ES2314849T3 - Procedimiento y sistema para planificacion de potencia de portadoras en una red celular de telecomunicacion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para planificación de potencia en una red celular de radiocomunicación (N) teniendo como característica permitir la reutilización de una misma frecuencia en todas las células de una red (por ejemplo, acceso de tipo CDMA), dotada de estaciones radioeléctricas terrestres de base (BTS) y que dispone de transmisores (E) para transmitir datos en sectores de transmisión (Sc) determinados y garantizar una cobertura radioeléctrica en las zonas que definen las respectivas células, ejecutándose dicho procedimiento a través de un sistema informático (1) dotado de medios de memoria (11) para almacenar datos (d1) representativos de zonas geográficas, divididas en una pluralidad de puntos o píxeles (301, 302, 303) en función de la división de dicha red, datos (d2) característicos de sectores (Sc) y de transmisores (E) de la red, datos (d3) representativos de la atenuación radioeléctrica de transmisión/recepción para cada sector (Sc), datos (d4) y datos representativos de la distribución y del volumen del tráfico en la red, estando caracterizado dicho procedimiento porque un módulo de cálculo (10) del sistema informático (1) realiza, para cada sector de transmisión (Sc) asociado a un transmisor (E) con una pluralidad de portadoras (Po1, Po2, PoN-1, PoN), una etapa (42) de asignación de portadoras a zonas de servicio (2), utilizando dicho módulo de cálculo (10) los datos (d1, d2, d3, d4) almacenados en los medios de memoria (11) para distribuir el tráfico total (T) del sector (Sc) a canalizar en N porciones de tráfico (T/N) en N zonas de servicio (2) complementarias determinadas en función de su atenuación radioeléctrica, y que forman, desde el punto de vista geográfico, coronas con un creciente alejamiento respecto del transmisor (E), comprendiendo adicionalmente dicho procedimiento: - una etapa (44) de planificación de frecuencias que incluye atribuir una frecuencia determinada (f1, f2, f3) a cada zona de servicio (21, 22, 23), de tal forma que las distintas portadoras (Po) utilizadas en un sector (Sc) están asociadas respectivamente a una sola zona de servicio de dicho sector (Sc); - una etapa (45) de ajuste de potencias de cada una de las portadoras, que incluye la determinación por el módulo de cálculo (10), para cada zona de servicio (2), de las relaciones señal/ruido en cada píxel y de una capacidad de tráfico por la portadora (Po) asociada a esta zona de servicio (2), llevándose a cabo un reparto de la potencia del transmisor entre las portadoras de un mismo sector (Sc) que se realiza de manera determinada por el módulo de cálculo (10) para que dicha etapa (45) de ajuste de potencias corresponda a la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) para cada sector (Sc), obteniéndose dicho máximo al menos mediante una comparación realizada por el módulo de cálculo (10) entre varias diferentes soluciones de reparto de potencia entre portadoras (Po).

Description

Procedimiento y sistema para planificación de potencia de portadoras en una red celular de telecomunicación.

Alcance técnico de la invención

La presente invención se refiere a las redes de radiotelefonía celular, y más concretamente, con el fin de mejorar la cobertura radioeléctrica y la tasa de transferencia binaria de los usuarios en una red gestionada por un operador, a un procedimiento y a un sistema de planificación de potencia de las portadoras en una red celular de telecomunica-
ciones.

Una red de radiotelefonía celular está formada por una pluralidad de estaciones radioeléctricas terrestres de base, dotadas de transmisores-receptores que garantizan la cobertura radioeléctrica de las zonas que definen las respectivas células. En un sistema de comunicación inalámbrico, cada estación base se comunica con una pluralidad de terminales remotos, tales como teléfonos móviles celulares. Los esquemas de acceso múltiple tradicionales para ofrecer servicios simultáneos a un determinado número de terminales son el acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA: Frequency Division Multiple Access) y el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA: Time Division Multiple Access). La idea básica subyacente a los sistemas FDMA y TDMA consiste en compartir el recurso disponible, respectivamente, en varias frecuencias o en varios intervalos temporales, de tal forma que puedan funcionar varios terminales simultáneamente sin interferencias.

Los teléfonos que funcionan de acuerdo con la norma GSM (Global System for Mobile Communications [sistema global de comunicaciones móviles]) corresponden a los sistemas FDMA y TDMA en el sentido de que la emisión y la recepción se efectúan a frecuencias diferentes, así como a diferentes intervalos de tiempo.

En contraposición a estos sistemas que utilizan una división de frecuencia o una división de tiempo, los sistemas CDMA (Sistema de Acceso Múltiple por División de Código, o Code Division Multiple Access) permiten que múltiples usuarios compartan una frecuencia común y un canal temporal común utilizando una modulación codificada. La utilización de las técnicas CDMA de escalonamiento del espectro permite ofrecer elevadas tasas de transferencia a los terminales móviles. La norma CDMA más reciente (por ejemplo, Wide Band [banda ancha] CDMA: W-CDMA) o de tercera generación (3G) se encuentra en etapa de desarrollo por parte de numerosos operadores. Entre los sistemas CDMA puede citarse el sistema CDMA 2000, el sistema W-CDMA ("Wide Band CDMA [banda ancha"]) o la norma IS-95.

En los sistemas CDMA pueden distinguirse los sistemas que utilizan una frecuencia diferente para transmisión y recepción (sistema CDMA-FDD) y aquellos que utilizan una frecuencia común para transmisión y recepción (sistema CDMA-TDD). Para los sistemas del tipo CDMA, una arquitectura de red de un tipo que utiliza el protocolo IP (Internet Protocol [protocolo Internet]) permite la transmisión de datos por paquetes con unas elevadas tasas de transferencia sobre un canal DSCH (Downlink Shared Channel [canal compartido de enlace descendente]), por ejemplo a través de un acceso radioeléctrico de tipo HSDPA (High Speed Downlink Packet Access [acceso de paquetes de enlace descendente de alta velocidad]). El modo HSDPA es una codificación más eficaz que la del UMTS clásico que permite aumentar la tasa de transferencia de datos. Al igual que la tecnología HSDPA especificada por el proyecto 3GPP (proyecto de asociación de tercera generación), existen otras tecnologías de acceso radioeléctrico que utilizan varios canales, como por ejemplo, la tecnología CDMA 2000 1xEvDO (Evolution Data Only), que garantiza unas tasas de transferencia de datos especialmente elevadas. A título indicativo, se ha especificado la norma HSDPA para disponer de una capacidad superior y de unas velocidades de transmisión más elevadas (hasta 14 Mbps) en las redes W-CDMA existentes, y que debe ofrecer, tanto a operadores como a abonados, una mayor calidad de servicio y una relación precio/prestaciones más ventajosa. Gracias a este tipo de tecnología, los operadores pueden asumir un número mucho mayor de abonados con una elevada tasa de transferencia en la misma radiofrecuencia (portadora), garantizando a estos últimos una óptima utilización de los servicios multimedia actuales o futuros.

La invención se aplica ventajosamente a las redes de comunicaciones del tipo CDMA, o más en general, a las redes que utilizan una tecnología de acceso radioeléctrico que requiere varios canales DSCH en los que cada uno utiliza una radiofrecuencia denominada portadora, utilizando todas las células las mismas radiofrecuencias con una potencia de transmisión constante, y sin que el acceso radioeléctrico precise de una cobertura continuada para cada frecuencia. Por tanto, la invención se aplica especialmente a las tecnologías definidas y especificadas por el 3GPP, como HSDPA, CDMA 2000 1x EvDO y otras tecnologías analógicas (sin utilizar la transmisión de voz conmutada por circuito) de acceso a datos que aportan la capacidad suplementaria necesaria para responder a las crecientes necesidades del mercado de la radiotelefonía, en lo que se refiere a aplicaciones móviles con una elevada tasa de transferencia, como la descarga de contenidos.

Antecedentes tecnológicos de la invención

Ya se conoce, gracias al documento W0 2005/011154, un método que trata de evitar la reducción de la tasa de transferencia de datos al usuario en un sistema 1x EvDO. No obstante, este método se refiere únicamente a los problemas de conexión de una estación base y propone llevar a cabo la gestión de las conexiones asociadas a los usuarios para evitar una sobrecarga en algunas de estas conexiones.

