BRPI0114950B1 - método para planejamento de uma rede de telecomunicações para terminais móveis - Google Patents

Abstract

"sistema e método para planejamento de uma rede de telecomunicações para terminais móveis". a presente invenção relaciona-se a um sistema e método para planejar redes para terminais móveis que utilizam uma interface de rádio com base no acesso múltiplo por divisão de código ou técnica cdma. mais particularmente, o sistema e método fornecem uma etapa 500 em que as áreas de serviço nessas redes podem ser calculadas utilizando, como uma referência, domínios calculados por meio de uma etapa 300 com base em modelos de propagação reais e levando em conta um tráfego predeterminado ou estimado em base pixel-apixel. além disso, o sistema e método tornam possível calcular as áreas de macrodiversidade por meio da etapa 700, e assim levar em conta, na etapa de planejamento, as áreas em que os terminais móveis são capazes de intercambiar informação com mais de uma estação base de rádio.

Description

MÉTODO PARA PLANEJAMENTO DE UMA REDE DE TELECOMUNICAÇÕES

PARA TERMINAIS MÓVEIS

Campo da Invenção [001] A presente invenção relaciona-se a um sistema e método para planejar uma rede de telecomunicação para terminais móveis que compreende uma pluralidade de células distribuídas por uma área geográfica ou território em particular.

[002] Mais particularmente, a presente invenção relaciona-se a um sistema e método para planejar uma rede de terceira geração UMTS (Sistema de Telecomunicação Móvel Universal) para terminais móveis que utiliza, como é conhecido, uma interface de rádio com base na técnica de acesso de Acesso Múltiplo de Divisão por Código ou CDMA.

Histórico da Invenção [003] Redes para terminais de telecomunicação móvel são conhecidos na tecnologia anterior.

[004] Essas redes são em geral referidas como celular pelo fato de serem caracterizadas por uma pluralidade de células, cada uma delas definida como o conjunto de pontos ou pixels na área geográfica que são servidos pelo sinal radio-elétrico irradiado por uma antena.

[005] Entre as redes celulares conhecidas, aquelas que utilizam a técnica de acesso CDMA são distinguidas pelo fato de que a mesma banda de freqüência (canal) pode ser utilizada em células diferentes. Como resultado, a transferência, ou em outras palavras, as técnicas empregadas quando o terminal móvel desloca-se de uma célula para outra célula adjacente, pode ser gerenciado pela utilização da mesma freqüência. Essas técnicas são denominadas de transferência suave, que é o mecanismo que permite ao terminal móvel decodificar sinais quando ele está localizado em certas áreas referidas como áreas de transferência suave ou de macrodiversidade, e assim intercambiar informação com várias antenas e, conseqüentemente, várias estação base de rádio (RBSs).

[006] Naturalmente, identificar e dimensionar as áreas de macrodiversidade é extremamente importante no que concerne à operação e o dimensionamento corretos do equipamento da célula, pois o terminal móvel que implementa o mecanismo de macrodiversidade obviamente utilizará recursos de todas as estações base de rádio com as quais ele está conectado simultaneamente.

[007] Uma outra característica distinguidora das redes UMTS consiste no fato de que essas redes são capazes de fornecer uma pluralidade de "serviços", exemplos dos quais incluem: Telefonia Fax Telefonia de vídeo Acesso à Internet.

[008] Ademais, em geral, cada um desses serviços tem características em termos de velocidade (taxa de bit) e de tráfego (quantidade e se o tráfego é simétrico ou assimétrico) que são específicas para os serviços em questão. Segue-se que os fatores a serem levados em conta quando do dimensionamento das células incluem tanto as características de cada serviço, como quaisquer agrupamentos dos serviços em uma única portadora de rádio, conforme é visualizado pela técnica de acesso CDMA.

[009] Como todos os sistemas de rádio móvel celular, o UMTS destaca canais de controle comum que são irradiados por toda a área da célula. Esses canais contêm informação do sistema que é indispensável para os terminais móveis.

[010] Por causa dessas características particulares, o planejamento da rede UMTS é, assim, uma atividade complexa que pede por abordagens que diferem substancialmente daquelas até agora utilizadas para os tipos anteriores de redes celulares, como o GMS (GSistema Global para Comunicação Móvel) ou IS-95 (Norma Provisória).

[011] Há um número de sistemas e métodos da tecnologia anterior para o planejamento de redes de terminais móveis que utilizam a técnica de acesso CDMA. Por exemplo, o documento AC016/CSE/MRM/DR/P/091/al intitulado "Relatório Final do Projeto STORMS" descreve o sistema e método desenvolvido como parte do projeto STORMS (Ferramentas de Software para a Otimização dos Recursos em Sistemas móveis) promovido pela European Commission. O método e sistema da tecnologia anterior são caracterizados por três etapas principais.

[012] Uma primeira etapa 10 (Figura 1) denominada "Dimensionamento Inicial" consiste em calcular as dimensões máximas da célula com base em modelos de propagação teóricos para qualquer serviço dado. Para o cálculo nesta etapa 10, as células são, por convenção, consideradas como sendo hexagonais e o tráfego é considerado como sendo distribuído uniformemente pela área geográfica em questão.

[013] A segunda etapa 20, denominada "Otimização da Cobertura de Rádio" consiste em calcular as dimensões da assim chamada "área de serviço" das células para qualquer serviço dado ou para serviços mistos, levando em conta os modelos de propagação específicos para a área geográfica em questão.

[014] Nesta etapa 20, o cálculo considera que as células são mutuamente exclusivas e que, assim, não há áreas geográficas (pixels) implementando macrodiversidade.

