Red de radiotelefonía móvil con solapamiento de frecuencias inverso.

Red (10) de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM y/o UMTS, para la comunicación de terminales

(38) de radiotelefonía móvil, que contiene al menos dos estaciones (12) base con antenas para la emisión y/o recepción, formando el área de cobertura de una estación (12) base una célula (16) de radio, que está dividida en un área (26) cercana y un área (28) lejana, en las que dentro de una célula (16) de radio en cada caso están pre-vistos diferentes recursos de transmisión para el tráfico de radio, caracterizada porque las bandas de frecuencia (A) del área (28) lejana de dos células (16) de radio adyacentes están previstas en cada caso de manera coincidente

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/054529.

Solicitante: VODAFONE HOLDING GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: MANNESMANNUFER 2 40213 DUSSELDORF ALEMANIA.

Inventor/es: ZIMMERMANN,ERNESTO, HABENDORF,RENE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Planificación de red, p. ej. herramientas de planificación... > H04W16/12 (División fija de recursos)

PDF original: ES-2439145_T3.pdf

 

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Red de radiotelefonía móvil con solapamiento de frecuencias inverso.

Fragmento de la descripción:

Red de radiotelefonía móvil con solapamiento de frecuencias inverso

Campo técnico

La invención se refiere a una red de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM y/o UMTS, para la comunicación de terminales de radiotelefonía móvil, que contiene al menos dos estaciones base con antenas para la emisión y/o recepción, formando el área de cobertura de una estación base una célula de radio, que está dividida en un área cercana y un área lejana, en las que dentro de una célula de radio en cada caso están previstos diferentes recursos de transmisión para el tráfico de radio. La invención se refiere además a un procedimiento para asignar recursos de transmisión en una red de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM y/o UMTS, para terminales de radiotelefonía móvil para la comunicación en el área cercana/lejana, con las siguientes etapas de procedimiento:

a) formar al menos dos células de radio, que se obtienen en cada caso a partir del área de cobertura de una estación base con antenas para la emisión y/o recepción,

b) dividir las células de radio en un área cercana y un área lejana,

c) asignar en cada caso diferentes recursos de transmisión para el área cercana y el área lejana de una célula de radio.

Estado de la técnica

Una red de radiotelefonía móvil está compuesta por regla general por estaciones base, que están dispuestas en una estructura aproximadamente hexagonal. La estructura hexagonal se obtiene a partir de células de radio. La extensión espacial de en cada caso una célula de radio se forma por el área de cobertura de las estaciones base, con las que un terminal de radiotelefonía móvil establece contacto. Para ello, cada estación base da servicio con tres antenas giradas 120º en horizontal entre sí a tres células de radio. Cada una de las tres antenas de una estación base irradia por tanto un “lóbulo de emisión” de aproximadamente 120º de amplitud. Esta disposición de las células de radio de un sistema de radiotelefonía móvil se denomina “modelo en trébol”. Para la transmisión de datos inalámbrica, un operador de red de una red de radiotelefonía móvil tiene a su disposición diferentes recursos, como por ejemplo bandas de frecuencia, que están divididas en diferentes canales de transmisión físicos. En dos células de radio adyacentes de una red de radiotelefonía móvil se asignan a este respecto a los terminales de radiotelefonía móvil diferentes recursos de transmisión, por ejemplo bandas de frecuencia. Los recursos de transmisión se ajustan por tanto de modo que en áreas límite no se producen solapamientos.

Los canales de transmisión se dividen a su vez a través de ranuras de frecuencia dentro de una banda de frecuencia, ranuras de tiempo dentro de una trama de transmisión, códigos según UMTS, para poder soportar al mismo tiempo la mayor cantidad de conexiones posible. Por ejemplo, en un sistema de radiotelefonía móvil GSM (= Global System for Mobile communication) un canal físico se forma por una ranura de frecuencia y una ranura de tiempo dentro de una trama de transmisión de ocho ranuras de tiempo sucesivas.

Un operador de red debe reutilizar sus recursos de transmisión con la mayor frecuencia posible dentro de su red. Por lo general esto se soluciona porque la cantidad total de los recursos de transmisión se divide en subgrupos ortogonales, que entonces en cada caso se asignan a las células de radio. Para ello se requiere una cuidadosa planificación de recursos. Para la comunicación en cada célula de radio se emplean sólo recursos del subgrupo asignado a esta célula de radio. De este modo se aumenta la distancia entre células de radio que emplean los mismos recursos y que se ven afectadas por señales de radiotelefonía móvil que se perturban mutuamente, por ejemplo debido a interferencia. Una medida de una transmisión afectada por interferencia es la relación de potencia de señal útil y potencia de perturbación, abreviado SIR (= Signal to Interference Ratio) . Sólo a partir de un valor SIR determinado puede tener lugar una comunicación aceptable. Este umbral depende de ruidos térmicos adicionales en los componentes y de los requisitos de la respectiva aplicación, es decir de un parámetro de calidad QoS (= Quality of Service) .