En los conocidos sistemas de comunicación a través de radiotelefonía celular de tipo CDMA que utilizan varias portadoras, no existe método alguno para optimizar la capacidad de la red, sobre todo debido al límite de las potencias de transmisión acumuladas hacia los terminales móviles de los usuarios, para adaptarse de forma operativa al tráfico a cursar. Las soluciones existentes se limitan a planificar la potencia en el seno de cada célula, lo que no resulta satisfactorio desde un punto de vista operativo, ya que existen disparidades de tráfico en el seno de una misma
célula.

Uno de los principales inconvenientes de los métodos conocidos consiste en que algunas de las áreas de una célula no proporcionan un acceso radioeléctrico de calidad, debido a que su relación señal-ruido (SNR) es demasiado baja. En estas zonas, la tasa binaria de comunicación de datos será muy reducida (para un ancho de banda determinado), por lo que será necesario utilizar un canal muy ancho para garantizar una velocidad de transferencia suficiente.

A modo de ejemplo, la relación de potencia entre la señal de la portadora y la señal de interferencia C/I puede variar entre 0 y más de 15 dB, en función de que el cliente portador del terminal móvil se encuentre en los límites de la célula o más cerca del transmisor. Para mejorar la capacidad de la red, las soluciones actuales consisten en añadir nuevas portadoras en frecuencias adicionales, siendo fija la canalización de las tecnologías de tipo CDMA (ancho de canal de 1,25 MHz para CDMA 2000, 5 MHz para UMTS). Otro ejemplo puede encontrarse en el documento EP1335616 (Koninklijke KPN N.V.) de fecha 13.08.2003.

Por lo tanto, es necesario encontrar un método más adaptado a la realidad del terreno, que permita configurar eficazmente la red para optimizar la capacidad global de la red y la tasa de transferencia de datos para el usuario en las zonas de la célula que cuenten con un peor servicio.

Descripción general de la invención

Por lo tanto, el principal objetivo de la presente invención consiste en eliminar uno o varios de los inconvenientes de la técnica anterior, definiendo un procedimiento para planificación de potencia que permita a una red celular de telecomunicaciones de tipo CDMA suministrar una tasa de transferencia útil optimizada en cualquier punto de una célula.

Otro de los objetos de la invención consiste en optimizar la utilización de la potencia disponible en los amplificadores de cada estación radioeléctrica terrestre de base que sirva para el acceso radioeléctrico a datos mediante tecnologías de transferencia de datos por paquetes a alta velocidad (3GPP: HSDPA, CDMA 2000 1x EvDO, etc.) cuando dicha potencia debe ser distribuida entre las diferentes frecuencias (amplificadores de potencia de banda ancha).

A estos efectos, la invención se refiere a un procedimiento para planificación de potencia de las portadoras en una red de radiocomunicación celular, caracterizado porque permite la reutilización de una misma frecuencia en todas las células de la red (por ejemplo, acceso del tipo CDMA) y cuenta con estaciones radioeléctricas terrestres de base que disponen de transmisores para transmitir los datos en unos sectores de transmisión determinados, garantizando la cobertura radioeléctrica de las zonas que definen las células respectivas, ejecutándose dicho procedimiento a través de un sistema informático dotado de medios de memoria en los que se almacenan datos representativos de zonas geográficas, divididas en una pluralidad de puntos o píxeles en función de la división de dicha red, datos característicos de los sectores y de los transmisores de la red, datos representativos de la atenuación radioeléctrica de transmisión/recepción para cada sector, y datos representativos de la distribución y del volumen del tráfico en la red, caracterizándose dicho procedimiento porque un módulo de cálculo del sistema informático realiza, para cada sector de transmisión asociado a un transmisor con una pluralidad de portadoras, una etapa de asignación de portadoras a unas zonas de servicio, utilizando el módulo de cálculo los datos almacenados en los medios de memoria para distribuir el tráfico total del sector a canalizar en N porciones de tráfico en N zonas de servicios complementarias determinadas en función de su atenuación radioeléctrica, y que forman, desde el punto de vista geográfico, coronas con un creciente alejamiento con respecto al transmisor, incluyendo asimismo el procedimiento:

- una etapa de planificación de frecuencias que incluye la atribución de una frecuencia determinada a cada zona de servicio, de tal forma que las distintas portadoras utilizadas en un sector están asociadas respectivamente a una sola zona de servicio de dicho sector;

- una etapa de ajuste de potencias de cada una de las portadoras, que incluye la determinación por parte del módulo de cálculo, para cada zona de servicio, de las relaciones señal/ruido en cada píxel y de una capacidad de tráfico por la portadora asociada a esta zona de servicio, llevándose a cabo un reparto de potencia del transmisor entre las portadoras del mismo sector de una forma determinada por el módulo de cálculo, para que dicha etapa de ajuste de potencias corresponda a la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras para cada sector, obteniéndose dicho máximo al menos mediante una comparación realizada por el módulo de cálculo entre varias soluciones distintas de distribución de potencia entre portadoras.

De este modo, la invención permite planificar la potencia de cada portadora por separado, en función del tráfico a cursar.

De acuerdo con otra particularidad, el reparto de potencia del transmisor entre portadoras de un mismo sector se lleva cabo de una forma determinada por el módulo de cálculo, a fin de que dicha etapa de ajuste de potencias se corresponda con la obtención de un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico aportadas individualmente por las diferentes portadoras del sector.

De acuerdo con otra particularidad, las zonas de servicios se determinan para un sector en función de unos umbrales de atenuación, reagrupando una primera zona de servicio aquellos píxeles que tienen una atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción inferior a un primer umbral determinado, mientras que al menos una segunda zona de servicio reagrupa los píxeles cuya atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción está comprendida entre dicho primer umbral y un máximo de atenuación predeterminado.

De este modo, la invención permite que una portadora específica reserve una zona de servicio alejada con respecto al transmisor. La portadora asociada a dicha zona de servicio alejada podrá ventajosamente ser emitida con una mayor potencia para garantizar una tasa de transmisión de datos comparable con la facilitada en las proximidades del transmisor por una portadora que disponga de una menor potencia de transmisión.

De acuerdo con otra particularidad, el procedimiento de acuerdo con la invención comprende una etapa de inicialización de los siguientes parámetros:

- una lista de los sectores y de sus características de potencia disponible;

- matrices de atenuación de propagación para cada sector;

- una matriz de distribución del tráfico;

- un coeficiente de utilización representativo de un volumen de tráfico;

- la especificación del número de portadoras por sector;

- reglas de correspondencia para asociar las portadoras a los amplificadores de un transmisor;

- parámetros de estimación previstos para su utilización en al menos una función de convergencia, que sirve para verificar si dicho ajuste de potencias se corresponde con la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras del conjunto de sectores.

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De acuerdo con otra particularidad, los datos representativos de la distribución y del volumen del tráfico de la red incluyen mapas de distribución del tráfico realizados a través del sistema informático, utilizando datos representativos del tráfico en la red de los abonados de dicha red, incluyendo medidas cuantitativas y cualitativas del tráfico de los abonados a través de la red, correspondiendo dichas medidas a, al menos, una franja horaria predeterminada, obteniéndose al menos un mapa de distribución del tráfico de la red tras la selección de, al menos, una zona geográfica gracias a medios interactivos entre el usuario y dicho sistema informático, y una recuperación por parte de dicho sistema de datos representativos del tráfico correspondiente a dicha zona geográfica seleccionada y a una franja horaria específica para formar, mediante el tratamiento de dichos datos a través del sistema informático, datos representativos de células de cobertura asociadas a cada transmisor.

De acuerdo con otra particularidad, los datos representativos del tráfico en la red de radiocomunicación incluyen datos suministrados por medios de recuento y extraídos de, al menos, un centro de supervisión de equipos a través de medios de extracción y de tabulación de dicho sistema informático.

De acuerdo con otra particularidad, la etapa de asignación de portadoras a las zonas de servicio está precedida por una etapa de cálculo de la distribución del tráfico en una zona correspondiente a la cobertura de la red, utilizando la etapa de cálculo de la distribución del tráfico los mapas de distribución del tráfico para calcular dicho tráfico en cada uno de los píxeles, y teniendo en cuenta, a través de los datos representativos de la atenuación radioeléctrica en transmisión/recepción para cada sector, una atenuación entre el transmisor y el receptor en el sector considerado, así como una probabilidad de asignación al sector en función del campo recibido y del nivel de recepción de sectores adyacentes.

De acuerdo con otra particularidad, la etapa de cálculo de la distribución del tráfico incluye el cálculo de una función de distribución acumulativa del tráfico a canalizar en función del nivel de atenuación de propagación en cada sector considerado.