[015] Uma terceira etapa 30, denominada "Dimensionamento Fino da Célula", é projetado para calcular as efetivas dimensões das células para qualquer serviço dado ou para serviços mistos nos casos em que uma única portadora é utilizada para múltiplos serviços. Nesta etapa, tanto a propagação como o tráfego efetivo na área geográfica são levados em conta, como o é o efeito da função de controle de potência.

[016] Nesta etapa final 30, o cálculo é efetuado através de aproximações sucessivas e leva ao plano de rede real.

[017] No todo, o método de tecnologia anterior é muito lento para convergir no plano de rede real por causa das aproximações introduzidas nas primeiras duas etapas de cálculo (10 e 20), que significa que a terceira etapa é invariavelmente necessária. Conseqüentemente, o método de tecnologia anterior é efetivamente utilizável apenas ao final do processo de planejamento, pois todos os parâmetros necessários para o planejamento de rede correto são levados em consideração apenas na etapa final 30.

[018] Além disso, o método da tecnologia anterior não é capaz de fornecer informação sobre as dimensões das áreas de macrodiversidade, muito embora essas áreas são particularmente criticas por elas serem necessárias para utilizar uma quantidade de equipamento de rede em excesso daquele exigido pela densidade de tráfego atual, dado que os terminais móveis nessas áreas comunicam-se com várias unidades simultaneamente.

[019] Essencialmente, o método e sistema da tecnologia anterior, embora forneça uma solução para o problema de dimensionamento de redes utilizando a técnica de acesso CDMA, são lentos, deixam de fornecer resultados intermediários realistas, e negligenciam a macrodiversidade, que é um dos fatores que é mais dificil de gerenciar para qualquer operador que pretenda fornecer serviços de rede de terceira geração.

Revelação da Invenção [020] O objeto da presente invenção é a implementação de um sistema e método que não tem as limitações dos métodos da tecnologia anterior conforme descritos acima.

[021] Mais particularmente, o objeto da presente invenção é o sistema e método de planejamento em que dados reais ou realistas são utilizados desde o inicio de modo que cada etapa é capaz de fornecer resultados realistas que são extremamente próximos dos resultados do planejamento final.

[022] Assim, o objeto da presente invenção é a implementação de um sistema e método capaz de fornecer tempos de processamento que são bem mais curtos do que aqueles para os sistemas e métodos da tecnologia anterior em uma etapa inicial, por exemplo, por ocasião em que a rede é dimensionada para os fins de uma competição de concorrência.

[023] Este objeto é alcançado pelo sistema e método conforme descrito nas reivindicações independentes.

[024] De acordo com outro recurso da presente invenção, o sistema e método tornam possível calcular e dimensionar as áreas de macrodiversidade e assim fornecer esta informação, que é de importância significativa com relação ao dimensionamento correto de redes utilizando a técnica de acesso CDMA, como o fazem as redes UMTS.

Breve Descrição dos Desenhos [025] Os recursos acima e outros da presente invenção serão melhor compreendidos da descrição seguinte de uma versão preferida da invenção, que se pretende ser unicamente por meio de exemplo e não deve ser interpretada como limitante, tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, em que: A Figura 1 representa um fluxograma para um método de planejamento de rede de telecomunicação móvel de acordo com a tecnologia anterior; A Figura 2 representa um sistema para o dimensionamento de uma rede de telecomunicação móvel de acordo com a invenção; e A Figura 3 representa um fluxograma para o método utilizado para dimensionar a rede de telecomunicação móvel de acordo com a invenção.

Descrição de uma Realização Preferida da Invenção [026] Será descrito um sistema para o planejamento de uma rede de telecomunicação de terminais móveis (terminais móveis) com referência à Figura 2, dito sistema compreendendo, por exemplo, uma estação de trabalho computadorizada (estação de trabalho) 50 de um tipo conhecido, tendo um sub-sistema processador (módulo base) 51, uma tela 52, um teclado 55, um dispositivo apontador (mouse) 56 e meio para conexão a uma rede de área local (conexão de rede) 59.

[027] A estação de trabalho 50, por exemplo, uma Hewlett-Packard J5000 com uma CPU de 450 MHz, 1 Gbyte de RAM, disco rigido de 18 Gbytes e sistema operacional UNIX, é capaz de processar grupos de programas ou módulos e de apresentar os resultados na tela 52, como será descrito em detalhes abaixo com referência ao método de acordo com a invenção.

[028] O sistema de acordo com a invenção também compreende um sub-sistema de disco 60 de tipo conhecido que é conectado por meio de uma conexão de rede 59 à estação de trabalho 50 e é capaz de armazenar bases de dados de referência na memória como será descrito em detalhes abaixo com referência à versão preferida da invenção.

[029] Na configuração descrita, o sistema é capaz de permitir o planejamento de rede móvel com base em módulos de programa de computador (módulos) implementados para executar o método de acordo com a invenção e com o auxilio de bases de dados armazenadas no sub-sistema de disco 60.

[030] O método de planejamento de rede móvel compreende uma pluralidade de etapas que podem ser agrupadas em quatro blocos lógicos.

[031] O primeiro bloco 1000 (Figura 3): preparo de dados para o planejamento de rede.

[032] O segundo bloco 2000: planejamento e dimensionamento de rede ao considerar enlace de rádio do terminal móvel à estação base de rádio (enlace ascendente).

[033] O terceiro bloco 3000: verificação do dimensionamento de enlace ascendente.

