MXPA99005994A - Metodo de asignacion de frecuencia en un plan defrecuencia de siete celulas para un sistema celular de comunicaciones sin frecuencias adyacentes - Google Patents

Abstract

Se describe un cluster o agrupación de células (10) para uso con un patrón de reuso de frecuencia. El cluster de células consiste en siete sitios de antenas (a-g) ordenado en primera (12) y segunda (14) columnas adyacentes con cuatro sitios asociados con la primera columna (12) y tres sitios asociados con la segunda columna (14). Los grupos de frecuencia son asignados a cada uno de los sitios de antena de manera que no exista interferencia entre canales adyacentes entre los sitios de antena o entre cualquiera de los clusters de células similarmente configurados asociados con el cluster de células.

Description

MÉTODO DE ASIGNACIÓN DE FRECUENCIA EN ÜN PLAN DE FRECUENCIA DE SIETE CÉLULAS PARA UN SISTEMA CELULAR DE COMUNICACIONES SIN FRECUENCIAS ADYACENTES ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a las estructuras de rehuso de frecuencia y, más específicamente/ a una estructura para rehuso de frecuencia, que incluye siete agrupamientos de células que eliminan substancialmente la interferencia de canales adyacentes.

Descripción de la técnica relacionada Los patrones de rehuso de frecuencia son estructuras a base de células mediante los cuales se asignan los canales de frecuencia dentro de un sistema celular de radio-. La unidad más fundamental de cualquier patrón de rehuso de frecuencia es una célula. A cada célula en un patrón ae rehuso de frecuencia son asignados un número de canales de frecuencia. Un grupo de células asociadas entre si se conoce como un cluster o agrupación. Un cluster contiene todos los canales de frecuencia disponibles para un sistema celular :e radio especifico. Los grupos de clusters entonces .se utilizan para proporcionar una cobertura celular sobre un área de superficie para un sistema celular. La asociación \ > todos los canales de frecuencia dentro de un cluster único permite el rehuso de los canales de frecuencia en todo el sistema celular. Los clusters son estructurados y las frecuencias de los clusters asignadas para incrementar la distancia de rehuso y limitar las interferencias entre co—canales y canales adyacentes. La interferencia co—canal consiste en interferencia causada entre usos de la misma frecuencia dentro de dos clusters de células diferentes. La interferencia de canales adyacentes es causada por la interferencia entre canales de frecuencia adyacentes dentro del mismo cluster o dentro de dos clusters diferentes. Para reducir la interferencia dentro del sistema celular la interferencia de co-canal y de canales adyacentes debe ser reducida al minimo. Lograr que estos requisitos sean competentes es una necesidad para incrementar la capacidad del sistema. En general, a menor número de células utilizadas en un cluster dentro de un sistema de radio móvil, mayor la capacidad del sistema y menor la distancia de rehuso del co-canal. Una distancia de rehuso de co-canal más pequeña, desde luego, incrementa la interferencia co-canal. Los patrones de rehuso de la frecuencia han sido ampliamente estudiados en la industria celular. Los patrones de rehuso de frecuencia que reducen al minimo la interferencia de los canales adyacentes han sido propuestos para clusters de células de tamaño mayor que nueve células. No obstante, se han hecho reclamaciones en los estudios existentes que la interferencia de canales adyacentes no puede ser evitada cuando el número de células en un cluster es menor que nueve. Los patrones de rehuso de frecuencia existentes que utilizan menos de nueve células, todos presentan el problema de interferencia de los canales adyacentes. Un sistema que permita el uso de clusters que incluyan menos de nueve células, con mejor capacidad de canal, que proporcione buenas caracteristicas de interferencia co-canal y elimine substancialmente los problemas de interferencia de canales adyacentes beneficiarla en gran medida a los usuarios y proveedores de servicios de telefonía celular.