De acuerdo con otra particularidad, la etapa de asignación de portadoras a las zonas de servicio incluye, al menos para uno de los sectores, el cálculo del tráfico total a canalizar y la determinación de un número N de portadoras que baste para que la capacidad del conjunto de portadoras del sector permita canalizar el tráfico total.

De acuerdo con otra particularidad, la etapa de planificación de frecuencias viene precedida por una etapa de cálculo de restricciones de interferencias entre portadoras, incluyendo el cálculo de una matriz de compatibilidad entre todas las portadoras de todas las células.

De acuerdo con otra particularidad, la etapa de ajuste de potencias de cada una de las portadoras incluye para el conjunto de sectores una primera etapa de estimación de convergencia entre un primer criterio correspondiente a la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras de los sectores y un segundo criterio correspondiente a la obtención de un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico, aportadas individualmente por las diferentes portadoras de cada sector.

De acuerdo con otra particularidad, dicha etapa de ajuste de potencias va seguida de una etapa de cálculo de los nuevos límites de potencia resultantes del ajuste de potencias, efectuándose a continuación una segunda etapa de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

De acuerdo con otra particularidad, el procedimiento de acuerdo con la invención incluye una tercera etapa de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios, llevada a cabo inmediatamente después de una etapa de nuevo cálculo de zonas de servicio de cada portadora, teniendo en cuenta concretamente dicha nueva etapa de cálculo las modificaciones resultantes del ajuste de potencias.

De acuerdo con otra particularidad, cada etapa de estimación de convergencia incluye al menos un cálculo de dicha función de convergencia del tipo correspondiente a una diferencia entre un primer valor representativo del primer criterio y un valor representativo del segundo criterio, seguido de una comparación de la variación de dicha diferencia con un umbral de aceptación que no debe superarse para que la convergencia sea aceptable.

De acuerdo con otra particularidad, se inicia una repetición del reparto de potencia del transmisor entre portadoras de un mismo sector en caso de superarse el umbral de aceptación tras la primera etapa de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

De acuerdo con otra particularidad, se inicia una repetición de las etapas de cálculo de las restricciones de interferencias entre portadoras y de planificación de frecuencias en caso de superarse el umbral de aceptación tras la segunda etapa de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

De acuerdo con otra particularidad, se inicia una repetición de la etapa de asignación de portadoras a las zonas de servicio en caso de superarse el umbral de aceptación tras la tercera etapa de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

De este modo, la invención permite optimizar ventajosamente la distribución de potencia entre portadoras en un mismo transmisor de acuerdo con los dos criterios mencionados anteriormente, y ello, para todos los transmisores de la red, especialmente con ayuda del bucle repetitivo del cálculo de las zonas de servicio efectuado en la etapa de asignación de portadoras a las zonas de servicio.

Otra finalidad de la invención consiste en aportar una solución a uno o varios de los problemas surgidos en la técnica anterior, definiendo un sistema informático especialmente adaptado al procedimiento de acuerdo con la invención, a fin de optimizar la utilización de la potencia disponible en los amplificadores de portadora múltiple (banda ancha), concretamente para HSDPA y CDMA 1x EvDO.

Esta finalidad se consigue mediante un sistema informático para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención, que incluye un módulo de cálculo y medios de memoria para almacenar datos representativos de zonas geográficas divididas en una pluralidad de puntos o píxeles en función de la división de dicha red, datos característicos de sectores y de transmisores de la red, datos representativos de la atenuación radioeléctrica en transmisión/recepción para cada sector, datos representativos de la distribución y del volumen del tráfico en la red, caracterizado porque incluye medios de selección para seleccionar cada sector de transmisión asociado a un transmisor, comportando dicho módulo de cálculo medios de asociación para:

- asociar portadoras del transmisor a zonas de servicio, utilizando los datos almacenados en los medios de memoria para distribuir el tráfico total del sector a canalizar en N porciones de tráfico en N zonas de servicios complementarias determinadas en función de su atenuación radioeléctrica;

- asociar una frecuencia determinada a cada zona de servicio, de tal forma que las diferentes portadoras utilizadas en un sector están respectivamente asociadas a una sola zona de servicio de dicho sector;

incluyendo dicho servicio informático medios para ajustar la potencia de cada una de las portadoras en función de una determinación realizada por el módulo de cálculo de un reparto de potencia del transmisor entre portadoras de un mismo sector.

De acuerdo con otra particularidad, el módulo de cálculo lleva a cabo un reparto de potencia del emisor entre portadoras de un mismo sector utilizando un programa de optimización adaptado para obtener, en función de un primer criterio, un máximo para la suma de capacidades de tráfico de las portadoras del conjunto de sectores, y en función de un segundo criterio, un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico aportadas por las diferentes portadoras del sector, siendo utilizados por el módulo de cálculo parámetros de estimación almacenados en los medios de memoria a fin de permitir la optimización de la potencia del transmisor entre portadoras.

De acuerdo con otra particularidad, los medios de asociación se disponen para tener en cuenta umbrales de atenuación para determinar las zonas de servicios de un sector, reagrupando los medios de asociación los píxeles que tienen una atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción inferior a un primer umbral determinado en una primera zona de servicio, y al menos en una segunda zona de servicio, los píxeles con una atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción comprendida entre dicho primer umbral y un máximo de atenuación predeterminado.

De acuerdo con otra particularidad, el sistema incluye en una memoria los datos representativos del tráfico de datos en la red, al menos, en una franja horaria predeterminada, incluyendo igualmente el sistema:

- medios interactivos entre el usuario y dicho sistema, conectados a los medios de selección para seleccionar y visualizar al menos una de dichas zonas geográficas;

- medios de superposición en dicha zona geográfica seleccionada de datos representativos del tráfico en una franja horaria determinada para formar al menos un mapa de distribución del tráfico, visualizado por dichos medios interactivos;

- medios de extracción y de tabulación, a partir de los datos, suministrados por medios de recuento y extraídos de al menos un centro de supervisión de equipos, de series de medidas dependientes de las zonas geográficas y de franjas horarias.

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La invención, con sus características y ventajas, se comprenderá más claramente tras la lectura de la descripción, haciendo referencia a las figuras que se adjuntan a modo de ejemplos no limitativos, en las cuales:

- la figura 1 representa esquemáticamente el sistema informático de acuerdo con la invención y una parte de la red que muestra la distribución de potencia de un transmisor entre varias zonas de servicios de un sector de transmisión;

- la figura 2 muestra un ejemplo de distribución de potencia entre varias zonas de servicios, para una potencia total de 40 W del transmisor;

- la figura 3 representa gráficamente la distribución del tráfico en un sector de transmisión, en función de la atenuación en transmisión/recepción dentro del sector;

- la figura 4 representa un organigrama de las etapas del procedimiento en un modo de realización de la invención;

- la figura 5 muestra un ejemplo de sistema informático de acuerdo con la invención, y un plano geográfico con distribución del tráfico utilizado en el procedimiento de reparto de potencia de acuerdo con la invención para permitir una distribución equitativa del tráfico entre las portadoras de cada sector de transmisión.

Descripción de los modos de realización preferidos de la invención

Haciendo referencia a la figura 1, la herramienta de planificación de potencia destinada a la optimización de una red celular de telecomunicaciones (N) consiste en un sistema informático (1) dotado de un módulo de cálculo (10), de medios de memoria (11) y de medios de selección (12) para seleccionar unos sectores de emisión (Sc) respectivos, asociados a un transmisor (E) de una estación radioeléctrica terrestre de base (BTS). En un modo de realización preferido de la invención, los medios de memoria (11) permiten almacenar datos (d1) representativos de zonas geográficas distribuidas en una pluralidad de puntos o píxeles (301, 302, 303, véase la figura 5) de acuerdo con la distribución de dicha red, en segundo lugar, datos (d2) característicos de sectores (Sc) y de transmisores (E) de la red (N), en tercer lugar, de datos (d3) representativos de la atenuación radioeléctrica en transmisión/recepción para cada sector (Sc) y en cuarto lugar, de datos (d4) representativos de la distribución y del volumen del tráfico en la red (N).