[034] O quarto bloco 4000: planejamento e dimensionamento de rede ao considerar o enlace de rádio da estação base de rádio até o terminal móvel (enlace descendente).

[035] Os três primeiros blocos 1000, 2000 e 3000 incluem etapas que são novas com relação à tecnologia anterior e assim serão descritas em detalhes. No método de acordo com a invenção, o quarto bloco 4000 não introduz recursos que são novos com relação à tecnologia anterior; o documento citado no histórico da invenção assim, deve ser consultado para informação sobre os detalhes deste bloco.

[036] O bloco de preparo de dados 1000 compreende as etapas seguintes: - Cálculo de Cobertura da Célula (cálculo de cobertura) 100; - Cálculo de Domínio da Célula (cálculo de domínio) 30 0; e - Cálculo/Previsão da distribuição de tráfego na área geográfica (cálculo de distribuição do tráfego) 200.

[037] A etapa de cálculo de cobertura 100 é de um tipo conhecido e torna possível calcular as dimensões e as características de cada área de cobertura, isto é, o ponto ou a localização em pixel onde o sinal radio-elétrico é recebido dentro de um raio dado (80 km, por exemplo) da unidade (antena) que dele irradia.

[038] Como o cálculo é independente das características da interface de rádio, ele pode ser utilizado para planejar redes de tipos diferentes e utiliza as bases de dados seguintes: - Base de dados geográfica 110, de um tipo conhecido, que contém as características de altitude da área geográfica; - Base de dados de urbanização 120, de tipo conhecido, que contém características dos prédios na área geográfica em grades de dimensões selecionadas (por exemplo, 50 por 50 m) ; - Base de dados morfológica 130, de tipo conhecido, que contém uma descrição da área geográfica com base em classes morfológicas (com florestas, beira de lago, etc.) que, como é conhecido, influenciam a propagação do sinal radio-elétrico de maneiras variadas; e Base de dados do sitio 140, de tipo conhecido, que compreende: Potência emitida pelo equipamento do sítio na célula;

Padrão de radiação da antena;

Posição geográfica da antena;

Inclinação da antena; e Altura da antena em relação ao solo.

[039] A cobertura em uma área geográfica onde o planejamento de rede precisa ser efetuado é calculada pela aplicação de aproximações bem conhecidas das leis de Maxwell à informação contida nas bases de dados já citadas.

[040] O processamento é automático para uma dada área geográfica e é capaz de apresentar áreas de cobertura na tela 52 (Figura 2 e Figura 3) da estação de trabalho 50.

[041] Como será prontamente aparente a uma pessoa habilitada na tecnologia, as áreas de cobertura não são mutuamente exclusivas, e assim haverá áreas de cruzamento contendo pixels "cobertos" por mais de uma antena.

[042] A etapa de cálculo de domínio 300 utiliza as áreas de cobertura calculadas na etapa 100 como dados de entrada e, para cada área de cobertura, torna possível calcular o "domínio" da célula, ou, em outras palavras, o ponto ou pixel do local onde o sinal radio-elétrico pode ser decodificado por um terminal móvel na presença apenas de ruído térmico.

[043] O cálculo de domínio é um processo específico das redes UMTS e para o enlace descendente, e é efetuado tomando-se a família de serviços com os limites mais frouxos (isto é, o serviço ou família de serviços que requer a potência recebida mais baixa para decodificar o sinal radio-elétrico) como referência.

[044] Em particular, o domínio de cada célula é calculado ao verificar se o sinal radio-elétrico é recebido em cada pixel na área de cobertura com uma potência que supera o limite determinado com base no serviço com os requisitos mais frouxos.

[045] A etapa de cálculo de domínio 300 é nova com relação à tecnologia anterior, em que domínios são considerados como um ponto de início, ou, em outras palavras, como células hexagonais nas quais a "Otimização de cobertura de rádio" etapa 20 (Figura 1 e Figura 3) deve ser aplicada.

[046] Além disso, a etapa de cálculo de domínio 300 fornece o recurso novo de emitir dados processados e calculados, que têm firmemente por base modelos de propagação realistas para a área em questão, para as etapas de planejamento subseqüentes.

[047] Como será prontamente aparente a uma pessoa habilitada na tecnologia, os domínios não são mutuamente exclusivos, e assim haverão áreas de cruzamento contendo pixels que pertencem a mais de um domínio.

[048] O processamento é automático para cada área de cobertura e é capaz de apresentar os domínios e os pixels dos quais ele consiste na tela 52 (Figura 2 e Figura 3) da estação de trabalho 50.

[049] Em particular, o módulo implementado para a etapa de cálculo de domínio 300 é capaz de exibir domínios de maneiras variadas. Por exemplo, ele pode exibir os pixels de um domínio individual em uma única cor ou em cores diferentes. Alternativamente, a informação pode ser exibida como uma função da profundidade ou da atenuação do pixel. O módulo também é capaz de exibir o conjunto de domínios, por exemplo, dentro de uma dada área geográfica, destacando cada domínio em uma cor em particular e designar os pixels com a profundidade mínima a cada domínio por meio da mesma cor.

[050] Para cada pixel de domínio, o processamento também é capaz de fornecer certos itens de informação que são essenciais para as etapas subsequentes, incluindo: - Campo/Atenuação; - Profundidade de pixel ou posição relativa para os vários domínios associados ou células de domínio; - Participação, isto é, uma indicação da célula de domínio que prevalece para um determinado pixel, no sentido de ela mostrar a atenuação menor.

[051] A etapa de cálculo de distribuição do tráfego 200 torna possível calcular ou estimar o tráfego oferecido para cada serviço por unidade de área (pixel).

