel." Ilustraciones que sirven de ejemplo de la interferencia entre dos torres adyacentes, correspondientes a sistemas celulares digitales que utilizan DVCC, se hallan en las figuras 6 y 7. La figura 7 ilustra el resultado de la interferencia de RF en la figura 6. En la figura 6, la Torre A 38 transmite con código de color cinco en los canales 110, 120, 130 y 140. La Torre B 40 transmite con el código de color 20 en los canales 110, 120, 130 y 150. En la figura 7, un ensayo de prueba 32 a lo largo de los caminos 42 entre las dos torres 38, 40 reúne datos 30 sobre DVCC provenientes de ambas torres. Los canales provenientes de las torres 38, 40 son exclusivos, con la salvedad de los canales 120 y 130. El código de color proveniente de los canales 120 y 130 no se puede descifrar debido a la interferencia entre los canales similares. En consecuencia, la fuente de una señal en esos dos canales no se puede identificar, aun cuando a un nivel de potencia se lo pueda detectar y se forme una laguna 44 de datos. En niveles similares de potencia, un ensayo 32 de desplazamiento podría recoger un código de color proveniente de los canales que son exclusivos de cada torre. Cada marca en un camino 42 representa un punto para recolección de datos a partir de esas señales. En los lugares en que las señales de propagación provenientes de la torre A 38 y la torre B 40 se intersectan, la interferencia podría dar por resultado una laguna 44 de datos. Los datos 30 pueden tener interferencia proveniente de canales idénticos, y un ensayo 32 de desplazamiento recoge una medición de señal, pero no descifra el código de color si existiere una interferencia de importancia entre los canales idénticos, lo que da por resultado lagunas 44 significativas en la recolección de los datos 30. La existencia de lagunas 44 en los datos recogidos 30 da origen a la necesidad de interpretación de los datos 30, tal como se enseña en el presente invento, para llenar las lagunas 44.
La zona de medición que hay en el sistema se divide en una rejilla 46, en la figura 8. Se emplea una rejilla para hacer óptima la recolección de datos y las velocidades de recolección en un modelo. Un cajón 48 es una célula de la rejilla. El análisis 52 de datos de la figura 3 comprende el proceso de encajonar los valores promedio de los datos 30 sobre RF que hubiera dentro de una célula 48 de la grilla, hasta alcanzar un valor 50 situado en el centro de cada cajón 48. En consecuencia, cada ubicación 48 de cajón analizada tiene un solo valor 50 de datos sobre RF, que representa todos los valores de RF que hay dentro de la ubicación 48 de ese cajón en particular. El cálculo del promedio de los datos 30 reduce las distorsiones que podrían ser resTiltado de una cantidad mayor de mediciones en algunas zonas y una cantidad menor de mediciones en otras zonas. Cuando se lleva a cabo un ensayo 32 de desplazamiento, la toma de muestras se efectúa a velocidad constante; sin embargo, la velocidad de recorrido que lleva el vehículo recolector de muestras puede variar y, por consiguiente, en una zona en la que el vehículo se esté desplazando con más lentitud se obtendrá una cantidad mayor de muestras 30 de datos. En la realización práctica que sirve de ejemplo, sobre el sistema celular se superpone una rejilla 46 de lOOm x lOOm. El tamaño y la forma de la rejilla 46 pueden variar. La variación de formas y densidades de los cajones 48 es posible y, en ocasiones, útil para distribuciones densas de datos dentro del sistema celular.
El paso siguiente del análisis 52 de los datos sobre señales de RF es la organización de los datos: a los datos 30 que se recogiera durante los ensayos de desplazamiento se los organiza y fusiona en una base 54 común de datos. Después se construye un modelo geoestadístico 56 a partir de los datos que hay en la base fusionada de datos. Un objetivo del paso 56 de elaboración de modelos es crear un modelo geoestadístico que pueda estimar un valor de cajón 48 que se basa sobre los valores conocidos de los cajones 48 circundantes, dentro de un grado elevado de certidumbre. En general, la elaboración 56 del modelo de señales celulares de RF mediante el empleo de técnicas geoestadísticas comprende la elaboración de modelos de muestras conocidas de datos 30, para describir la variabilidad de los datos. El método de la realización práctica de preferencia construye; modelos de datos de RF a partir de un conjunto completo de señales 30 en crudo de RF, producidas por las estaciones 10 de base en una zona del sistema celular. A los modelos 56 se los lleva a lo óptimo para que se equiparen con datos medidos, y muestran la pérdida de señal y la interferencia de radio que están más allá del conjunto de datos de muestra, al igual que la interferencia de canal común.
Los datos 56 modelados de señales de radio en RF pueden mostrar la existencia de efectos de tendencia en gran escala. En un nivel de menor escala, se supone que los datos son estacionarios. Para estimar la pérdida de propagación se puede utilizar dos métodos: trabajar con datos transformados en una variable normal y hacer el kriging en el espacio normal, para después regresar al espacio real; y el método preferido, que sirve de ejemplo, de sacar de tendencia los datos de RF mediante el empleo de una estimación empírica de la tendencia con el encaje de cuadrados mínimo de la relación "pérdida de propagación" vs . "distancia".