Como ya se conoce, durante el despliegue de la cobertura de una red (N) de radiocomunicación, las células se despliegan para garantizar una continuidad de esta cobertura. De acuerdo con la invención, la zona de cobertura de cada transmisor (E) se calcula utilizando un modelo de predicción asociado a bases de datos (d1) representativas de zonas geográficas, y que contienen informaciones de altimetría y de morfología del terreno adecuadas. La probabilidad de conexión a cada transmisor (E) se calcula en cada punto o píxel (301, 302, 303) de la zona de estudio, de tal forma que para cada transmisor (E) se pueden definir sectores geográficos de transmisión (Sc). Una planificación de radiofrecuencias utilizadas por un transmisor dado permite reducir al mínimo las interferencias (minimizando la relación C/I de la señal útil con respecto a la señal interferida) y maximizar la tasa de transferencia binaria en cada punto (301, 302, 303).

Una cartografía del tráfico puede asociarse a las probabilidades en cada punto de conexión en cada célula para definir precisamente el tráfico esperado dentro de cada célula. El sistema informático (1) sirve por ejemplo en la etapa de establecimiento de la red radioeléctrica objetivo en una zona geográfica, y permite crear diferentes mapas de tráfico. Las informaciones de tráfico obtenidas con la red ya existente se utilizan para prever un despliegue juicioso de la cobertura radioeléctrica.

Haciendo referencia a la figura 5, se muestra en un dispositivo interactivo (3) de selección o de visualización del sistema informático (1), una representación gráfica de un mapa (30) de distribución del tráfico del circuito de radiocomunicación (tráfico de datos, exclusivamente) en una zona geográfica para la que la red objetivo está en curso de definición. El mapa (30) representa gráficamente una superposición de datos entre, por una parte, unos primeros datos de un mapa digital, y por otra parte, de los datos representativos del tráfico en el circuito de radiocomunicación de los abonados a la red, estando dichos datos, por ejemplo, almacenados en los medios de memoria (11). El módulo de cálculo (10), de tipo unidad central o analógica, los medios de memoria (11) y los medios de selección a través de un teclado con ratón u otro dispositivo y de presentación de datos a través de una pantalla de visualización interactiva (3), no se han representado en detalle.

Los datos representativos del tráfico de los circuitos de radiocomunicación incluyen datos suministrados por medios de recuento (4) y extraídos de, al menos, un centro de supervisión de equipos (OMC) por medios de extracción (15) y medios de tabulación procesados por el sistema informático (1). Estos datos extraídos pueden consistir en medios de medida del tráfico o en diversas series de medidas cuantitativas y cualitativas del tráfico, repartidas en diferentes puntos de la zona geográfica estudiada. Cada serie de medidas corresponde por ejemplo a una franja horaria diferente para una misma localización. En un modo de realización de la invención, los medios (15) de extracción y de tabulación permiten clasificar las medidas en función de las fichas geográficas y de las franjas horarias. En el ejemplo no limitativo de una red UMTS, la medida unitaria del tráfico se sitúa al nivel de la célula.

En un modo de realización de la invención, los datos relativos al tráfico actual son suministrados por medios de recuento (4) de tipo APIC (Análisis del Rendimiento a partir de Indicadores y Contadores). Estos medios de recuento (4) permiten almacenar durante varias semanas los recuentos de los centros de supervisión (OMC) y pueden suministrar indicadores complejos a partir de la evolución de dichos contadores. Una herramienta tipo APIC permite, por ejemplo, consolidar a nivel nacional la extracción de los contadores de los diferentes centros de supervisión (OMC). Las medidas consisten, por ejemplo, en medias calculadas a partir de las medidas tomadas en cualquier punto o píxel a lo largo de una semana, y pueden reagruparse en una base de datos a la que puede acceder el sistema (1), en forma de archivos o tablas de tráfico.

En el modo de realización de la figura 5, los píxeles (301, 302, 303) asocian un color de identificación o una trama gráfica o analógica en función de cada nivel de valor de tráfico (nvt), expresado en mE/km^{2} o una unidad equivalente de tráfico representativa de la ocupación de recursos de radio. Por ejemplo, los píxeles (301) correspondientes a un tráfico entre 10.000 y 30.000 mE/km^{2} se representan con un tono cálido en una trama oscura, los píxeles (302) correspondientes a un tráfico no superior a 500 mE/km^{2} se representan con un tono cálido claro y los píxeles (303) con un tráfico escaso con otro tono. De forma no limitativa, se prevé preferiblemente una gradación mucho más estrecha de los niveles de valor de trafico (nvt) para permitir un mejor análisis de la red (N).

La ficha de distribución del tráfico (30) obtenida de este modo presenta la ventaja de ser independiente con respecto al sistema o infraestructura de radiocomunicación utilizados y de la red celular correspondiente, lo que permite prever eficazmente el tráfico cuando se cambia de sistema. De este modo, habrá que añadir portadoras adicionales en los puntos en los que el tráfico lo precise. Por ejemplo, ciertos sectores (Sc, figura 1) con un tráfico elevado podrán dotarse de 3 portadoras, (Po) mientras que una sola portadora podrá bastar para otros sectores correspondientes a zonas con un tráfico escaso.

Una vez determinado el número de transmisores (E), el sistema (1) de la invención permite ventajosamente planificar conjuntamente la potencia P y la frecuencia f de cada portadora (Po) en el interior de cada sector (Sc) de transmisión. Haciendo referencia a la figura 1, el módulo de cálculo (10) está dotado, por ejemplo, de medios de asociación para asociar unas portadoras (Po1, Po2, PoN-1, PoN) de un transmisor (E) determinado a unas zonas de servicio (2), utilizando los datos (d1, d2, d3, d4) almacenados en los medios de memoria (11) para distribuir de forma equitativa y optimizada el tráfico total a canalizar (T) del sector (Sc) en dichas zonas de servicio (2). Dicho de otro modo, el sistema pretende asociar cada portadora (Po) a una zona de servicio (2) de forma optimizada para que cada portadora (Po) se encargue de una parte igual (T/N) del tráfico total (T) a canalizar a través de un sector (Sc).

Haciendo referencia a la figura 3, las zonas de servicio (2) pueden dividirse en función de unos umbrales de atenuación de la señal radioeléctrica de transmisión/recepción (S1, S2). En la práctica, esto se traduce por una división en coronas geográficas para las zonas de servicio (21, 22, 23), como se muestra en las figuras 1 y 2. En el ejemplo de la figura 3, los medios de asociación del módulo de cálculo (10) garantizan una distribución del tráfico total (T) a canalizar en el sector (Sc) en N porciones de tráfico (T/N) en N zonas de servicios (2) complementarias determinadas en función de su atenuación radioeléctrica. Estos medios asocian además una frecuencia determinada (f1, f2, f3) a cada zona de servicio (21, 22, 23), de tal forma que las diferentes portadoras (Po) utilizadas en un sector (Sc) estén respectivamente asociadas a una sola zona de servicio (2) del sector (Sc). La delimitación de las coronas se determina por cada sector (Sc) en función de umbrales de atenuación (S1, S2, figura 3). Por ejemplo, una primera zona de servicio (21) reagrupa los píxeles cuya atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción sea inferior a un primer umbral determinado (S1), mientras que al menos una segunda zona de servicio (22, 23) reagrupa los píxeles cuya atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción está comprendida entre dicho primer umbral (S1) y una atenuación máxima predeterminada (Max).

El sistema informático (1) incluye, de acuerdo con la invención, medios (13) de ajuste de la potencia de transmisión para que cada portadora (Po) se encargue del tráfico a canalizar sobre una corona geográfica acotada por las potencias relativas respectivas de las portadoras adyacentes y/o co-localizadas. El sistema (1) está adaptado para calcular los umbrales de potencia en el interior de un mismo sector (Sc) y dispone de medios (13) para ajustar la potencia de transmisión de cada una de las portadoras (Po) en función de una determinación, efectuada por el módulo de cálculo (10) de un reparto de potencia del transmisor (E) entre las portadoras (Po) de un mismo sector (Sc).

La redirección de cada terminal radioeléctrico de usuario hacia una u otra de las frecuencias de un mismo sector (Sc) está gestionada por el sistema informático (1), por ejemplo, en función de la configuración de la red, de la diferencia de nivel de campos recibido entre las frecuencias del sector (Sc), y de la carga de las diferentes frecuencias del sector (Sc). La optimización llevada a cabo por el sistema se efectúa, en sentido descendente, desde la estación base (BTS) hacia el terminal radioeléctrico, pues el tráfico de datos (traffic data) es muy asimétrico.

El procedimiento para planificación de potencia va a describirse ahora más específicamente, haciendo referencia a las figuras 1 a 4.