[052] O fato do cálculo ser efetuado pixel a pixel é uma característica essencial do método descrito.

[053] O módulo implementado torna possível utilizar três abordagens possíveis na realização do cálculo.

[054] Na primeira abordagem, a base de dados de tráfego 210 que consiste de medidas de tráfego, por exemplo, de tráfego de voz GSM em uma cobertura ou base de cobertura de célula, é utilizado como informação de referência. Esta informação é então extrapolada para estimar o total de tráfego de voz, de fax e de videofone.

[055] O cálculo é realizado, para a área geográfica onde o planejamento de rede precisa ser efetuado, pela aplicação da fórmula seguinte: 1] tm,n= (pm,n*Ttot) /Σ (Pm,n) em que: tm,n = é o tráfego estimado para o pixel;

Pm, n = é a probabilidade do tráfego de pixels tm,n tomado da base de dados de tráfego 210 ou estimado com base na informação morfológica para a área geográfica e a quantidade desta área que é coberta por estradas e prédios, e pela associação de ponderações probabilísticas diferentes à informação citada; e Ttot é o tráfego total tomado da base de dados 210 ou uma estimativa do tráfego com base nos dados fornecidos pela base de dados 210.

[056] Uma vez definidos os vários valores pm,n, o processamento com este tipo de abordagem é automático.

[057] A segunda abordagem envolve um procedimento manual, em que um polígono é desenhado na área geográfica e os valores tm,n obtidos com a primeira abordagem são modificados pixel a pixel no interior deste polígono.

[058] Uma vez definido o polígono, o tráfego é calculado automaticamente pixel a pixel, mantendo o tráfego total Ttot associado à constante do polígono.

[059] Na terceira abordagem, os valores de tráfego tm,n pixel-a-pixel para a área geográfica onde o planejamento de rede deve ser efetuado são carregados manualmente, por exemplo, com base nos dados fornecidos por um escritório de marketing.

[060] Seja qual for a abordagem utilizada, o módulo implementado é capaz de apresentar o tráfego pixel-a-pixel tm,n para qualquer serviço dado ou família de serviços nas áreas de cobertura na tela 52 associada à estação de trabalho 50 (Figuras 2 e 3), utilizando diferentes cores de pixel em relação à intensidade do tráfego.

[061] Por meio da etapa de cálculo de domínio 300 e a etapa de cálculo de distribuição do tráfego 200, o bloco de preparo de dados torna possível fornecer dados para as etapas subseqüentes cujo conteúdo informativo difere daquele na tecnologia anterior e é essencial para o correto dimensionamento das redes utilizando a técnica de acesso CDMA.

[062] O bloco de planejamento e de dimensionamento de rede 200 compreende as etapas seguintes: - Cálculo da área de serviço 500; e - Cálculo da área de macrodiversidade 700.

[063] A etapa do cálculo da área de serviço 500 compreende duas sub-etapas, a saber, uma primeira sub-etapa de cálculo de área (etapa de cálculo de área) 510 em que o cálculo efetivo é realizado e a segunda etapa (etapa de verificação de potência) 520 que verifica as áreas de "queda"· resultantes de potência terminal móvel limitada.

[064] A etapa de cálculo de área 510 utiliza a informação de tráfego conforme calculada na etapa 200 e a informação de domínio conforme calculada na etapa 300 para dimensionar a "área de serviço" de cada célula, ou, em outras palavras, o conjunto· de pontos ou de pixels em que o serviço ou, quando aplicável, o conjunto de serviços UMTS combinados em uma única portadora de rádio (família de serviço) pode efetivamente ser fornecido.

[065] As áreas de serviço são exclusivas, no sentido de que cada pixel pertence a uma única área de serviço, e não pode ser maior que o domínio associado.

[066] O cálculo com base no enlace ascendente é efetuado utilizando a fórmula seguinte, que é de um tipo conhecido: em que: η é o fator de carga da célula ou, em outras palavras, a proporção da carga da célula que será aceita para a carga máxima (também denominada capacidade de pólo) em que o sistema é instável, como será descrito em maiores detalhes abaixo; ns é o número máximo de usuários que podem estar ativos simultaneamente na célula para o serviço s-st, e é determinado com base no tráfego conforme calculado na etapa 100; SAFs é o Fator de Atividade do Serviço do serviço s-st e é estimado a priori com valores típicos; para o serviço de telefonia, por exemplo, ele é 0,5; fs é a proporção de interferência intercelular à interferência intracelular e é estimada a priori e verificada subseqüentemente, como será aparente da descrição abaixo; SNRs é a proporção sinal a ruído para o serviço s-st e tem um valor típico para cada serviço.

[067] O procedimento para identificar a área de serviço é inovador e é realizado célula por célula conforme segue.

[068] Começando pelo pixel que é eletromagneticamente 'mais próximo' da antena (ou, em outras palavras, do pixel com a perda de enlace mais baixa), o módulo implementado prossegue ao "afastar-se" no sentido dos pixels com perdas mais altas, iterativamente acrescentando as contribuições de tráfego dos vários pixels para o fator de carga até que um predeterminado limite r|iim (tipicamente igual a 0,6-0.7) é atingido ou até que os pixels do domínio cheguem ao fim.

[069] Em particular, o cálculo é efetuado por domínio e por contenção com outros domínios, a trajetória para selecionar os pixels a serem inseridos nas áreas de serviço é determinada pelos valores de atenuação calculados nos domínios, e a ponderação para calcular η é determinada pelos valores de tráfego calculados na etapa 200.