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención soluciona los problemas antes mencionados y otros con una agrupación o cluster de células mejorado para uso con un patrón de rehuso de frecuencia. En una primera modalidad, el cluster de células consiste en siete células ordenadas en una primera y segunda columnas adyacentes horizontales, verticales o diagonales. La primera columna incluye cuatro células, mientras que la segunda columna consiste en tres células. Siete grupos de frecuencia diferentes son asignados a cada una de las siete células. Cada grupo de frecuencia consiste en canales de frecuencia no adyacentes, y la asignación de los siete grupos de frecuencias es tal que no existen canales adyacentes entre ninguna de las siete células. Ni se encuentran canales adyacentes con alguna similitud de los clusters de células configurados asociados con el cluster de siete células. El cluster de células antes descrito funciona con una configuración omnidireccional en donde siete antenas omnidireccionales están localizadas al centro de cada una de las siete células o con una configuración de antena excitada al centro, sectorizada en donde cada uno de los siete grupos de frecuencias además incluye tres subgrupos. Cada uno de los subgrupos asociado con un grupo de frecuencia no incluye ningún canal de frecuencia adyacente. En una segunda modalidad, siete sitios de antena se ordenan en una primera y segunda columnas o filas adyacentes en donde la primera columna o fila incluye cuatro sitios de antena y la segunda columna incluye tres sitios de antena. Cada sitio de antena tiene tres células asociadas con esta y cada célula emplea tres antenas direccionales y forma un cluster de veintiún células. Localizadas en cada sitio de antena se encuentran las antenas de tres sectores, sectorizadas, que transmiten a las tres células asociadas con el sitio de antena. Siete grupos de frecuencias consistentes en tres subgrupbs que no tienen canales de frecuencia adyacentes son asignados a cada uno de los sitios de antena en donde cada célula recibe un subgrupo de manera que no hay canales de frecuencia adyacentes entre ninguna de las veintiún células asociadas con los siete sitios de antena ni canales adyacentes con cualquier cluster de células similarmente configurado asociado con el cluster de células .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una comprensión más completa de la presente invención se hace referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos anexos, en donde: La FIGURA 1 es un diagrama del cluster de siete células utilizando la configuración de antena omnidireccional que proporciona ninguna interferencia de canales adyacentes dentro del mismo cluster; La FIGURA 2 es una ilustración del plan de rehuso de frecuencia para un cluster de células N = 7 utilizando la configuración de antena omnidireccional que proporciona ninguna interferencia de canales adyacentes entre dos clusters diferentes; La FIGURA 3 es una ilustración de una configuración de antena sectorizada, excitada al centro dentro de un cluster de siete células en la cual se basa, en donde cada uno de los siete grupos de frecuencia además incluye tres subgrupos separados que proporcionan ninguna interferencia de canales adyacentes dentro del mismo cluster; La FIGURA 4 es una ilustración de un patrón de rehuso de frecuencia para un cluster de células N = 7 que utiliza configuración de antena sectorizada, excitada al centro que proporciona ninguna interferencia de canales adyacentes dentro de dos clusters diferentes; La FIGURA 5 es una ilustración de una configuración de hoja de trébol utilizando una estructura de cluster; y La FIGURA 6 es una ilustración del patrón de rehuso de frecuencia para la configuración de hoja de trébol.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ahora con referencia a los dibujos, y más específicamente a la FIGURA 1, se ilustra el cluster básico para un patrón omnidireccional N = 7, donde N es igual al número de rehuso de frecuencia (el número de células) en un cluster. El patrón es un cluster de células en forma rectangular 10 que tiene cuatro células alineadas en posición vertical 12 inmediatamente adyacentes a tres células alineadas en posición vertical 14. Este patrón y el esquema de asignación de frecuencia asociado con el mismo, el cual será más completamente descrito en un momen: •„ proporciona todas las propiedades fundamentales de un patr ti de rehuso convencional, como puede ser, repetibilidad, divisibilidad y aplicabilidad. De otra manera, las dos columnas 12, 14 de cuatro y tres células pueden ser ordenadas horizontalmente o en diagonal en lugar de en posición vertical. El plan de frecuencia N = 7 propuesto para un sitio de antena omnidireccional como se muestra en la FIGURA 1 se basa en dividir todos los canales de frecuencia disponibles en 7 o múltiplos de 7 grupos de frecuencia con aproximadamente t/7 canales por grupo, donde t es el número total de canales disponibles en la banda espectral designada por la autoridad. La Tabla 1 muestra las asignaciones de canal para sistemas de una antena omnidireccional.