El procedimiento de acuerdo con la invención se aplica a una red celular de radiocomunicación (N) con un acceso de tipo CDMA y precisa una etapa (40) de inicialización en el curso de la cual el sistema (1) inicializa el conjunto de parámetros de configuración del problema a resolver, y más concretamente:

- una relación (d21) de los sectores (Sc) y sus características de potencia disponible;

- matrices de atenuación de propagación (d30) para cada sector;

- una matriz de distribución del tráfico (d41);

- un coeficiente de utilización representativo de un volumen de tráfico (d42);

- especificaciones (d22) de número de portadoras por sector;

- reglas de correspondencia (d23) para asociar las portadoras a los amplificadores del transmisor; y

- parámetros de estimación (d5) previstos para ser utilizados, al menos, en una función de convergencia (TEMP) que sirve para verificar que dicho ajuste de potencias corresponde concretamente a la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) en el conjunto de sectores (Sc).

Previamente se lleva a cabo una etapa (41) de cálculo de la distribución del tráfico en una zona correspondiente a la cobertura de la red (N) para permitir la posterior optimización, mediante planificación, de la potencia de cada transmisor (E). Esta etapa (41) de cálculo de la distribución del tráfico utiliza los mapas de distribución de tráfico para calcular el tráfico en cada uno de los píxeles, y tiene en cuenta, mediante datos (d3) representativos de la atenuación radioeléctrica de transmisión/recepción para cada sector (Sc), una atenuación Si entre el transmisor y el receptor en el sector estudiado y una probabilidad de asignación al sector en función del campo recibido y del nivel de recepción de los sectores adyacentes.

El tráfico puede orientarse mediante la herramienta RRM ("Radio Resources Management [gestión de recursos radioeléctricos"]) de la tecnología de acceso radioeléctrico hacia una u otra de las portadoras, en función de un modo algorítmico específico. Por ejemplo, la elección puede basarse en un criterio de nivel de campo recibido con respecto a unos umbrales de referencia. En una primera etapa, la distribución del tráfico en función de la atenuación de propagación estimada entre el transmisor (E) y cada punto puede ser definida para cada sector de cada estación (BTS), como se muestra en la figura 3. En cada zona elemental de cobertura representada por un píxel (301, 302, 303) de coordenadas "x, y" y para cada sector (Sc), el procedimiento utiliza:

- la atenuación "pathloss" entre el transmisor y el receptor en el sector correspondiente, siendo

- ppath (x, y) = 1 si pathloss (x, y) = PATHLOSS, o de lo contrario, ppath (x, y) = 0

- la probabilidad \rhoass (sector, x,y) de asignación al sector (Sc) en función de este campo recibido y del nivel de recepción de los sectores adyacentes, calculándose dicha probabilidad de acuerdo con la desviación tipo del modelo de predicción,

- la estimación de tráfico en este punto "tráfico (x,y)" procedente de la cartografía del tráfico en la zona estudiada.

La función pathloss (x, y) corresponde a la atenuación radioeléctrica, que está en función de la distancia con respecto al transmisor (E). Esta función está especificada, por ejemplo, mediante una fórmula explícita que utiliza parámetros de calibración, o se obtiene mediante calibración con una lista de parámetros, y puede arrojar un valor entero denominado PATHLOSS en cada punto donde exista un tráfico. Esta función facilita de este modo los valores de atenuación PATHLOSS que van a utilizarse para permitir la distribución del tráfico en el seno de un sector (Sc). De este modo se obtiene, de acuerdo con la invención, mediante el barrido del conjunto de los valores PATHLOSS para cada sector (Sc), la función de distribución acumulativa del tráfico a canalizar en función del nivel de atenuación PATHLOSS en el sector considerado, como se muestra en la figura 3:

Tráfico(sector, PATHLOSS)=\int tráfico(x,y) * \rho_{ass} (sector, x,y) * \rho_{ass}(x,y) dxdy

En el ejemplo de la figura 3, se buscan unos umbrales (S1, S2) de atenuación para distribuir de forma equitativa la demanda de tráfico en N porciones iguales. El número N de portadoras (Po1, Po2, PoN-1, PoN) del sector (Sc) puede ser directamente especificado por el usuario del sistema (1), o calcularse a través del módulo de cálculo (10) del sistema (1). En este último caso, el tráfico total (T) en un sector (Sc) se calcula integrando la función de distribución mostrada en la figura 3 para todos los valores de atenuación PATHLOSS y multiplicándola por un coeficiente de utilización (que permite representar el volumen de tráfico) especificado por el usuario. El tráfico total (T) del sector (Sc) se obtiene, por tanto, mediante la fórmula siguiente:

Tráfico(sector) = utilización * \int PATHLOSS \ TRÁFICO(sector, PATHLOSS)

Los medios de asociación del módulo de cálculo (10) determinan el número N de portadoras necesarias (Po) resultante de la división de este tráfico total (T) por la capacidad de cada portadora, tal y como ha sido configurada por el usuario. En un modo de realización de la invención, si el número de portadoras necesario sobrepasa el número de radiofrecuencias disponibles, se visualizará un mensaje de advertencia a través del dispositivo interactivo (3).

Haciendo referencia a la figura 4, el módulo de cálculo (10) lleva a cabo una etapa (42) de asignación de portadoras a zonas de servicio (2) teniendo en cuenta el número N de portadoras (Po) determinado para cada transmisor (E). Los umbrales de atenuación (S1, S2) que permiten distribuir de forma equitativa el tráfico total (T) a canalizar en N porciones iguales (T/N) se calculan a través de los medios de asociación del módulo de cálculo (10) para dividir las zonas de servicio (2). Durante esta etapa (42), el módulo de cálculo (10) garantiza la distribución del tráfico total a canalizar (T) en N zonas de servicios (2) complementarias determinadas en función de su atenuación radioeléctrica, y que desde el punto de vista geográfico forman coronas con un alejamiento creciente con respecto al transmisor (E), como se muestra en las figuras 1 y 2. Para no penalizar las zonas de servicio (2) más alejadas con respecto al transmisor, el procedimiento de acuerdo con la invención propone ventajosamente la atribución de las potencias más elevadas a estas zonas alejadas.

No obstante, el ajuste de la potencia debe optimizarse para utilizar lo mejor posible los recursos radioeléctricos de la red (N). En un modo de realización preferido de la invención, el módulo de cálculo (10) realiza un reparto de potencia del transmisor (E) entre las portadoras (Po) de un mismo sector (Sc) utilizando un programa de optimización adaptado para obtener, en función de un primer criterio, un máximo para la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) del conjunto de sectores (Sc), y en función de un segundo criterio, un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico aportadas individualmente por las diferentes portadoras (Po) del sector (Sc). El módulo de cálculo (10) puede utilizar parámetros de estimación (d5) almacenados en los medios de memoria (11) para permitir optimizar el reparto de potencia del transmisor (E) entre las portadoras (Po).

Haciendo referencia a las figuras 1 y 4, el ajuste de potencia sólo se lleva a cabo tras una etapa (44) de planificación de frecuencias que incluye la atribución de una frecuencia determinada (f1, f2, f3) a cada zona de servicio (21, 22, 23), de tal forma que las diferentes portadoras (Po) utilizadas en un sector (Sc) se asocien respectivamente a una sola zona de servicio de dicho sector (Sc). En efecto, una vez establecida la geometría de la zona de cobertura con la ayuda de la división por zonas de servicios (2), es preciso a continuación llevar a cabo una etapa (43, 44) de planificación de frecuencias, por ejemplo, similar o idéntica a la que puede llevarse a cabo para el GSM de acuerdo con lo indicado en la patente EP 1283647 (o su equivalente US 2003/07805). Se efectúa una etapa (43) de cálculo de las restricciones de interferencias entre portadoras (Po) con ayuda de una matriz de compatibilidad entre todas las portadoras (Po) de todas las células. El sistema (1) puede configurarse para marcar las diferentes portadoras (Po) de un sector (Sc) como excluyentes entre sí para asignar una radiofrecuencia. Como la invención se aplica a las tecnologías de intercambio de datos, como 3GPP HSDPA y CDMA 2000 1x EvDO, que soportan un factor de reutilización de 1 para las frecuencias, la influencia de las interferencias de las frecuencias adyacentes puede ignorarse, lo que permite acelerar la etapa de planificación de frecuencias (43, 44). La etapa (44) de planificación de frecuencias propiamente dicha se inicia a continuación de manera secuencial. Es preciso destacar aquí que esta etapa resulta más fácil que en el caso del GSM, pues el número de frecuencias es muy inferior en los sistemas de tipo CDMA (mayor anchura de canal, los canales tienen, por ejemplo, un ancho de 1,25 o 5 MHz).