[070] Este método está em consonância com as características da técnica CDMA, que tende a minimizar a potência transmitida pelas unidades móveis, e assim reflete a operação da rede UMTS atualmente empregada.

[071] Nos casos em que o pixel pode pertencer a mais de uma área de serviço, a condição descrita acima é observada nessas células; conseqüentemente, este pixel é designado a uma área de serviço em particular com base na profundidade calculada na etapa 300. Em outras palavras, ele é designado para a área de serviço que requer a potência transmitida mais baixa (estimada considerando tanto a atenuação como a profundidade e a elevação de ruido conforme definida abaixo).

[072] Para cada dominio, é assim possível identificar a área de serviço associada e o valor efetivo de η (que é sempre inferior ou, no máximo, igual ao valor limite estabelecido a menos que ocorram erros de quantização).

[073] O cálculo da área de serviço conclui com a etapa de verificação da potência do terminal móvel 520, em que um número de suposições simplificadoras introduzidas na etapa 510 são verificadas. Em particular, duas suposições simplificadoras são feitas no cálculo da área de serviço: - A primeira suposição é que a potência do terminal móvel é ilimitada; - A segunda suposição é que o valor de fs foi estimado corretamente.

[074] Nesta etapa 520, que é nova com relação à tecnologia anterior, é efetuada uma verificação para determinar se a primeira suposição simplificadora está correta.

[075] A verificação é efetuada pixel a pixel e para cada serviço ou família de serviços ao comparar as características efetivas do terminal móvel com as características exigidas pelo serviço simulado.

[076] Em particular, a classe de potência do terminal móvel (Pmob) , isto é, a potência máxima que o terminal móvel pode entregar, precisa ser maior que: perda (Att), sensibilidade da estação base de rádio (Psrb) para o serviço, e elevação do ruido (P) . Conseqüentemente, a seguinte condição de falta expressa em decibéis (dB) precisa ser verificada pixel a pixel: 3] Psrbs+Att+P>Pmob em que: Psrbs é uma característica da estação base de rádio e corresponde à potência mínima que pode ser detectada pela unidade para decodificar o serviço;

Att é a perda de enlace determinada nas etapas anteriores, e P é igual, em unidades lineares, a 1/ (l-η) e corresponde à "elevação de ruído", isto é, à potência adicional em dB que o terminal móvel precisa transmitir para superar a interferência causada por outros terminais móveis.

[077] Se, como na fórmula 3], o valor obtido da soma é maior que a classe de potência do terminal móvel, o pixel precisa ser removido da área de serviço da célula e considerado como sendo em condição de falta se ele não puder ser incluído em outra área de serviço.

[078] Obviamente, o valor de η precisa ser atualizado juntamente com as potências dos demais pixels na área de serviço.

[079] A seqüência de conferência de acordo com a presente invenção considera pixels na ordem oposta àquela utilizada para definir as áreas de serviço. Em outras palavras, a seqüência inicia dos pixels que mostram a perda mais alta e prossegue no sentido da estação base de rádio na ordem de perda decrescente.

[080] A etapa de verificação 520 termina quando todos os pixels em todas as áreas de serviço mostram uma potência que é compatível com a classe do terminal móvel.

[081] O módulo implementado precisa verificar se os pixels considerados como estando em condições de falta não podem ser servidos por outras células. Para este fim, a potência que um terminal móvel genérico teria obrigação de utilizar para conectar-se às células que são eletro-magneticamente adjacentes àquelas cuja área de serviço foi removida é calculado para cada pixel nas condições de falta. Se uma célula que é compatível com a classe de potência do terminal móvel é identificada, o pixel é acrescentado à área de serviço desta célula e o valor de η é atualizado juntamente com os valores de potência de todos os pixels naquela área de serviço.

[082] Acrescentar um novo pixel à área de serviço da célula pode fazer com que quaisquer pixels cuja perda seja mais alta do que a do novo pixel entrar em condições de falta (deve ser observado que os pixels com perdas inferiores não podem ser descartados como resultado do acréscimo do novo pixel). Nesses casos, uma reação em cadeia pode ser potencialmente disparada que se propaga entre as áreas de serviço adjacentes, mas que converge em duas soluções possíveis; na primeira, é encontrada uma célula que pode adquirir novos pixels sem perder outros, enquanto, na segunda, pixels "de fronteira" (isto é, aqueles servidos com perda mais alta) são descartados e colocado em condições de perda.

[083] O processamento para as etapas 510 e 520, que compõem a etapa de cálculo de área de serviço 500, é automático dentro da área geográfica a ser planejada e para cada área de serviço que "cobre" esta área geográfica. O processamento é capa de apresentar as áreas de serviço e os pixels dos quais eles consistem na tela 52 (Figura 2 e Figura 3) associada à estação de trabalho 50.

[084] Em particular, o módulo implementado para a etapa de cálculo da área de serviço 500 é capaz de exibir, por exemplo em uma área geográfica particular, cada área de serviço em uma única cor ou em cores diferentes para cargas de células variadas.

[085] Alternativamente, o módulo é capaz de exibir os pixels para cada área de serviço em cores diferentes para perdas variadas. A etapa inteira de cálculo de área de serviço 500 tem pelo menos três recursos que são novos com relação etapa de otimização de cobertura de rádio 20 (Figura 1 e Figura 3) descrita no histórico da invenção, a saber: - Como células de referência para efetuar cálculos, ela utiliza domínios calculados com base em modelos de propagação efetivos, em vez de domínios de formato convencional (hexagonal); - Ela leva em conta o tráfego pixel-a-pixel; e - Ela leva em conta a potência do terminal móvel durante a verificação.