Tabla 1 Grupo de canal de frecuencia a b c d e f g Número de -^ / canal 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Como puede verse a partir de la Tabla 1, cada uno de los canales de frecuencia son asignados en secuencia a cada grupo de canal de frecuencia. Un grupo de canal de frecuencia entonces está asociado con cada célula en una forma que elimina canales de frecuencia adyacentes dentro del cluster y con clusters adyacentes. Estas mismas frecuencias después de ser asignadas a un primer cluster pueden luego ser reutilizadas por otros clusters de acuerdo con la misma configuración de asignación para proporcionar cobertura celular sobre un área especifica. Un cluster de siete células básico utiliza un esquema de distribución de canales pares y nones en donde los canales pares y nones en el cluster básico forman dos vectores, A y B como sigue: A = A = el vector A contiene cuatro grupos de canal de frecuencia y el vector B contiene tres grupos de canales de frecuencia. El vector A es asignado a la columna de cuatro células y el vector B es asignado a la comuna de tres células. Como se puede ver, los grupos de canales de frecuencia adyacentes son desplazados por cuando menos otro grupo de canal de frecuencia para eliminar la posibilidad de frecuencias adyacentes en la dirección vertical. De esta manera, los grupos a-b, e-f y c-d cada uno se separa de los demás por otro grupo. El grupo de canales de frecuencia adyacentes también se desplaza horizontalmente por cuando menos otro grupo de canal de frecuencia para eliminar la posibilidad de frecuencias adyacentes en la dirección horizontal. De esta manera, los grupos b-c, b-e, f-g y a-g cada uno se separa de los demás por un grupo de frecuencia. El cluster de siete células se asocia con un patrón de rehuso de frecuencia como se muestra en la FIGURA 2. Con cada cluster se reutilizan las frecuencias de los canales asignados para el sistema celular. Debido a la forma básica del cluster de sitio de antena omnidireccional (N =7) es únicamente posible extender el cluster básico en las direcciones vertical y horizontal. Esto ocasiona que un grupo de frecuencia repita la secuencia para la estructura de la FIGURA 2, que limita la interferencia co-canal y elimina la interferencia de canales adyacentes como se muestra a continuación en la Tabla 2 Tabla 2 a c a c a c e g c g e g b d b d b d f a f a f a c e c e c e g b g b g b d f d f d f a c a c a c e g c g e g b d b d b d f a f a f a c e c e c e g b g b g b d f d f d f Como se puede observar en la Tabla 2, los co-canales en la dirección horizontal siempre son una célula apartada (con la distancia de centro a centro de 3R) de la célula servidora en cada lado, donde R es el radio de la célula de cada célula. Los co-canales en la dirección vertical siempre son seis células (con la distancia de centro a centro de 14R) apartada, y los co-canales en la dirección diagonal son separados por un desplazamiento de frecuencia én la dirección horizontal y tres desplazamientos de frecuencia en la dirección vertical con (distancia centro a centro de "V39R) . Las células del co-canal en la diagonal son simétricas de izquierda a derecha y también de la parte superior a la inferior con referencia a la célula servidora. Esto proporciona realización de interferencia del co-canal que está en par con o ligeramente mejor que una configuración de cluster de siete células normal. La característica más importante de este patrón de antena omnidireccional N = 7 es que esta libre de interferencias de canales adyacentes dentro del cluster, asi como con dos diferentes clusters. De esta manera, aunque este patrón de rehuso de frecuencia especifico proporciona la misma capacidad de tráfico como un sistema N = 7 normal, la libertad de interferencias de canales adyacentes reduce en gran medida la interferencia total dentro de un sistema móvil de telecomunicaciones. Esto se debe al hecho de que en el sistema de telecomunicaciones móviles la interferencia o ambos [sic] consisten en ruido más interferencia de canal adyacente, más interferencia del co-canal. Ya que el ruido es limitado en un ambiente de telecomunicaciones móviles, esto significa que la interferencia del canal adyacente o el co-canal debe ser reducida. Puesto que esta configuración proporciona aproximadamente igual o ligeramente mejor interferencia del co-canal, la eliminación de la interferencia de canales adyacentes mejora el funcionamiento del sistema. El patrón de rehuso de frecuencia de la presente invención también puede ser utilizado con una configurad -n de célula de antena sectorizada. Esta configurad -n utilizarla, por ejemplo, grupos de veintiún frecuencias car •. una célula de tres sectores en un patrón de rehuso de siete sitios teniendo aproximadamente t/21 canales por grupo, donde t es igual al número total de canales disponibles en la banda espectral. Este tipo de asignación de canal se ilustra en la Tabla 3.