El resultado de la etapa (44) de planificación de frecuencias permite entonces calcular unos mapas de relación señal/ruido SNR en cada punto y para cada portadora, (Po), de la forma siguiente:

100

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El tráfico que puede ser canalizado por una portadora, o dicho de otro modo, la capacidad de una portadora (Po), puede calcularse a continuación en función de las potencias asignadas a cada portadora de un transmisor (E). De acuerdo con la invención, esta capacidad se determina con ayuda de una función discreta Perf(SNR) configurada por el usuario en función de las características de la tecnología de acceso radioeléctrico:

Capacidad(portadora)=\int x,y \ Perf(SNR(portadora, x,y))

De forma predeterminada se puede utilizar la fórmula de Shannon-Hartley:

Perf(SNR)=W*log2(1+SNR)

donde W corresponde al ancho de banda (Hz) y SNR es la relación señal/ruido (considerando un ruido blanco
gaussiano), correspondiendo Perf(SNR) a una capacidad o tasa de transferencia (por el transmisor) en bit/s.

En el sector (Sc), la capacidad de tráfico es la suma del tráfico que puede ser canalizado por cada portadora
(Po1, Po2, PoN-1, PoN) del sector, calculándose dicha capacidad de tráfico como sigue:

Capacidad(sector) \SigmaiCapacidad (Pi del sector);

estando i comprendido entre 1 y N

La etapa (45) de ajuste de potencias puede realizarse para cada una de las portadoras (Po). Esta etapa (45) incluye, como se ha mencionado anteriormente, la determinación para cada zona de servicio (2) de relaciones señal/ruido en cada píxel, seguida de la determinación de las capacidades de tráfico por las portadoras (Po) en el interior de una zona de servicio (2). Esta etapa consiste entonces en un reparto de potencia del transmisor (E) entre las portadoras de un mismo sector (Sc). Esta distribución se lleva a cabo de una forma determinada por el módulo de cálculo (10) para obtener un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) del conjunto de sectores (Sc). Además de este primer criterio, también es conveniente realizar una distribución equitativa del tráfico entre las zonas de servicio (2). Para ello, se tiene en cuenta un segundo criterio de equilibrio del tráfico entre cada portadora (Po) de un mismo sector (Sc).

La distribución se permite mediante un ajuste de los transmisores (E) de las estaciones de base (BTS). Efectivamente, la amplificación de potencia de banda ancha permite transmitir una señal de diferente potencia a través de varias portadoras (Po) distribuyendo la potencia del amplificador. Los medios (13) de ajuste del sistema informático (1) están previstos para permitir ajustar la distribución de dicha potencia. Una distribución desigual de la potencia entre cada canal de transmisión permite optimizar la cobertura radioeléctrica, estando esta última limitada por la portadora (PN) que dispone de mayor potencia. Como se muestra en la figura 2, una distribución desigual de la potencia entre varias zonas de servicios (2) de un sector (Sc) permite transmitir los datos a la zona de servicio más alejada (y que por tanto, tiene la atenuación radioeléctrica mayor) con una buena tasa de transferencia gracias a la atribución de una mayoría de la potencia total para la portadora (PN) asociada a esta zona que forma la última corona geográfica. En un sector (Sc) de tres zonas de servicios, como se muestra en la figura 2, si por ejemplo el amplificador tiene una potencia de 40 W para transmitir radio, podrá atribuirse una potencia (P2) de 30 W a la portadora (Po2, frecuencia f2) que da servicio a la zona que forma la última corona, podrá atribuirse una potencia (P3) de 8 W a la portadora (Po3, frecuencia f3) que presta servicio a la zona que forma la segunda corona, y solamente podrá atribuirse una potencia (P1) de 2 W a la portadora (Po1, frecuencia f1) que presta servicio a la zona de servicio más próxima al emisor (E) y que corresponde a la primera corona.

Los medios de ajuste (13) del sistema (1) llevan a cabo la distribución teniendo en cuenta especialmente las siguientes informaciones, configuradas por el usuario:

- la potencia del amplificador que presta servicio a la portadora (Po);

- la lista de las demás portadoras (Po) amplificadas por el mismo amplificador.

Haciendo referencia a la figura 4, la etapa (45) de ajuste de potencias (P1, P2, P3, P1', P2', P3') de cada una de las portadoras (Po) puede incluir, para cada sector (Sc), una primera etapa (46) de estimación de convergencia entre el primer criterio correspondiente a la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) del conjunto de sectores (Sc) y el segundo criterio correspondiente a la obtención de un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico aportadas individualmente por las diferentes portadoras (Po) del sector (Sc). Esta etapa de estimación de convergencia (46) incluye por ejemplo el cálculo de una función de convergencia (TEMP) configurada POR el usuario. Esta función de convergencia (TEMP) puede corresponder a una diferencia entre un primer valor representativo del primer criterio y un valor representativo del segundo criterio. La evolución de esta diferencia se calcula, por ejemplo, mediante la determinación de la variación de esta diferencia entre un número configurado Xi de cálculos sucesivos de dicha función (TEMP) realizados para tener en cuenta las modificaciones de el reparto de potencia, comparándose después esta evolución con un umbral de aceptación Xa que no debe superarse para que la convergencia sea aceptable. A modo de ejemplo no limitativo, para Xi = 1, la evolución calculada corresponde a la variación entre dos cálculos sucesivos. Se inicia una reiteración (R1) de el reparto de potencia del emisor entre las portadoras (Po) de un mismo sector (Sc) en el caso de que dicha variación sobrepase el umbral de aceptación Xa, al efectuar la primera etapa (46) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

En un modo de realización de la invención, la función de convergencia (TEMP) se define como sigue:

TEMP=C1\cdot\Sigma scapacidad(Sc) - C2\cdot\Sigma s\Sigma Pi|capacidad(Pi) -capacidad(Sc)/Nsector|;

donde:

- C1 y C2 son los pesos respectivos del primer y del segundo criterio;

- \SigmaS capacidad (Sc) es la suma de capacidades de cada sector (Sc).

- capacidad (Sc)/Nsector es la capacidad media de las portadoras en un sector (Sc) de N portadoras.

Esta función de convergencia (TEMP) se calcula, por ejemplo, para cada variación elemental de la potencia de una portadora (Po), respetándose por tanto los límites de cada amplificador. Haciendo referencia a la figura 4, la primera etapa (46) de estimación de convergencia de los dos criterios se efectúa para optimizar la distribución de las potencias, utilizando la optimización un método basado en las técnicas de "recocido" simulado. El usuario puede fijar dos parámetros, como un umbral de aceptación Xa y una serie de repeticiones Xi para que dicha optimización sea efectuada hasta que la variación de la función de convergencia (TEMP) a lo largo de Xi repeticiones sea inferior al umbral Xa. Se conserva la solución correspondiente al valor más elevado para la función de convergencia (TEMP). Efectivamente, como el valor de esta función (TEMP) corresponde a una diferencia entre un primer elemento representativo de la capacidad global y un segundo elemento representativo de la disparidad de las portadoras (Po) en el interior de cada sector (Sc), se entiende que este valor será tanto más grande cuanto más elevada sea la capacidad global (primer criterio con ponderación C1) y que el tráfico en los sectores (Sc) se distribuye entre las zonas de servicio (2) de la misma forma (segundo criterio con ponderación C2).

Cuando el resultado engendrado por la distribución de las potencias provoca modificaciones que hacen que la etapa de planificación de frecuencias (43, 44) sea inferior a la óptima, debido a los cambios de potencia a nivel de los emisores (E), es necesario volver a efectuar una planificación de frecuencia con estas nuevas potencias. Como se muestra en la figura 4, la etapa (45) de ajuste de potencias va seguida por una etapa (47) de cálculo de nuevos límites de frecuencia derivados del ajuste de potencias. A continuación se efectúa una segunda etapa (48) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios, utilizando un umbral de aceptación Xa' y diversas repeticiones Xi' configuradas por el usuario. De acuerdo con el mismo principio que en la primera etapa de cálculo (46), el módulo de cálculo (10) conserva entre las distintas soluciones (almacenadas en memoria en el sistema) la solución que permite obtener el valor más elevado para la función de convergencia (TEMP).