[086] A etapa de cálculo da área de macrodiversidade 700 é capaz de identificar a localização de pixel onde o terminal móvel pode decodificar o sinal originado de mais de uma estação base de rádio.

[087] Como foi indicado anteriormente, a identificação dessas áreas é essencial tanto porque a macrodiversidade é importante para a operação correta de sistemas CDMA (e, assim, é necessário determinar que a macrodiversidade, de fato, existe) e porque o tamanho das áreas identificadas tem um impacto no dimensionamento do equipamento da célula; na verdade, um terminal móvel que implementa o mecanismo de macrodiversidade utiliza recursos de todas as estações base de rádio às quais ele está conectado.

[088] O procedimento utilizado para identificar áreas de macrodiversidade é o seguinte: para cada área de serviço, os pixels fora daquela área mas dentro do dominio correspondente são analisados, e uma verificação é efetuada para determinar se esses pixels podem ser "servidos" utilizando o mecanismo de macrodiversidade.

[089] Ao efetuar este procedimento, os fatores seguintes são definidos como será descrito em detalhe abaixo: - Um limite máximo Γ para a diferença na perda do pixel em relação a duas estações base de rádio em cujos dominios este pixel pertence; - O número máximo de células às quais o terminal móvel pode ser travado por um serviço dado ou uma família de serviços.

[090] Em particular, supõe-se que todas as células para as quais η<ηιΐΓη pode aceitar pixels fora de sua área de serviço para implementar o mecanismo de macrodiversidade. Supõe-se também que todos os pixels para os quais a diferença entre o valor de campo recebido pela célula a cuja área de serviço eles pertencem e a célula adjacente em questão é inferior ao limite predeterminado Γ são candidatos possíveis para a macrodiversidade.

[091] Considerando apenas as células para as quais η<ηΐίπ, é justificado pelo fato que, em redes CDMA empregadas atualmente, a potência dos canais comuns (sinal piloto) varia de acordo com a carga da célula. Para células que atingiram o limite de carga (ijceii^iim) r o método assim supõe que a potência de canal comum é reduzida de modo a não permitir a decodificação fora da área de serviço, assim tornando impossível para a célula tornar-se uma candidata para macrodiversidade.

[092] O método de cálculo é novo e automático, e consiste em selecionar um pixel que está fora da área de serviço mas dentro do domínio para cada célula considerada como candidata para aceitar pixels implementando o mecanismo de macrodiversidade, e de calcular o aumento de carga que o pixel em questão causaria para a célula candidata se ele pertencesse à área de serviço desta. Em particular, um ηequiv é calculado para este pixel; se este valor acrescentado a quaisquer contribuições de macrodiversidade aceitos anteriormente e a t|ceii fornece um resultado que é inferior a r|iim, o pixel é considerado como implementando a macrodiversidade para a célula candidata.

[093] Deve ser observado que o valor de r|Ceii não varia como resultado de ser aceito um pixel que implementa a macrodiversidade, dado que a carga da célula em termos de contribuições de ruído é dada exclusivamente pelo tráfego dentro de sua área de serviço.

[094] O procedimento descrito acima, que calcula o aumento da carga como se o pixel em questão pertencesse à área de serviço da célula candidata, torna possível levar em conta a ocupação dos recursos da estação base de rádio dedicada à decodificação do sinal do usuário. O usuário que implementa o mecanismo de macrodiversidade, na verdade, emprega esses recursos em todas as estações base de rádio com as quais ele está implementando o mecanismo de macrodiversidade. Obviamente, o modelo aqui considerado supõe que os recursos em questão foram dimensionados para suportar uma carga igual a r|iim.

[095] O módulo implementado para a etapa de cálculo da área de macrodiversidade 700 é capaz de apresentar as áreas de macrodiversidade e os pixels dos quais elas consistem, que geralmente pertencem a duas ou três células, em cores apropriadas na tela 52 (Figura 2 e Figura 3) associada à estação de trabalho 50.

[096] Em particular, o módulo implementado é capaz, por exemplo, de utilizar três cores diferentes para exibir os pixels servidos pelas três células, os pixels servidos por duas células, e os pixels servidos por uma única célula em uma dada área geográfica.

[097] O bloco de verificação do dimensionamento do enlace ascendente 3000 compreende uma única etapa: - verificar as áreas que estão em condições de "falta" por causa de uma baixa proporção portadora a interferência (C/I) ou etapa 800.

[098] Esta etapa 800 não afeta a etapa de cálculo da área de macrodiversidade 700, mas torna possível sintonizar as dimensões da área de serviço durante o planejamento efetivo da rede.

[099] Como é indicado na descrição da etapa 520, o cálculo da área de serviço também tem por base a suposição de que o valor de f foi dimensionado corretamente e assim leva em consideração corretamente a interferência intracelular bem como a intercelular.

[0100] Embora esta simplificação torna possível obter fórmulas facilmente utilizadas, ela também introduz aproximações que poderíam resultar em serem excessivas.

[0101] Nos casos em que os detalhes efetivos dos sistemas a serem instalados precisam ser especificado, é assim necessário efetuar uma análise mais precisa que seja capaz de modelar o comportamento do controle de potência e o impacto real da interferência intracelular e da intercelular.

[0102] 0 método de verificação de referência 820, que é tomado do projeto STORMS, utiliza uma abordagem iterativa conforme descrita no documento de referência citado no histórico da invenção.