Tabla 3 Grupo de canales de fresuencia Nfrnero ^ al bl cl di el f1 gl a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 a3 b3 c3 d3 e3 f3 g3 1 2 3 4 5 6 7 89 1011121314 15161718192021 canales 22232425262728 29303132333435 36373839404142 Co o se puede observar, cada grupo de frecuencia (a, b, c, d, e, f, g) en la configuración omnidireccional se divide en tres subgrupos separados (al, a2, a3, bl, b2, b3, cl, c2, c3) , y las asignaciones de frecuencia se hacen para cada sector. Los planes de célula excitada en el centro, sectorizada y de frecuencia son extensiones directas *de la configuración de antena omnidireccional . El método de asignación del grupo de frecuencia es el mismo que el patrón de antena omnidireccional excepto que cada grupo de frecuencia en el plan sectorizado se divide en tres subgrupos en cada ubicación. Por ejemplo, el grupo de frecuencia a en el plan omnidireccional ahora se divide en grupos de frecuencia al, a2 y a3; el grupo de frecuencia b se divide en grupos de frecuencia bl, b2, b3; etc. Los grupos de frecuencia al, a2 y a3 entonces son asignados a los tres sectores de un sitio sectorizado. Dos patrones de células sectorizadas diferentes están disponibles, a saber, los patrones de células excitadas en el centro y de hoja de trébol . La FIGURA 3 ilustra un cluster de patrón de antena direccional, de tres sectores, excitada en el centro. Cada sitio contiene un solo sitio de antena 18 con tres sectores 20 teniendo la antena apuntando al acimut separadas por 120°. Se debe entender que aunque la FIGURA 3 se describe con respecto a una configuración de tres sectores, es posible utilizar otras configuraciones de múltiples sectores. Cada sector 20 es aproximado por la forma de un rombo. Cada sector 20 puede utilizar, por ejemplo, antena transmisora de 60°, 90° ó 120° y dos antenas receptoras de diversidad correspondientes con las mismas apuntando al acimut. Los patrones de tres sectores excitados al centro dividen el hexágono representando el sitio en tres rombos y asigna un grupo de frecuencia que tiene tres subgrupos para cada sitio. Los tres subgrupos de un grupo de frecuencia de canal son asignados a cada sector 20 del sitio como se ilustra en la FIGURA 3. -Ahora con relación a la FIGURA 4, como con la configuración de antena omnidireccional, la forma del cluster de configuración excitada al centro, de tres sectores solo permite extensión en las direcciones vertical y horizontal. Esta configuración proporciona co-canales separados en la dirección horizontal en una distancia de 3R (de centro a centro) desde la célula servidora en ambos lados. Los co-canales en la dirección vertical se separan por 7"v3R. Los co-canales en la dirección diagonal se separan por 3R7/2 en la dirección horizontal y 7 3R/2 en la dirección vertical. Los co-canales en la diagonal son simétricos de izquierda a derecha y también de arriba hacia abajo con referencia a la célula servidora. Nuevamente, como en el plan de la antena omnidireccional no hay canales adyacentes asignados a células, sectores o clusters adyacentes y, de esta manera, no hay interferencia de canales adyacentes. Ahora con referencia a la FIGURA 5, se ilustra el cluster de configuración de hoja de trébol para un patrón de antena direccional, de tres sectores, sectorizado. La geometría del sitio incluye tres células en cada sitio de antena, en donde la antena que apunta al acimut de cada célula se separa por 120° y las células se ordenan en una forma de hoja de trébol. Cada célula tiene aproximadamente la misma forma de un hexágono y utiliza, por ejemplo, antena de transmisión de 60, 90 ó 120° y dos antenas receptoras de diversidad correspondientes a lo largo de cada antena que apunta al acimut.