El proceso 58 de fusión, que se ilustra en el diagrama de flujo de la figura 9, es una herramienta para el preprocesamiento de datos sobre la pérdida de propagación de RF, mediante el empleo de la técnica de medición de kriging geoestadística de elaboración de modelos. Para cada sector que hubiera en una estación 10 de base, las mediciones de la pérdida de propagación se dan en formato 54 en crudo. Cuando se utiliza el método de la realización práctica que sirve de ejemplo, a las mediciones sobre pérdida de propagación se las procesa de manera tal de estimar una pérdida de trayectoria en los cajones 48 para toda la lista de sectores en las ubicaciones globales de cajones. La parte esencial del proceso de fusión es el procedimiento del flujo de trabajo de la estimación, que se encuentra en los Pasos 1 a 4 de la figura 9. Es matemáticamente coherente y se lo diseñó dentro del marco de la geoestadística. La forma de la parte esencial se basa sobre la estimación y el filtrado de una tendencia lognormal de pérdida de la propagación. Al Mejor Estimador Lineal No Sesgado (BLUE) , conocido como medición de krige, se lo aplica para computar los restos y la incertidumbre subyacente. Los restos son datos sobre pérdida de propagación que tienen la atenuación natural de señales de radio que se alejan de una estación de base, a los que se sacó de la medición de los datos sobre pérdida de propagación. A los resultados finales se los denomina estimación por kriging y error de kriging en la pérdida de propagación. La estimación es función lineal de los datos, con pesos que se calculan de acuerdo con las especificaciones de falta de sesgo y varianza mínima. La falta de sesgo significa que, en promedio, el error de estimación es cero. Varianza mínima significa que el error de estimación de los cuadrados es tan pequeño como pudiera ser posible. Cuando se selecciona los pesos del estimador lineal, el kriging toma en cuenta la distancia relativa de las mediciones desde cada uno y desde la ubicación en la que se busca una estimación. A los pesos se los determina mediante la resolución de un sistema de ecuaciones lineales con coeficientes que dependen del 5 variograma que describe la estructura espacial de los datos.
El lazo matemático básico empieza con el paso de leer los datos 60 de entrada, provenientes de la base de datos sobre pérdida de propagación, y con la búsqueda de duplicados 62 en los datos 54 en crudo. A estos datos se los lee de la base 54 de datos sobre mediciones de pérdida de propagación de las señales en RF, base a la que se fusionara a partir de los datos en crudo 30 que se obtuviera en desplazamientos de ensayo. El propósito de este paso 60 es eliminar cualquier posibilidad de tener una matriz irreversible del sistema durante el kriging. A los datos 54 se los trata de manera tal que se eliminan los elementos de datos duplicados. Los datos duplicados se pueden deber a la superposición de desplazamientos o a que en una misma ubicación se tomara varias mediciones.
Las coordenadas de los datos 54 de RF se las mide de acuerdo, ya fuere con las coordenadas locales, ya fuere con las coordenadas globales, en un emplazamiento y se las -te^terf-i-?lf-í transfiere al mapa base. Típicamente, en el mapa base 34 del plan de desplazamientos se usa la latitud o la longitud o los sistemas de coordenadas UTM-X y UTM-Y. El número de cajones 48 depende del tamaño de la entrada de la rejilla 46 que recubre el mapa base 34. Al número, a la ubicación, al valor y a otros parámetros de los elementos 36 de los datos de entrada se los encuentra a partir de los registros que hay en la base 54 de datos fusionada, tal como se los hubiera organizado para el preprocesamiento.
El paso dos 64 del proceso de fusión comienza con la estimación de la tendencia, por medio de un algoritmo de encaje de cuadrados mínimos y del filtrado de la tendencia de la pérdida de propagación. Se parte de la base de que la tendencia es una función logarítmica, que es función del fenómeno físico de la atenuación de la señal de RF . La atenuación de una señal de radio es la disminución exponencial en función de la distancia de alejamiento de la fuente de las señales. Para sacar de la tendencia a los datos 66 se lleva a cabo con el objeto de escindir la parte determinística y la parte aleatoria de la pérdida de propagación. El método más simple para sacar de tendencia a los datos 66 consiste en emplear el método corriente de los cuadrados mínimos. En consecuencia, en cada cajón 48 en el que estuviera situado un valor de pérdida de propagación, la tendencia en el cajón 48 se estima haciendo la representación gráfica de la pérdida de propagación en función del logaritmo de la distancia y del empleo de un método de regresión de 5 cuadrados mínimos según: Plt = a Logiod + b donde a es la pendiente de la línea, b es la ordenada en el origen y Plt es la tendencia de la pérdida de propagación. A los valores de datos en los que se hubiera filtrado la 0 tendencia se los conoce como restos. En general, los restos se encuentran mediante Datos residuales = Plm - PLt donde Plm es la medición de la pérdida de propagación. En la figura 3, los valores de tendencia son la entrada 68 dentro 5 del modelo, separadamente de la base 54 fusionada de datos.
Para cada punto de medición de la RF (xm, ym) , x se refiere a la distancia radial dm, en la que dm = [(xm - xrf)2 + (ym - yrf)2]1/2 0 y y se refiere a las mediciones Plm (xm, ym) de pérdida de la propagación. El cómputo de los coeficientes de regresión se hace del modo que sigue: a = (SxxSy - SxSxy) / ? --->**»--' b = (Ssxy - SxSy) / ?, donde : S = ?i 1/si2 Sx = ?y xi / s?:2 Sy = S± yi i /s±2 Sxx = ?i Xi2 / si2 y Sxy = xi y± / s±2 donde si = varianza del error de medición ? = S S - Sx Vuelto a expresar, pues, para cada punto de medición (xm, ym) , la tendencia de la pérdida de propagación se encuentra con: PLT (xm, ym) = a * log?0 x + b En consecuencia, para hallar el resto de la pérdida de propagación, la fórmula PLR (xm, ym) = Plm (xm, ym) - PLT ( xm, ym) se aplica para restar la tendencia de la pérdida de propagación en cada cajón, de la medición de la pérdida de propagación en el mismo cajón.