Hasta que no se alcanza el número de repeticiones Xi, la primera etapa (46) de cálculo no selecciona ninguna solución y regresa automáticamente a la etapa (45) de ajuste de potencias. Cuando se alcanza y se sobrepasa dicho número Xi, se efectúa una comparación de la variación entre el umbral de aceptación Xa y dicha evolución de la función de convergencia (TEMP). Cuando la variación de la función (TEMP) a lo largo de Xi ciclos sobrepasa el umbral Xa, se considera que no se da la convergencia, lo que inicia la repetición (R1) de el reparto de potencia.

De la misma forma, la segunda etapa (48) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios irá seguida de una repetición (R2) de las anteriores etapas (43, 44) de cálculo de límites de interferencias entre portadoras (Po) y de planificación de frecuencias hasta que la variación de la función (TEMP) para Xi' ciclos sobrepase el umbral de aceptación Xa'. En la práctica, teniendo en cuenta el escaso número de frecuencias, se puede seleccionar Xi'=2 y se obtiene un resultado satisfactorio tras varias repeticiones en la etapa (43) de cálculo de límites. De este modo, la segunda etapa (48) de cálculo puede ser declarada positiva cuando la variación de la función (TEMP) a lo largo de Xi'=2 repeticiones sea inferior al umbral de aceptación Xa'. Naturalmente, también puede tomarse Xi'=1 o tomarse unos valores superiores a 2.

Haciendo referencia a la figura 4, la solución que permite obtener el valor más elevado para la función de convergencia (TEMP) obtenida después de la segunda etapa (48) de cálculo sirve en una etapa (49) de recálculo de zonas de servicio (2) de cada portadora (Po). Esta etapa (49) de recálculo tiene en cuenta sobre todo las modificaciones resultantes del anterior ajuste de potencias. A ello sigue una tercera etapa (50) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios, de acuerdo con el mismo principio de las dos anteriores etapas de cálculo (46, 48). El umbral de aceptación Xa'' y el número de repeticiones Xi'' son configurados por el usuario para asegurarse de la convergencia en la evolución de la función de convergencia (TEMP).

Cuando la variación de la función (TEMP) para Xi'' ciclos sobrepasa el umbral de aceptación Xa'', la tercera etapa (50) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios va seguida de una repetición (R3) de la etapa (42) de cálculo de las zonas de servicios (2) a las que deben asignarse las portadoras (Po). En la práctica, teniendo en cuenta el reducido número de frecuencias (con respecto al GSM), un escaso número de repeticiones permite converger hacia un resultado satisfactorio. Cuando la tercera etapa (48) de cálculo se declara positiva, los parámetros correspondientes a la solución optimizada se conservan y memorizan en una etapa (50) de finalización del proceso.

En esta etapa de finalización (50), el sistema informático (1) conserva los siguientes parámetros de optimización:

- el número de portadoras (Po);

- la frecuencia a utilizar para cada una de las portadoras (Po);

- la potencia para cada una de las portadoras (Po); y

- para cada portadora (Po), los umbrales de potencia recibida para la selección de la portadora entre las diferentes portadoras del sector (Sc).

Una de las ventajas de la invención consiste en facilitar una solución optimizada a los problemas de las zonas de cobertura con una escasa tasa de transferencia en los sistemas de transmisión de datos de tercera generación que no exigen una conexión a dos células de la misma frecuencia (restricción de "soft handover [transferencia entre células"]). La invención permite la posibilidad de maximizar la capacidad de la red (N), ajustando la potencia de cada portadora (Po) para canalizar eficazmente la totalidad del tráfico y ofrecer una tasa de transferencia optimizada en la zona de cobertura. Además, este tipo de solución permite adaptarse a la evolución de las necesidades de capacidad de una red, distribuyendo de forma desigual la potencia entre las portadoras (Po). Esta distribución resulta económica, ya que durante la mayor parte del tiempo evita tener que recurrir a un amplificador suplementario para la emisión de datos.

Debe ser evidente para las personas versadas en la materia que la presente invención permite unos modos de realización bajo otras numerosas formas específicas, sin apartarse del ámbito de aplicación de la invención, según se reivindica. Por consiguiente, estos modos de realización deben considerarse a título de ejemplo, pudiendo ser modificados dentro del ámbito definido por el alcance de las reivindicaciones adjuntas, sin que la invención deba limitarse a los detalles facilitados anteriormente.

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Referencias citadas en la descripción

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet WO-2005011154 A [0007]

\bullet EP 1283647 A [0062]

\bullet EP 1335616 A [0011]

\bullet US 200307805 B [0062]

Claims (21)

1. Procedimiento para planificación de potencia en una red celular de radiocomunicación (N) teniendo como característica permitir la reutilización de una misma frecuencia en todas las células de una red (por ejemplo, acceso de tipo CDMA), dotada de estaciones radioeléctricas terrestres de base (BTS) y que dispone de transmisores (E) para transmitir datos en sectores de transmisión (Sc) determinados y garantizar una cobertura radioeléctrica en las zonas que definen las respectivas células, ejecutándose dicho procedimiento a través de un sistema informático (1) dotado de medios de memoria (11) para almacenar datos (d1) representativos de zonas geográficas, divididas en una pluralidad de puntos o píxeles (301, 302, 303) en función de la división de dicha red, datos (d2) característicos de sectores (Sc) y de transmisores (E) de la red, datos (d3) representativos de la atenuación radioeléctrica de transmisión/recepción para cada sector (Sc), datos (d4) y datos representativos de la distribución y del volumen del tráfico en la red, estando caracterizado dicho procedimiento porque un módulo de cálculo (10) del sistema informático (1) realiza, para cada sector de transmisión (Sc) asociado a un transmisor (E) con una pluralidad de portadoras (Po1, Po2, PoN-1, PoN), una etapa (42) de asignación de portadoras a zonas de servicio (2), utilizando dicho módulo de cálculo (10) los datos (d1, d2, d3, d4) almacenados en los medios de memoria (11) para distribuir el tráfico total (T) del sector (Sc) a canalizar en N porciones de tráfico (T/N) en N zonas de servicio (2) complementarias determinadas en función de su atenuación radioeléctrica, y que forman, desde el punto de vista geográfico, coronas con un creciente alejamiento respecto del transmisor (E), comprendiendo adicionalmente dicho procedimiento:

- una etapa (44) de planificación de frecuencias que incluye atribuir una frecuencia determinada (f1, f2, f3) a cada zona de servicio (21, 22, 23), de tal forma que las distintas portadoras (Po) utilizadas en un sector (Sc) están asociadas respectivamente a una sola zona de servicio de dicho sector (Sc);

- una etapa (45) de ajuste de potencias de cada una de las portadoras, que incluye la determinación por el módulo de cálculo (10), para cada zona de servicio (2), de las relaciones señal/ruido en cada píxel y de una capacidad de tráfico por la portadora (Po) asociada a esta zona de servicio (2), llevándose a cabo un reparto de la potencia del transmisor entre las portadoras de un mismo sector (Sc) que se realiza de manera determinada por el módulo de cálculo (10) para que dicha etapa (45) de ajuste de potencias corresponda a la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) para cada sector (Sc), obteniéndose dicho máximo al menos mediante una comparación realizada por el módulo de cálculo (10) entre varias diferentes soluciones de reparto de potencia entre portadoras
(Po).

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el reparto de la potencia del transmisor (E) entre las portadoras (Po) de un mismo sector (Sc) se realiza de una forma determinada por el módulo de cálculo (10) para que dicha etapa (45) de ajuste de potencias corresponda a la obtención de un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico aportadas individualmente por las diferentes portadoras (Po) del sector (Sc).

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que las zonas de servicios (2) se determinan en un sector (Sc) en función de umbrales de atenuación (S1, S2), reagrupando una primera zona de servicio (21) aquellos píxeles que tienen una atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción inferior a un primer umbral determinado (S1), mientras que, al menos, una segunda zona de servicio (22, 23) reagrupa los píxeles con una atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción comprendida entre dicho primer umbral (S1) y un máximo de atenuación predeterminado (Max).

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que incluye una etapa (40) etapa de inicialización de los siguientes parámetros de configuración:

- una lista (d21) de sectores (Sc) y de sus características de potencia disponible;

- matrices de atenuación de propagación (d30) para cada sector;

- una matriz de distribución del tráfico (d41);

- un coeficiente de utilización representativo de un volumen de tráfico (d42);

- especificaciones (d22) del número de portadoras por sector;

- reglas de correspondencia (d23) para asociar las portadoras a los amplificadores de un transmisor;

- parámetros de estimación (d5) previstos para ser utilizados en, al menos, una función de convergencia (TEMP) que sirve para verificar si dicho ajuste de potencias se corresponde con la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) del conjunto de sectores (Sc).