El modo de hoja de trébol consiste en tres células en el centro de la cual se encuentra una antena. A cada sitio de antena se le asigna un grupo de frecuencia que incluye tres subgrupos en la misma forma como la que se describió con respecto a la configuración excitada al centro. De esta manera, cada sitio incluirla una asignación de frecuencia al, a2, a3; bl, b2, b3; etc. como se muestra. Las relaciones para el canal de frecuencia asignado de los siete sitios de antena utilizados por el patrón de hoja de trébol es la misma que la relación de asignación del canal de frecuencia con respecto a una configuración omnidireccional o sectorizada, excitada en el centro. En lugar de estar localizado dentro del centro de una sola célula, el sitio de antena se localiza en la intersección de tres células adyacentes . El patrón de rehuso del cluster para una configuración de hoja de trébol se ilustra en la FIGURA 6. Debido a la forma del cluster básica del plan 7/21 direccional, dé hoja de trébol, de tres sectores, es únicamente posible extender el cluster básico vertical y horizontalmente. Como se puede observar en la FIGURA 6, los co-canales en la dirección horizontal siempre están separados en una distancia de 3 3R (de centro a centro) y 21R en la dirección vertical desde la célula servidora en ambos lados. Los co-canales en la dirección diagonal son 3Vl3R apartados del lado superior y lado inferior. -Hay un total de seis interferentes del co-canal en la primera fila del co-canal. Nuevamente, no hay canales adyacentes asignados a células o sectores adyacentes dentro del cluster y no ocurre interferencia de canales adyacentes entre clusters . Debido a la directividad de la antena, los co-canales ubicados en la vertical y diagonal tienen más impacto sobre la interferencia del co-canal, mientras que los canales ubicados en la horizontal tienen menos impacto con respecto a las célula servidora. No obstante, los co-canales ubicados en la vertical tienen más distancia de separación que desplaza el impacto de la interferencia del co-canal resultante de la directividad de la antena. Aunque las modalidades preferidas del método y aparato de la presente invención han sido ilustrados en los dibujos anexos y descritos en la descripción detallada antes mencionada, se debe entender que la invención no se limita a la modalidad descrita, sino que es capaz de numerosos rearreglos, modificaciones y sustituciones sin apartarse ue la invención como se establece y define mediante las siguientes reivindicaciones.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un grupo o cluster de células para uso con un patrón de rehuso de frecuencia, en donde el cluster de células se caracteriza por: siete células ordenadas en primera (12) y segunda 814) columnas adyacentes, en donde la primera columna (12) incluye cuatro células adyacentes y la segunda columna (14) incluye tres células adyacentes; y siete grupos de frecuencia asignados a las siete células de manera que no hay canales adyacentes entre ninguna de las células adyacentes una vez que cada uno de los grupos de frecuencia son asignados a una célula.

2. El cluster de células de la reivindicación 1, en donde la ubicación de las siete células con otros clusters de siete células ordenadas de la misma manera no crea canales adyacentes entre células de ninguno de los clusters adyacentes .