Se espera valores no estacionarios porque la Pérdida de Propagación (señal de) decae en el espacio libre y es de aproximadamente 20 log?0[R] , donde R es la distancia desde la antena. Para los fines del proceso de fusión se supone que los cómputos dan por resultado restos cuasiestacionarios . También se parte de la base de que la tendencia es omnidireccional en la continuidad espacial. La suposición no entraña la creencia de que la continuidad espacial es la misma para la tendencia en toda dirección. La presunción sirve al uso de concentrarse sobre distintos parámetros de la tendencia, para simplificar los cálculos. La presunción se puede modificar de manera que admita tendencias direccionales, si a la tendencia se la deriva en cada dirección.
Hacer el kriging de los restos en los cajones es el paso tres 70 del proceso de fusión. Antes de procederse al kriging, se desarrolla o supone un variograma, tal como el variograma 72 que sirve de ejemplo en la figura 10, el que describe la continuidad espacial del sistema. En la realización práctica que se toma de ejemplo, las propiedades del variograma 72 se conocen a través de un catálogo de los diferentes tipos de conducta espacial de la pérdida de propagación. Estas suposiciones pueden ser optativas, en función de su pertinencia para los nuevos conjuntos de datos. Entre los métodos para superar las suposiciones figuran el empleo, como alternativa, de un marco de; referencia geoestadístico no estacionario. Una alternativa así exige el desarrollo de un variograma generalizado dentro del marco de la teoría de la Función Intrínseca Aleatoria (IRFk) .
El término ?(h) del variograma es una medida de la falta de similitud, o incremento de la varianza en función de la distancia. El variograma es la suma del cuadrado de las diferencias de todos los pares de datos que caen dentro de un retardo, dividida por el doble de la cantidad de pares que se encuentra para ese retardo. El cómputo y la representación de ?(h) como función del aumento de la distancia de retardo, h , da por resultado una representación gráfica del variograma 72 experimental .
A medida que aumenta la distancia, ?(h> tiende a alcanzar un valor constante, al que se conoce como estrato. Para ün variograma, el estrato es la varianza (s?) de los datos medidos. La distancia a la cual el variograma alcanza el estrato se denomina alcance o longitud de correlación. El estrato y el alcance son propiedades útiles cuando se compara tendencias direccionales en los datos. La figura 10 ilustra un variograma anisótropo 72 hipotético, en el que se muestra un alcance de correlación en escala corta de 800 metros y un alcance en escala larga de 2200 metros.
En una realización práctica alternativa que; se toma como ejemplo, a los parámetros del variograma se los modela a partir del conjunto de datos. Los pasos que llevan hacia la elaboración del modelo de variograma se ejecutan sobre datos recogidos, alimentando el modelo teórico con el variograma y ajustando el variograma al variograma de los datos medidos. Para cada acimut y distancia de retardo (separación) que se estudiare, a todos los valores medidos se los puede correlacionar en forma espacial y expresar como el valor estadístico que se conoce como variograma, y se lo calcula mediante el empleo de la expresión siguiente: Y(h) = ?f Z(Xi) - Z(Xi+h)l_ 2n donde : z(?i) = es la ubicación de la muestra en xi Z (?i+h) = es la ubicación de la muestra en xi + la distancia de retardo, h n = el número de pares de datos .
En una realización práctica alternativa adicional, se computa diferentes variogramas experimentales, entre ellos el de alcance cercano, el anisótropo de alcance largo y el omnidireccional de alcance largo. Se puede hacer mejores predicciones cuando se explica la anisotropía que hay en los datos. Los variogramas anisótropos explican la distancia escalar en una sola dirección, todas medidas con la misma distancia entre pares de puntos de datos. El variograma de alcance cercano y los variogramas de alcance largo para la medición de señales de RF demuestran que los datos de RF tienen una tendencia intrínseca a disminuir la potencia en función de la distancia. A los datos que tienen una tendencia intrínseca se los denomina no estacionarios y tienden a no aplanarse en el estrato (varianza = 1,0) : en vez de eso siguen aumentando la varianza a medida que aumenta la distancia. El carácter de no ser estacionario es esperable porque la pérdida de propagación disminuye en el Espacio Libre como, aproximadamente, 20 logio [R], donde R es la distancia que hay desde la antena. La elaboración correcta de modelos exige que se haga el modelo de los restos para evitar el sesgado de los valores interpolados durante el análisis geoestadístico de los datos.
En una realización práctica alternativa adicional, el hallazgo de un variograma universal se basa sobre todo el conjunto de datos provenientes de todos los sectores del sistema celular a los que se hubo reducido por la dimensionalidad del proceso. En teoría, un sistema de radio puede contener centenares de factores : en vez de hacer el modelo de cada sector, se elabora listas de sectores correlacionados. Se aplica el análisis de los componentes principales para reducir cada lista de sectores correlacionados a un componente representativo. Este método puede reducir la cantidad de modelos de variograma en términos de órdenes de magnitud.