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los datos (d4) representativos de la distribución y del volumen del tráfico en la red comprenden mapas de distribución de tráfico realizados a través del sistema informático (1), utilizando datos representativos de zonas geográficas y de datos representativos del tráfico en la red de abonados de dicha red, incluyendo medidas cuantitativas y cualitativas del tráfico de abonados a través de la red, correspondiendo dichas medidas, al menos, a una franja horaria predeterminada, obteniéndose al menos un mapa (30) de distribución del tráfico de la red tras la selección de, al menos, una zona geográfica mediante medios interactivos (3) entre el usuario y dicho sistema informático (1) y una recuperación por dicho sistema (1) de datos representativos del tráfico correspondiente a dicha zona geográfica seleccionada y de una franja horaria específica para formar, mediante tratamiento de dichos datos a través del sistema informático (1), datos representativos de células de cobertura asociadas a cada transmisor.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que los datos representativos del tráfico en la red de radiocomunicación (N) comprenden datos suministrados por medios de recuento (4) y extraídos de, al menos, un centro de supervisión de equipos (OMC) a través de medios de extracción y de tabulación (15) de dicho sistema informático (1).

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en el que la etapa (42) de asignación de portadoras a zonas de servicio (2) está precedida por una etapa (41) de cálculo de la distribución del tráfico en una zona correspondiente a la cobertura de la red (N), utilizando la etapa (41) de cálculo de la distribución del tráfico los mapas de distribución de tráfico para estimar dicho tráfico en cada uno de los píxeles, y teniendo en cuenta, por medio de datos (d3) representativos de la atenuación radioeléctrica en transmisión/recepción para cada sector (Sc), una atenuación entre transmisor y receptor en el sector considerado, así como una probabilidad de asignación al sector en función del campo recibido y del nivel de recepción de sectores adyacentes.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la etapa (41) de cálculo de la distribución del tráfico comprende el cálculo de una función de distribución acumulativa del tráfico a canalizar en función del nivel de atenuación de propagación en cada sector (Sc) considerado.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la etapa (42) de asignación de portadoras a zonas de servicio (2) comprende, al menos para uno de los sectores (Sc), el cálculo de un tráfico total (T) a canalizar y la determinación de un número N de portadoras (Po) que baste para que la capacidad del conjunto de portadoras del sector permita canalizar el tráfico total (T).

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la etapa (44) de planificación de frecuencias viene precedida por una etapa (43) de cálculo de restricciones de interferencias entre portadoras (Po) incluyendo el cálculo de una matriz de compatibilidad entre todas las portadoras (Po) de todas las células.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 10, en el que la etapa (45) de ajuste de potencias de cada una de las portadoras (Po) comprende para el conjunto de sectores (Sc) una primera etapa (46) de estimación de convergencia entre un primer criterio correspondiente a la obtención de un máximo de la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) de los sectores (Sc) y un segundo criterio correspondiente a la obtención de un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico aportadas individualmente por las diferentes portadoras (Po) de cada sector (Sc).

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dicha etapa (45) de ajuste de potencias va seguida de una etapa (47) de cálculo de nuevas restricciones de frecuencia resultantes del ajuste de potencias, efectuándose a continuación una segunda etapa (48) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende una tercera etapa (50) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios, llevada a cabo inmediatamente después de una etapa (49) de nuevo cálculo de zonas de servicio (2) de cada portadora (Po), teniendo en cuenta concretamente dicha nueva etapa (49) de nuevo cálculo las modificaciones resultantes del ajuste de potencias.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 13, en el que cada etapa de estimación de convergencia (46, 48, 50) comprende, al menos, un cálculo de dicha función de convergencia (TEMP) del tipo correspondiente a una diferencia entre un primer valor representativo del primer criterio y un valor representativo del segundo criterio, seguido de una comparación de la variación de dicha diferencia con un umbral de aceptación que no debe superarse para que la convergencia sea aceptable.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que se inicia una repetición (R1) de el reparto de potencia del transmisor entre las portadoras de un mismo sector (Sc) en caso de superarse el umbral de aceptación tras la primera etapa (46) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, en el que se inicia una repetición (R2) de las etapas (43, 44) de cálculo de las restricciones de interferencias entre portadoras (Po) y de planificación de frecuencias en caso de superarse el umbral de aceptación tras la segunda etapa (48) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

17. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 16, en el que se inicia una repetición (R3) de la etapa (42) de asignación de portadoras a zonas de servicio (2) en caso de superarse el umbral de aceptación tras la tercera etapa (50) de estimación de convergencia entre dichos primer y segundo criterios.

18. Sistema informático (1) para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, que incluye un módulo de cálculo (10) y medios de memoria (11) para almacenar los datos (d1) representativos de zonas geográficas divididas en una pluralidad de puntos o píxeles (301, 302, 303) en función de la división de dicha red, datos (d2) característicos de sectores (Sc) y de transmisores (E) de la red, datos (d3) representativos de la atenuación radioeléctrica en transmisión/recepción para cada sector (Sc), datos (d4) representativos de la distribución y del volumen del tráfico en la red, caracterizado porque incluye medios de selección (12) para seleccionar cada sector de transmisión (Sc) asociado a un transmisor, (E), comportando dicho módulo de cálculo (10) medios de asociación para:

- asociar portadoras (Po1, Po2, PoN-1, PoN) del transmisor (E) a zonas de servicio (2), utilizando los datos (d1, d2, d3, d4) almacenados en los medios de memoria (11) para distribuir el tráfico total (T) del sector (Sc) a canalizar en N porciones de tráfico (T/N) en N zonas de servicios (2) complementarias determinadas en función de su atenuación radioeléctrica;

- asociar una frecuencia determinada (f1, f2, f3) a cada zona de servicio (21, 22, 23), de forma que las diferentes portadoras (Po) utilizadas en un sector (Sc) están respectivamente asociadas a una sola zona de servicio de dicho sector (Sc);

incluyendo dicho sistema informático (1) medios (13) para ajustar la potencia de transmisión de cada una de las portadoras (Po) en función de una determinación realizada por el módulo de cálculo (10) de un reparto de potencia del transmisor (E) entre las portadoras de un mismo sector (Sc).

19. Sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en el que el módulo de cálculo (10) lleva a cabo un reparto de potencia del emisor (E) entre las portadoras (Po) de un mismo sector (Sc) utilizando un programa de optimización adaptado para obtener en función de un primer criterio un máximo para la suma de capacidades de tráfico de las portadoras (Po) del conjunto de sectores (Sc), y en función de un segundo criterio, un mínimo de dispersión de capacidades de tráfico aportadas por las diferentes portadoras (Po) del sector (Sc), siendo utilizados por el módulo de cálculo (10) parámetros de estimación (d5) almacenados en los medios de memoria (11) a fin de permitir la optimización del reparto de la potencia del transmisor (E) entre las portadoras (Po).

20. Sistema de acuerdo con la reivindicación 18 o 19, en el que los medios de asociación se disponen para tener en cuenta umbrales de atenuación (S1, S2) para determinar las zonas de servicios (2) de un sector (Sc), reagrupando los medios de asociación los píxeles que tienen una atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción inferior a un primer umbral determinado (S1) en una primera zona de servicio (21), y al menos en una segunda zona de servicio (22, 23), los píxeles con una atenuación de propagación de la señal radioeléctrica en transmisión/recepción comprendida entre dicho primer umbral (S1) y un máximo de atenuación predeterminado (Max).

21. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 a 20, que comprende en una segunda memoria (14) datos representativos del tráfico de datos en la red, al menos, en una franja horaria predeterminada, comprendiendo igualmente dicho sistema:

- medios interactivos (3) entre el usuario y dicho sistema (1), conectados a los medios de selección (12) para seleccionar y visualizar, al menos, una de dichas zonas geográficas;

- medios de superposición en dicha zona geográfica seleccionada de datos representativos del tráfico en una franja horaria determinada para formar, al menos, un mapa de distribución (30) del tráfico, visualizada por dichos medios interactivos (3);

- medios de extracción y de tabulación (15), a partir de datos, suministrados por medios de recuento (4) y extraídos de, al menos, un centro de supervisión de equipos (OMC), de series de medidas en función de las zonas geográficas.