[0103] De acordo com a presente invenção e como uma etapa preliminar ao método de iteração conhecido, um procedimento de verificação simplificado 810 é aqui proposto que, por não pedir iterações, presta-se a uma implementação por software particularmente rápida e assim torna possível depender da abordagem iterativa apenas nos casos em que a verificação simplificada não for bem sucedida.

[0104] Esta nova abordagem à etapa 800 é particularmente útil em competições de concorrências, pois o dimensionamento de rede pode ser efetuado em tempos extremamente curtos sem processar processos iterativos conhecidos.

[0105] Como foi descrito acima para a etapa 520, áreas de falta causadas pela potência limitada do terminal móvel, foram verificadas ao calcular a potência que um terminal móvel genérico teria precisado para transmitir, para cada pixel em cada área de serviço de cada célula e para cada serviço, como uma função da potência da estação base de rádio, perda no sentido da estação base de rádio, e a elevação do ruido calculada com base em ηαθιι.

[0106] É assim possível utilizar esta informação para calcular a proporção portadora a interferência (C/I) no enlace ascendente para cada pixel e para cada serviço, e verificar se esta proporção satisfaz os requisitos do serviço.

[0107] Se este procedimento de verificação 810 produz um resultado positivo para todos os pixels, não é mais necessário prosseguir com a etapa iterativa conhecida 820, e pode-se concluir que as suposições simplificadoras introduzidas no segundo bloco (planejamento e dimensionamento de rede) não introduziram aproximações excessivas.

[0108] Se o procedimento de verificação simplificado 810 produz um resultado negativo, para poucos pixels, ainda é possível, particularmente nos casos envolvendo competições de concorrência, concluir que o nível de erro é aceitável, e que o processo iterativo será necessário apenas na efetiva etapa de dimensionamento.

[0109] Alternativamente, a etapa 500 pode ser reiterada, modificando o valor de fs empiricamente.

[0110] Apenas no caso infeliz em que o procedimento de verificação simplificado 810 produz um resultado predominantemente negativo será necessário depender da abordagem iterativa 820 de acordo com a tecnologia anterior.

[0111] Embora a verificação simplificada 810 aqui proposta de acordo com a presente invenção utiliza conceitos que são bem conhecidos na literatura, ela não é aplicável no contexto da tecnologia anterior e mostra-se como sendo particularmente útil pois ela pode reduzir os tempos totais de processamento envolvidos no planejamento de uma rede UTMS em uma quantidade substancial, isto é, por vários fatores numéricos.

[0112] Deve ser observado que a etapa 800, se efetuada apenas utilizando o procedimento de verificação simplificado 810 aqui descrito, é conceitualmente parte do segundo bloco 2000 (planejamento e dimensionamento). Com esta suposição simplificadora, pode-se então concluir que o enlace ascendente UMTS pode ser planejado e dimensionado de acordo com a presente invenção utilizando apenas os dois primeiros blocos.

[0113] Com base na descrição anterior, o fluxo de atividades envolvidas no planejamento de uma rede para terminais de telecomunicação móvel é conforme segue.

[0114] Uma vez escolhida a área geográfica para a qual a rede deve ser planejada, o primeiro bloco 1000 é ativado na estação de trabalho 50 por meio do teclado 55 e do mouse 56.

[0115] Por exemplo, tomando uma determinada região como a referência geográfica e estabelecendo que os sitios que já estão presentes na base de dados de sitios 140 devem ser utilizadas, o projetista ativa o módulo implementado para a etapa de cálculo de cobertura 100, seguido pelo módulo implementado para o cálculo de dominio 300.

[0116] Naturalmente, se o projetista não considera a posição dos sítios como sendo satisfatórias, novos sítios podem ser entrados por meio do mouse 55 e do teclado 55, e os módulos acima podem então serem ativados para levar em conta a nova situação.

[0117] O módulo de cálculo de domínio 300, além de tornar possível obter um conjunto de dados que são importantes para o processamento subseqüente, também é capaz de apresentar indicações visuais de quaisquer situações críticas na tela 52, particularmente no que concerne a profundidade ou os níveis de atenuação dos vários pixels para os domínios, que são exibidos de modo tal a permitir que o projetista reavalie a colocação do sítio quando necessário.

[0118] Independentemente da etapa de cálculo de domínio 300, o módulo que implementa a etapa de cálculo de distribuição de tráfego 200 é ativado, por exemplo, em paralelo, com base nos resultados obtidos com a etapa de cálculo de cobertura 100. Naturalmente, a distribuição de tráfego é calculada para a área geográfica determinada anteriormente.

[0119] Esta etapa torna possível designar quantidades específicas de tráfego para qualquer serviço dado ou família de servidos para os pixels individuais na área geográfica, e preparar esses dados para as etapas subseqüentes. Aqui, mais uma vez, a apresentação dos dados na tela 52 torna possível destacar quaisquer situações críticas que o projetista pode resolver, por exemplo, ao revisar as posições do sítio ou combinar famílias de serviço .

[0120] Com o término da etapa de cálculo de domínio 300 e a etapa de distribuição de tráfego 200, o primeiro bloco 1000 e concluído e é possível prosseguir para o segundo bloco 2000, que é um outro recurso característico da presente invenção.

[0121] A etapa de cálculo da área de serviço 500 precede a etapa de cálculo da área de macrodiversidade 700 e é essencial para o dimensionamento de redes UMTS.

[0122] Como foi indicado anteriormente, as áreas de serviço são mutuamente exclusivas, e a exibição dessas áreas assim torna possível identificar zonas em que um determinado serviço ou família de serviços não estão disponíveis.