El kriging es una técnica geoestadística de interpolación que se aplica por medio de soluciones en software de computadora. La realización práctica de preferencia pone en práctica el proceso de fusión a través del código de software adaptado a las necesidades de uso, para procesar la entrada de datos de RF provenientes de mediciones de la base fusionada de datos y de La pérdida de propagación estimados en las ubicaciones globales de los cajones. El proceso de fusión se aplica a miles de sectores que se pueden llevar a cabo con eficacia en una computadora. El kriging es un método lineal de cálculo de promedio de pesos, similar a la distancia pesada inversa, pero los pesos en el kriging dependen de un modelo de correlación espacial, el modelo de variograma. El kriging emplea el variograma para estimar la variabilidad. Si un punto de datos es desconocido se calcula los pesos y valores provenientes de los puntos vecinos, para encontrar el punto desconocido de: interés. El kriging elimina el sesgo al explicar la correleición espacial de los puntos vecinos, además de las distancias contadas desde el punto de interés.
El paso tres 70 del proceso de fusión se ilustra en el diagrama de flujo de la figura 11: la búsqueda de la vecindad 72 encuentra puntos de datos dentro de una zona definida de interés. Para los datos anisótropos, la zona de interés típicamente es una forma elíptica cuyo centro está en el cajón 48 de interés. A la orientación de la elipse la dicta la anisotropía que hay en el patrón de continuidad espacial. El eje principal de la elipse de búsqueda se orienta sobre los datos correspondientes a la señal de RF que fueren más continuos en una de las direcciones que en la otra. No hay tamaño determinante de la zona de interés ni de cuántas muestras incluir. El paso siguiente es el cómputo de la matriz 74 de kriging, a lo que sigue el cómputo del lado derecho del sistema 76 de kriging. El lado izc[uierdo de la matriz depende de la ubicación mutua de los puntos de datos de RF presentes en la vecindad del punto que actúa como objetivo. El lado derecho de la matriz de kriging depende de la ubicación de los puntos de datos de la vecindad, con respecto a la ubicación del punto que actúa como objetivo. Tanto el lado izquierdo de la matriz como el derecho se tienen que establecer cada vez. Los pesos del vector del kriging se obtienen resolviendo el sistema 78 de kriging de la combinación lineal de los restos 80 estimados mediante el empleo del resto de los vecinos y de sus pesos. Por último se calculan la varianza de la pérdida 82 de propagación y el residuo 84, en cada ubicación de cajón 48.
El paso cuatro 86 del proceso de fusión 58 concluye el núcleo con estimaciones de la tendencia en los cajones 48 y sumando el valor estimado del resto. Recién entonces se calcula la tendencia de la pérdida de propagación en las cajas. Esto da por resultado el cómputo de la pérdida según el krige de propagación, correspondiente a una ubicación específica de cajón en la rejilla.
La capacidad resultante para calcular la pérdida de propagación en un punto geográfico que esté dentro de la rejilla 46 del modelo se ilustra en la figura 12. Cajones 48 que sirven de ejemplo se ilustran con las líneas 46 de rejilla. El valor de los datos en el centro de cada cajón 50 se indican con Z hasta Z6. El punto Z3 88 es un punto geográfico - por ejemplo, un punto situado en un camino del mapa base, en el que a la medida de la pérdida de propagación se la desconoce, pero se la desea. Los valores Zi hasta Z6 son los puntos de datos vecinos que se elige para el proceso de krige. Después de hacer el krige de la vecindad, se calcula pesos para cada recuento de cajones. Después se aplica la ecuación siguiente para hallar el valor de la pérdida de propagación de RF en el punto Z6 : en la que Zi son los valores de los recuentos Zi hasta Z6, y ? es el factor de pesado para cada recuento. Después de sumarse los valores provenientes de la ecuación, se calcula e informa una estimación del valor desconocido de datos sobre pérdida de propagación de RF en Z6.
La información de los resultados 90 es el último paso del proceso de fusión. Las salidas se pueden adaptar en función de las exigencias del análisis de la ingeniería y de los objetivos de la puesta en nivel óptimo de una red de radio. El error de krigado de la pérdida de¡ propagación también se puede medir y hacer que tenga saLida 92 como informe. Un ejemplo de datos de salida provenientes del proceso de fusión puede comprender histogramas estimados en cada ubicación de cajón, mapas de probabilidad que muestran la probabilidad por encima o por debajo de un corte, y mapas de riesgo que estiman el valor de la pérdida de propagación para un número dado de probabilidad que va desde 0 hasta 100%. La figura 13 ilustra la representación gráfica 94 de datos estimados de pérdida de propagación correspondientes a la trayectoria de desplazamiento que se ilustra en la figura 4.
Las salidas de control de calidad del proceso de fusión llevan la cuenta del proceso del núcleo, a medida que se desarrolla por los procesos de elaboración de modelos. Entre estas salidas figuran indicadores de evolución de los pasos del proceso de fusión, indicadores de proceso de los pasos del proceso de fusión en porcentaje de completamiento, y estadísticas del suceso del proceso de fusión para cada sector que se hubo analizado.
La convalidación del modelo compara los valores estimados con los valores medidos. Si los de krige estimados no tienen sesgo, entonces los promedios de los valores estimados y medidos deben ser iguales. Sobre este método se discurre más en la solicitud copendiente de patente 09 / 567.709, concedida al mismo cesionario que la presente solicitud de patente y que se incorpora a esta en carácter de referencia, tal como se la expone en su totalidad en la presente solicitud.