3. El cluster de células de la reivindicación 2, en donde la distancia horizontal entre co-canales es 3R.

4. El cluster de células de la reivindicación 2, en donde la distancia vertical entre co-canales y células es 14R.

5. El cluster de células de la reivindicación 2, en donde la distancia diagonal entre co-canales es una célula en la horizontal y tres células en la vertical.

6. El cluster de células de la reivindicación 1 además incluye sitios de antena omnidireccional asociados con cada una de las siete células.

7. El cluster de células de la reivindicación 1 además incluye sitios de antenas sectorizada (18) ubicados en el centro de cada una de las siete células.

8. El cluster de células de la reivindicación 7, en donde la distancia horizontal entre co-canales es 3R.

9. El cluster de células de la reivindicación 7, en donde la distancia vertical entre co-canales y células es

10. El cluster de células de la reivindicación 7, en donde la distancia diagonal entre co-canales es 3R/2 en la horizontal y 7V3R/2 en la vertical.

11. El cluster de células de la reivindicación 1, en donde los siete grupos de frecuencias son denominados a, b, c, d, e, f, g, respectivamente, y todos los canales de frecuencias son asignados a partir del grupo de frecuencia a al grupo de frecuencia g en un modo de repetición y en secuencia.

12. El cluster de células de la reivindicación 11, en donde ninguno de los grupos de frecuencias adyacentes son asignados a células físicamente adyacentes del cluster de células .

13. Un plan de rehuso de frecuencia se caracteriza por: una pluralidad de sitios de antena (18) menor que 9 y mayor que 3 asociado entre sí en un patrón de repetición; una pluralidad de grupos de frecuencia asignados a los sitios de antena (18) de manera que ninguna de dos células adyacentes tenga canales de frecuencia adyacentes entre éstas una vez que cada uno de los grupos de frecuencia son asignados.

14. El plan de rehuso de frecuencia de la reivindicación 13, en donde el número de sitios de antena (18) es siete arreglado en primera y segunda columnas adyacentes, en donde la primera columna incluye cuatro sitios adyacentes y la segunda columna incluye tres sitios adyacentes .

15. El plan de rehuso de frecuencia de la reivindicación 14, en donde cada sitio de antena (18) comprende una célula sectorizada emitiendo y recibiendo señales en tres células ordenadas en un patrón de hoja de trébol .

16. El plan de rehuso de frecuencia de la reivindicación 14, en donde la distancia horizontal entre co-canales es 3 3R.

17. El cluster de células de la reivindicación 14, en donde la distancia vertical entre co-canales es 21R.

18. El cluster de células de la reivindicación 14, en donde la distancia diagonal entre co-canales es 3"l3R.

19. Un cluster de células para uso con un plan de rehuso de frecuencia se caracteriza por: siete células arregladas en primera (12) y segunda (14) columnas verticales adyacentes en donde la primera columna (12) incluye cuatro células adyacentes, y la segunda columna (14) incluye tres células adyacentes; siete grupos de frecuencia que consisten en canales de frecuencia no adyacentes en cada grupo de frecuencia, en donde cada uno de los siete grupos de frecuencia son asignados a una de las siete células, de manera que no haya canales adyacentes entre ninguna de las células adyacentes dentro de las siete células y con ninguno de los clusters de células similarmente configurado asociado con el cluster de células .

20. El cluster de células de la reivindicación 19 además incluye sitios de antena omnidireccional asociados con cada una de las siete células.

21. El cluster de células de la reivindicación 19 además incluye sitios de antena sectorizada (18) ubicados al centro de cada una de las siete células.

22. El cluster de células de la reivindicación 19, en donde los siete grupos de frecuencia son denominados a, b, c, d, e, f, g, respectivamente, y todos los canales de frecuencia son asignados desde el grupo de frecuencia a al grupo de frecuencia g en un modo de repetición y en secuencia.

23. El cluster de células de la reivindicación 19, en donde los grupos de frecuencia consiste en tres subgrupos con canales de frecuencia no adyacentes asignados a los mismos.