[0123] Ademais, através da utilização de cores diferentes, é possível identificar as áreas de serviço de carga alta ou, em outras palavras, aquelas células em que T|Ceii é bem próximo de r|iim.

[0124] Naturalmente, os valores obtidos com a etapa de cálculo da área de serviço e a apresentação associada na tela pode indicar a necessidade de revisar os dados utilizados no primeiro bloco 1000.

[0125] Uma vez terminada a etapa de cálculo da área de serviço 500, a etapa de cálculo da área de macrodiversidade 700 é ativada na seqüência 700.

[0126] A apresentação das áreas de macrodiversidade na tela 52 associada com a estação de trabalho 50 é extremamente importante, pois ela torna possível destacar as zonas em que o equipamento que opera nas células está carregado tanto por tráfego efetivo como por tráfego de transferência suave. Naturalmente, a extensão em que o equipamento é submetido ao tráfego de transferência suave aumentará junto com o tamanho das áreas de macrodiversidade.

[0127] A etapa de cálculo da área de serviço 500, que poderá incorporar a etapa de verificação simplificada 810, e a etapa de cálculo da área de macrodiversidade 7 00 completam o segundo bloco 2000 e, em geral, fornecem resultados que são confiáveis tanto para utilização em competições de concorrências e para o efetivo dimensionamento sem ter de apelar para as etapas iterativas, a menos que surjam situações especiais em que certos parâmetros podem levar a resultados não confiáveis por uma variedade de razões.

[0128] De qualquer forma, no entanto, o método de acordo com a presente invenção torna possível verificar a confiabilidade dos resultados e assim determinar se é ou não necessário empregar o terceiro bloco 3000, isto é, a etapa 800 que verifica as áreas que estão em condições de perda por causa de uma baixa proporção portadora a interferência (C/I).

[0129] O término do bloco 2000 também permite ao projetista prosseguir com o bloco de planejamento e dimensionamento do enlace descendente da rede 4000 com base nos dados assim obtidos.

As dimensões, formas, materiais, componentes, elementos de circuito e contactos conforme contemplados na descrição anterior são capazes de modificações em vários respeitos óbvios, como o são os detalhes do circuito e da construção conforme ilustrado e do método de operação, tudo sem desviar do escopo da invenção conforme especificado nas reivindicações apensas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (7)

1. Método para planejamento de uma rede de telecomunicações para terminais móveis em que a dita rede emprega técnicas de acesso CDMA (Acesso Múltiplo por divisão de Código) e compreende uma pluralidade de áreas de cobertura em uma área geográfica, cada área de cobertura compreendendo um equipamento que irradia um sinal radioelétrico e uma pluralidade de áreas geográficas elementares ou pixels onde o dito sinal radio-elétrico é recebido pelos ditos terminais móveis, o método sendo carac teri z ado pelo fato de: I) um primeiro grupo (1000) de etapas de preparo de dados que compreende pelo menos as etapas de: a) estimar (200) os valores de tráfego pixel-a-pixel para a dita área geográfica; e b) calcular (300) um dominio em cada uma das áreas de cobertura, o dito dominio incluindo localizações de pixel em que o dito sinal radio-elétrico supera um limite predeterminado; II) um segundo grupo (2000; 3000; 4000) de etapas de planejamento de rede compreendendo pelo menos a etapa de: a) identificar (500) uma área de serviço em cada um dos ditos domínios com base nos ditos valores de tráfego, cada área de serviço incluindo um conjunto de pixels em que serviços de rede específicos podem ser efetivamente fornecidos conforme a dita técnica de acesso, cada área de serviço sendo identificada por al) seleção (510) para cada dominio dos pixels a serem inseridos nas respectivas áreas de serviço com base nos valores de atenuação calculados para cada um dos ditos pixels durante a etapa Ib), e a2) adição iterativa (510) à área de serviço com base nos ditos valores de atenuação dos pixels selecionados até um limite predeterminado ser alcançado ou os pixels do dominio serem todos adicionados à área de serviço.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da dita área de serviço ser calculada ao determinar um fator de carregamento para a dita área de serviço tendo um valor inferior ou igual ao dito limite predeterminado.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato da dita etapa lia) também compreender a etapa: IIa3) verificação (520) pixel-a-pixel e para cada um dos ditos serviços de rede específicos de que os ditos terminais móveis têm características que são compatíveis com um serviço de rede específico na dita área de serviço.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da dita etapa IIa3) ainda compreender as etapas de: - identificar, nos casos em que as ditas características dos terminais móveis não forem compatíveis com o dito serviço de rede específico, uma célula que seja compatível com as características do dito terminal móvel, e - designar o dito terminal móvel para a área de serviço da dita célula que é compatível com o dito serviço de rede específico.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado por conter uma etapa de verificação adicional (800) que compreende pelo menos: - calcular valores da proporção de portadora de enlace ascendente para interferência (C/I) para cada pixel e para cada serviço de rede especifico; - verificar (810) se a proporção sinal a interferência satisfaz os requisitos do dito serviço de rede especifico.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato da etapa II também compreender: Ilb) identificar (700) áreas de macrodiversidade ou uma localização do pixel na dita área geográfica onde o dito terminal móvel é capaz de decodificar o sinal radioelétrico que se origina de uma pluralidade de unidades que irradiam o sinal.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da dita etapa Ilb) compreender as etapas de: - analisar, para cada área de serviço, pixels que estão fora da área de serviço mas no interior do dominio correspondente, e - verificar se os ditos pixels podem ser servidos utilizando macrodiversidade por pelo menos uma área de serviço adjacente.