Los pasos finales del diagrama de flujo de la figura 3 son para aplicar los parámetros de los que se elaboró modelo, a un mapa base 96 y dar salida a los resultados 98. Uno de los objetivos de encontrar la pérdida de trayectoria según krige es encontrar los datos sobre señal de radio en cajones para los que no se hubo recogido dato alguno; los datos son discutibles, faltan, están corrompidos o no son utilizables por alguna otra causa. Para estimar un valor desconocido de dato en ubicaciones específicas se emplea una combinación lineal ponderada. Los pesos toman en cuentei un posible agrupamiento y explican la distancia hasta las muestras de las proximidades. Los valores de datos geográficamente dispersos reciben un mayor énfasis en las interpolaciones de la pérdida de propagación que los puntos acrrupados . Las estimaciones pueden ser una distribución global acumulativa, una distribución local o un elemento individual de dato. La capacidad para identificar con precisión zonas de interferencia de canales celulares mediante e;l empleo de elaboración de modelos geoestadísticos . Por medio del uso del proceso de fusión que se enseña en la realización práctica de preferencia, se puede ganar un elevado nivel de confianza en la calidad de los datos. Con la capacidad para estimar con precisión un valor de dato en un punto cualquiera del sistema celular, el modelo geoestadístico puede identificar con precisión zonas en las que la interferencia entre canales esté teniendo lugar y las fuentes de la interferencia.
Otra aplicación de la realización práctica, que sirve de ejemplo, de la elaboración de modelos geoestadísticos de datos de RF correspondientes al sistema celular es para determinar con precisión la zona del servidor probable que hay en un sector. El servidor probable que hay en un sector es la estación de base que posee la señal más intensa en un sector, para dar servicio a una unidad móvil suscriptora mientras la unidad se encuentre ubicada dentro de ese sector. Para darle a la unidad móvil un servicio ininterrumpido en una amplia zona, la zona de servicio de cada célula se superpone a la zona de servicio de las células adyacentes. Dentro de las zonas que se superponen, una de las estaciones de base, de dos o de más de ellas, podría dar servicio a una unidad suscriptora móvil . Sobre las zonas de servicio se discurre en la solicitud copendiente de patente 08 / 887101, Improving a Cellular System [Mejoramiento de un Sistema Celular], que se le concediera al mismo cesionario que se concedió la presente solicitud, y que se incorpora en su totalidad a la presente en carácter de referencia. A través de la geoestadística se puede determinar una medición adecuada de la zona del servidor probable correspondiente a un sector. El modelo geoestadístico también puede determinar el modelo de propagación para la zona del se;rvidor de un sector adyacente y para la zona de propagación total, y para las zonas de servidor y las zonas de propagación provenientes de otras células. La zona del servidor probable del sector de interés recibe señales perturbadoras (de interferencia) provenientes de la propagación de la señal de otro servidor: mediante el empleo de geoestadística se hace el modelo de señales de propagación que interfieren, provenientes de muchas zonas de servicio, y se determinan las fuentes de interferencia y la propagación de las señales, con lo que se proporciona métodos superiores para llevar a lo óptimo la red celular.
La elaboración de modelos geoestadística puede determinar dónde faltan las mediciones de datos en un sistema celular y cuáles son las ubicaciones de emplazamientos en los que se necesita una mayor obtención de datos. Hacer el ensayo de desplazamiento de un sistema celular reúne datos provenientes de nada más que una fracción del total de caminos que hay en un sistema celular. Los datos provenientes de ciertas zonas geográficas que están dentro un sistema celular pueden dar resultados discutibles o que no convencen después de la elaboración del modelo, o bien leis lagunas en los datos pueden tener producirse debido a la interferencia o a factores topográficos. La elaboración de modelos geoestadísticos de estas zonas de datos mediante el empleo del proceso de fusión de la realización práctica de preferencia brinda resultados numéricos y gráficos que se representan sobre un mapa base del sistema, que un planificador del sistema puede usar para de;terminar con precisión las ubicaciones que hay en el sistema que exigen una mayor obtención d datos en ulteriores ensayos de desplazamiento.
Otra utilización más de la elaboración geoestadística de modelos de datos de RF consiste en identificar las variaciones en la red que se producen cuando se modificó la intensidad de la señal o la dirección de la antena, o cuando una nueva interferencia se propagó hacia el interior de un sector. La división celular y la frecuencia de reutilización dependen del ajuste del ángulo y de la inclinación correctos de las antenas en dirección de una estación de base, con lo que se crea una zona servidora que reduce a lo mínimo la interferencia por propagación de los canales cercanos. Las modificaciones de ángulo y de inclinación de una antena se pueden modificar y representar en forma gráfica mediante el empleo de técnicas geoestadísticas . Después de hacer los análisis y la representación gráfica, a un prime;r conjunto de datos provenientes de los ensayos de desplazamiento con geoestadística, un conjunto de datos de reciente obtención resultantes de ensayos de desplazamiento, provenientes de los mismos sectores a los que se hubo analizado y representado gráficamente de la misma manera, se los puede comparar con el conjunto de datos previo para establecer si hay cambios en la propagación de la señal . Un modelo geoestadístico de red celular también proporciona la capacidad de mirar, más allá de un punto de vista reaccionario, a los cambios que se producen en una red celular y de predecir con precisión modelos de propagación sobre el efecto que tiene el ajuste de ángulos e inclinaciones. Al predecir zonas de servidor y modelos de propagación, las técnicas geoestadísticas, tal y como se las instrumenta en el proceso de fusión, pueden reducir en gran medida las iteraciones de los ajustes de antena necesarios para reducir la interferencia por propagación en otros sectores, al tiempo que mantienen libres de interferencias a las respectivas zonas de servicio.