Otra medida importante en la planificación de recursos, como por ejemplo en el caso de la planificación de frecuencias, es el factor de reutilización, también llamado “reuse factor”. El factor de reutilización del respectivo recurso describe por ejemplo el factor de reutilización de frecuencias, es decir el número de subgrupos ortogonales. Un factor de reutilización de uno corresponde al caso en el que cada célula de radio utiliza los mismos recursos, ya que en ese caso sólo hay un grupo. Si bien un factor de reutilización más elevado reduce considerablemente la potencia de perturbación en la red de radiotelefonía móvil, sin embargo también limita la eficacia espectral de la red, dado que en cada célula de radio sólo se emplea una pequeña parte de los recursos totales del operador de red.

Muy a menudo se emplean en redes de radiotelefonía móvil los factores de reutilización “3” y “7”. Para lograr el valor SIR necesario para un servicio determinado en toda el área de la célula, el sistema se diseña básicamente para el peor de los casos. Por tanto, las regiones de borde de una célula de radio, en las que aparecen las mayores interferencias debido a usuarios que envían en las proximidades en células de radio adyacentes, determinan el factor de reutilización que debe emplearse del recurso que va a planificarse. De este modo aparecen áreas de un valor SIR innecesariamente elevado en el área central alrededor de la estación base, con lo cual se reduce la eficacia espectral del sistema de radiotelefonía móvil.

Para alcanzar una distribución espacial lo más homogénea posible de la SIR en una célula de radio, en la literatura bajo el término clave “Overlay Concept” se describen sistemas con planificación de recursos solapada. Así, pueden adjudicarse por ejemplo los recursos con un factor de reutilización bajo en el área interior de la célula de radio y con un factor de reutilización alto en las áreas exteriores. La desventaja de este enfoque radica en que no es posible una reducción adicional de la potencia de perturbación por procedimientos de cancelación de interferencia, ya que debido a la planificación de recursos no aparecen elementos perturbadores fuertes y por tanto detectables.

Una publicación de Zhang y Zhuang en “Wireless Personal Communication 9, 149-163” describe un esquema para el uso conjunto de canales de radio en la red de radiotelefonía móvil. El denominado NCCS (Neighbor Cell Channel Sharing) se basa en una división de las células de radio en una región interna y una externa, estando los canales de radio divididos igualmente en dos grupos: un canal principal, que se usa exclusivamente en la célula de radio tanto en la región interna como en la externa y un canal dividido, que se emplea por un lado por la región interna de la célula de radio y por otro lado por las seis células de radio adyacentes. Por tanto se obtiene para cada célula de radio un conjunto de canales de radio, que se utilizan conjuntamente por la respectiva célula de radio y las células de radio adyacentes y por tanto llevan a un mejor aprovechamiento de la red de radiotelefonía móvil. En este caso no es posible una reducción adicional de la potencia de perturbación por procedimientos de cancelación de interferencia, ya que debido a la planificación de recursos no aparecen elementos perturbadores fuertes y por tanto detectables.

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Reivindicaciones:

1. Red (10) de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM y/o UMTS, para la comunicación de terminales (38) de radiotelefonía móvil, que contiene al menos dos estaciones (12) base con antenas para la emisión y/o recepción, formando el área de cobertura de una estación (12) base una célula (16) de radio, que está dividida en un área (26) cercana y un área (28) lejana, en las que dentro de una célula (16) de radio en cada caso están previstos diferentes recursos de transmisión para el tráfico de radio, caracterizada porque las bandas de frecuencia (A) del área (28) lejana de dos células (16) de radio adyacentes están previstas en cada caso de manera coincidente.

2. Red (10) de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM, para la comunicación de terminales (38) de radiotelefonía móvil según la reivindicación 1, caracterizada porque los recursos de transmisión están previstos como frecuencias.

3. Red (10) de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM, para la comunicación de terminales (38) de radiotelefonía móvil según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque los recursos de transmisión están previstos como ranuras de tiempo.

4. Red (10) de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM, para la comunicación de terminales (38) de radiotelefonía móvil según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por medios de filtrado para eliminar señales perturbadoras, en particular las que corresponden a la intensidad de una señal útil.

5. Terminal (38) de radiotelefonía móvil para una red (10) de radiotelefonía móvil, tal como se reivindica en las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por medios de filtrado para eliminar señales perturbadoras, en particular las que corresponden a la intensidad de una señal útil.

6. Procedimiento para asignar recursos de transmisión en una red (10) de radiotelefonía móvil, en particular según la norma GSM y/o UMTS, para terminales (38) de radiotelefonía móvil para la comunicación, con las siguientes etapas de procedimiento:

a) formar al menos dos células (16) de radio, que se obtienen en cada caso a partir del área de cobertura de una estación (12) base con antenas para la emisión y/o recepción,

b) dividir las células (16) de radio en un área (26) cercana y un área (28) lejana,

c) asignar en cada caso diferentes recursos de transmisión para el área (26) cercana y el área (28) lejana de una célula (16) de radio,

caracterizado porque d) en el área (28) lejana de dos células (16) de radio adyacentes se asignan en cada caso recursos de transmisión (A) coincidentes a los terminales (38) de radiotelefonía móvil para la comunicación.

7. Procedimiento para asignar recursos de transmisión en una red (10) de radiotelefonía móvil según la reivindicación 6, caracterizado porque se asignan frecuencias como recursos de transmisión.

8. Procedimiento para asignar recursos de transmisión en una red (10) de radiotelefonía móvil según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque se asignan ranuras de tiempo como recursos de transmisión.