La elaboración geoestadística de modelos brinda un mecanismo adicional mejorado de generación de informes, para permitir que un equipo de administración de la portadora haga el seguimiento y determine el crecimiento de la tendencia dentro de una red de radio. La optimización de frecuencias exige la capacidad de hacer el seguimiento, determinar la tendencia y predecir la calidad del servicio y la eficiencia del equipo dentro de una red de radio. Al utilizar datos medidos de la red y técnicas geoestadísticas para elaboración de modelos, la metodología del proceso de fusión brinda la capacidad de obtener una visión gráfica y numérica de los planes sobre frecuencias óptimas para redes celulares, en el caso de variables diferentes. Los modelos pueden determinar el plan de frecuencias óptimas, sobre la base de las demandas de tráfico que hubiere en el momento y del crecimiento que se proyecta para el tráfico.
Aunque al presente invento se lo describió en función de realizaciones prácticas 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, las realizaciones prácticas que se describiera más arriba en carácter de ejemplo están destinadas a ser ilustrativas en todo sentido, antes que restrictivas, del presente invento. Por eso, el presente invento está en condiciones de admitir muchas variaciones en la instrumentación detallada, las que se puede obtener de la descripción que contiene la presente solicitud. Se considera que todas esas variaciones y modificaciones se encuentran dentro de los alcances generales y del espíritu del presente invento, tal como lo definen las reivindicaciones que se da a continuación.

Claims (6)

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 método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, caracterizado porque comprende los pasos de : recoger datos que se midiera sobre pérdida de propagación de RF dentro del mencionado sistema de comunicación por radio, correspondientes a ubicaciones geográficas conocidas que estuvieren dentro de;l mencionado sistema de comunicación por radio; interpolar los mencionados datos que se hubo medido sobre pérdida de propagación de RF; establecer un conjunto de datos de niveles interpolados de intensidad de la señal de la pérdida de propagación, a partir de los mencionados recogidos sobre medición de la pérdida de propagación; crear un conjunto de datos finales sobre propagación de datos, comprendidos los mencionados datos medidos correspondientes a las mencionadas ubicaciones geográficas conocidas y puntos seleccionados de datos provenientes del mencionado conjunto de datos interpolados correspondientes a ubicaciones geográficas que no tuvieran datos medidos correspondientes .
2. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 1, caracterizado porque: la mencionada creación de un conjunto de datos finales sobre propagación de RF comprende introducir como factor, en la mencionada interpolación, una correlación que varíe en función de la distancia;
3. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: utilizar el mencionado conjunto de datos finales sobre propagación de RF para determinar los valores de datos para ubicaciones geográficas que no estuvieran relacionadas con valor alguno de los mencionados valores de datos dentro del mencionado sistema de radio. 5
4. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 1, caracterizado porque: los pesos de los valores de datos dispersos vecinos se 10 equilibran, formando valores de datos vecinos agrupados para la mencionada técnica de interpolación.
5. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 1, 15 caracterizado porque comprende, además: la interpolación de pluralidad de fuentes de datos, mediante la utilización de la varianza de las mencionadas fuentes de datos para ponderar la significación de los mencionados datos. 20
6. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, además: la utilización del mencionado conjunto de datos finales teteteádi-ÉÉ-i-i sobre propagación de RF, para planear la recolección adicional de los mencionados datos medidos sobre pérdida de propagación de la RF.
7. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, además: la creación de un primer conjunto final de datos sobre propagación, en el mencionado sistema de radio; la creación de un segundo conjunto actualizado de datos sobre propagación después del transcurso de un lapso predeterminado posterior a la mencionada creación del mencionado primer modelo de propagación, para vigilar los cambios que se producen en la red a medida que pasa el tiempo.
8. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, caracterizado porque comprende las etapas de: recolectar datos sobre señales de radio, provenientes de una de las estaciones de base de radio, o de más de una; relacionar los elementos de datos de los mencionados datos sobre señales de radio con las ubicaciones geográficas correspondientes a la ubicación en la que se hubo recogido el mencionado elemento de datos; relacionar los mencionados elementos de datos con una fuente; aplicar un modelo de interpolación a los mencionados datos sobre señales de radio, sobre la base de un análisis de continuidad espacial; usar el mencionado modelo de interpolación para administrar una red de radio.
9. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 8, caracterizado porque: el mencionado paso de relacionar los mencionados elementos de datos con una fuente comprende la identificación de un código de identificación digital que estuviere dentro de los mencionados datos sobre señal de radio.
10. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 9, caracterizado por que: el mencionado paso de identificar un código de identificación digital comprende la utilización de un descifrador de código rápido de colores, para aumentar la probabilidad de obtener información en condiciones adversas.
11. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 8, caracterizado porque: el mencionado paso de utilizar el mencionado modelo para administrar una red de radio consiste en determinar valores probables de pérdida de propagación de intensidad de la señal de elementos desconocidos de datos, en ubicaciones geográficas conocidas de dentro del sistema de radio.
12. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 8, caracterizado porque: el mencionado modelo de interpolación utiliza técnicas de geoestadística.
13. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, además, el paso de que: la mencionada aplicación de un modelo geoestadístico de interpolación comprende la aplicación de un método lineal de promedio pesado, en función del modelo de correlación espacial .
14. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, además, el paso de: definir una tendencia espacial en los mencionados datos sobre radio reunidos; sacar de tendencia los mencionados datos de radio, mediante el filtrado de la mencionada tendencia espacial a partir de los mencionados datos de radio; y utilizar los mencionados datos de radio sacados de tendencia en el paso de la mencionada aplicación de un modelo geoestadístico a los mencionados datos sobre señal de radio.
16. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 8, caracterizado porque: la mencionado aplicación de un modelo de interpolación consiste en: crear un modelo consistente en pluralidad de cajones que recubren, por lo menos parte, del mencionado sistema de radio; crear un segundo conjunto de datos residuales, mediante la eliminación de una tendencia espacial de los mencionados datos en cada uno de los mencionados cajones; interpolar el mencionado segundo conjunto de datos residuales mediante el empleo de técnicas de geoestadística; sumar los mencionados datos sobre tendencia espacial al mencionado segundo conjunto de datos residuales; informar estimaciones sobre pérdida de propagación de radio en los mencionados cajones.
17. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 16, caracterizado porque: el mencionado paso de interpolar el mencionado segundo conjunto de datos residuales mediante el empleo de técnicas de geoestadística comprende krigado, cokrigado, krigado con deriva externa o cokrigado de co-ubicación para calcular las pérdidas de propagación de los mencionados datos sobre señal de radio.
18. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 17, caracterizado porque las mencionadas técnicas de interpolación comprenden: buscar una vecindad de los mencionados datos sobre señal de radio, cerca de un cajón; hacer el cálculo de una matriz de krige; hallar el peso de combinaciones lineales de los mencionados valores vecinos y el peso de los mencionados valores vecinos;
19. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, caracterizado porque comprende los pasos de : recolectar datos sobre señales de radio, provenientes de una de las estaciones de base de radio, o de más de una; relacionar los elementos de datos de los mencionados datos sobre señales de radio con las ubicaciones geográficas correspondientes a la ubicación en la que se hubo recogido cada uno de los mencionados elementos de datos; relacionar los mencionados elementos de datos con una fuente; aplicar un modelo de interpolación a los mencionados datos sobre señales de radio, sobre la base de un análisis de continuidad espacial; usar el mencionado modelo de interpolación para determinar valores probables de pérdida de propagación de la intensidad de la señal, correspondientes a elementos desconocidos de dato en ubicaciones geográficas conocidas dentro del mencionado sistema de radio.
20. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 19, caracterizado porque: el mencionado modelo de interpolación se basa sobre técnicas geoestadísticas.
21. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, caracterizado porque comprende los pasos de: crear un modelo consistente en pluralidad de cajones que recubren, por lo menos parte, del mencionado sistema de radio; crear restos mediante la eliminación, de esos datos, de una tendencia espacial en los mencionados cajones; hacer el modelo de los mencionados restos con una técnica de interpolación que se basa sobre un análisis de continuidad espacial; sumar los mencionados datos sobre tendencia espacial a los restos de los que se hubo elaborado el modelo; informar los datos sobre pérdida de propagación de radio de los que se hubo elaborado el modelo, en los mencionados cajones .
22. El método según la reivindicación 21, caracterizado porque la eliminación de una tendencia espacial de los mencionados datos consiste en: reconocer una tendencia espacial en los mencionados datos sobre radio reunidos; sacar de tendencia los mencionados datos de radio, mediante el filtrado de la mencionada tendencia espacial de los mencionados datos de radio; y utilizar los mencionados datos de radio sacados de tendencia en el paso de la mencionada aplicación de una técnica geoestadística de interpolación a los mencionados datos sobre señal de radio.
23. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 21, caracterizado porque: el mencionado paso de elaborar el modelo de las mencionadas mediciones de pérdida de propagación con una técnica de interpolación basada sobre el análisis de la continuidad espacial consta de técnicas geoestadísticas de interpolación.
24. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 23, caracterizado porque: el mencionado paso de elaborar el modelo de las mencionadas mediciones sobre pérdida de propagación con técnicas geoestadísticas comprende krigado, cokrigado, krigado con deriva externa o cokrigado de co-ubicación para calcular las pérdidas de propagación de los mencionados datos sobre señal de radio.
25. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, caracterizado porque comprende los pasos de : reunir conjuntos de datos sobre niveles medidos de intensidad de la señal de la pérdida de propagación reunidos desde dentro del mencionado sistema de radio, provenientes de ubicaciones geográficas conocidas que están dentro del mencionado sistema de comunicaciones por radio; analizar los mencionados conjuntos de datos mediante el empleo de técnicas estadísticas para muchas variantes; derivar conjuntos independientes de parámetros a partir del mencionado análisis estadístico multivariante del mencionado conjunto de datos, para hacer el ingreso en pluralidad de modelos de propagación de los mencionados conjuntos de datos, cada uno de los mencionados modelos correspondiente a uno de los mencionados análisis estadísticos multivariante.
26. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 25, caracterozado porque: el mencionado análisis estadístico multivariante comprende técnicas de análisis geoestadístico multivariante.
27. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, caracterizado porque comprende los pasos de : recoger conjuntos de datos sobre niveles de intensidad de señal de la pérdida medida de propagación que se reunieron desde dentro del mencionado sistema de radio, provenientes de ubicaciones geográficas conocidas que están dentro del mencionado sistema de comunicaciones por radio; analizar los mencionados conjuntos de datos mediante el empleo de técnicas estadísticas espaciotemporales; derivar parámetros para interpolación de la propagación, para determinar el valor probable de propagación de la RF correspondiente a ubicaciones geográficas no medidas que hay dentro del mencionado sistema de radio.
28. Un método para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 27, caracterizado porque: las mencionadas técnicas estadísticas espaciotemporales comprende técnicas geoestadísticas.
29. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, caracterizado porque consiste en: un equipo receptor de radio para reunir datos sobre señales de radio provenientes de una estación de base de radio, o de más de una; un equipo para ubicación geográfica que está conectado con el mencionado equipo para recepción de radio, para relacionar los elementos de dato de los mencionados datos sobre señales de radio con las ubicaciones geográficas correspondientes a la ubicación en la que se reuniera cada elemento de datos; un equipo para medición de la intensidad de señales, para determinar la intensidad de señal de cada elemento de los mencionados datos reunidos; un equipo digital de descifrado para identificar un código de identificación de señales que está dentro de los mencionados datos reunidos; un procesador para establecer un conjunto de datos de niveles de intensidad de la señal de la pérdida interpolada de propagación, provenientes de los mencionados datos sobre pérdida medida de la propagación; y la creación de un conjunto de datos finales sobre propagación de RF, que comprende los mencionados datos para las mencionadas ubicaciones geográficas conocidas y puntos seleccionados de dato provenientes del mencionado conjunto de datos interpolados para las ubicaciones geográficas que no tienen correspondientes datos medidos.
30. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 29, caracterizado porque: el mencionado procesador introduce como factor, en la mencionada interpolación, una correlación que varía en función de la distancia.
31. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 29, caracterizado porque: el mencionado procesador utiliza el mencionado conjunto de datos finales sobre propagación de RF para determinar valores de dato para ubicaciones geográficas que no estuvieren relacionadas con valor de dato alguno de los mencionados que hay dentro del mencionado sistemdt de radio.
32. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 29, caracterizado porque: los pesos de los valores de dato dispersos vecinos se equilibran, formando valores de dato vecinos agrupados para la mencionada técnica de interpolación.
33. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 29, caracterizado porque comprende, además: que el mencionado procesador interpole pluralidad de fuentes de dato que utilizan la varianza de las mencionadas fuente de dato para ponderar la significación de los mencionados datos.
34. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 29, caracterizado porque comprende, además: que el mencionado procesador interpola pluralidad de fuentes de dato que utilizan la varianza de las mencionadas fuente de dato para ponderar la significación de los mencionados datos.
35. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 29, caracterizado porque comprende, además: que el mencionado procesador utilice el mencionado conjunto de datos finales sobre propagación de RF para planear la recolección adicional de los mencionados datos medidos sobre pérdida de propagación de la RF.
36. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 29 caracterizado porque comprende, además: que el mencionado procesador cree un primer conjunto de datos finales sobre propagación en el mencionado sistema de radio; que el mencionado procesador cree un segundo conjunto de datos actualizados sobre propagación, después del transcurso de un lapso predeterminado posterior a la mencionada creación del mencionado primer modelo de propagación, para vigilar los cambios que se producen en la red a medida que pasa el tiempo.
37. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio, que consiste en: un equipo receptor de radio para reunir datos sobre señales de radio provenientes de una estación de base de radio, o de más de una; un equipo para ubicación geográfica que está conectado con el mencionado equipo para recepción de radio, para relacionar los elementos de dato de los mencionados datos sobre señales de radio con las ubicaciones geográficas correspondientes a la ubicación en la que se reuniera cada elemento de datos; un equipo para medición de la intensidad de señales, para determinar la intensidad de señal de cada elemento de los mencionados datos reunidos; un equipo digital de descifrado para identificar un código de identificación de señales que está dentro de los mencionados datos reunidos; un procesador para relacionar los mencionados elementos de dato con una fuente; para aplicar un modelo de interpolación a los mencionados datos de señal de radio, sobre la base de un análisis de continuidad espacial; y para usar el mencionado modelo de interpolación con el objeto de determinar valores de pérdida de propagación de intensidad probable de la señal de elementos desconocidos de dato en ubicaciones geográficas conocidas de dentro del mencionado sistema de radio.
38. Un aparato para evaluar la propagación de RF en un sistema de comunicación por radio según la reivindicación 37, caracterizado porque: el mencionado modelo de interpolación utiliza técnicas geoestadísticas de interpolación. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un método que utiliza técnicas de interpolación estadística para analizar y simular la variabilidad y continuidad espaciales de datos sobre frecuencia de radio que se hubo recogido de un sistema celular de radio. Al método se lo utiliza para el planeamiento y el manejo de sistemas celulares. Después de la instalación y de la preparación de estaciones de base celulares, se pone en práctica ulteriores análisis y refinamiento de los datos de RF, para determinar la cobertura de señal de la torre, la ubicación de huecos de RF en el sistema, la reutilización de frecuencias y la superposición de señales de RF entre dos torres, o más, que producen interferencia. El método analiza datos en crudo sobre potencia de RF, que se recogen por medio de la realización de ensayos de desplazamiento de una muestra de caminos en un sistema celular. A través del krigado se determina un modelo geoestadístico de la propagación de RF en un sistema celular. La estimación de la tendencia de la pérdida de trayectoria de RF se extrae de cada de los datos en crudo y de ella se elabora un modelo para describir la variabilidad de los datos de un extremo al otro de toda la zona del sistema celular. Entonces se prepara un mapa de señales para la pérdida estimada de propagación, para cualquier zona de interés dentro de un sistema celular. -HH-k-to-i
MXPA/A/2000/012106A 2000-07-21 2000-12-07 Aparato y metodo para el analisis geoestadistico de la propagacion de señales de radio MXPA00012106A (es)

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