METODO Y APARATO PARA DETERMINAR UNA POTENCIA DE TRANSMISION.

Método para determinar una potencia de transmisión en un sistema de comunicación celular que comprende una primera célula que incluye una zona interna a la que da servicio una primera portadora y una zona externa a la que da servicio una segunda portadora;

caracterizado el método por las etapas de:

recibir (301) informes de medición desde una pluralidad de unidades de comunicación de la célula; comprendiendo los informes de medición características de recepción para una señal asociada con la célula;

generar (305) una distribución de las características de recepción;

determinar (311) un nivel de potencia de transmisión modificada en respuesta a la distribución de las características de recepción; y

determinar (313) una potencia de transmisión de célula asociada con la primera portadora en respuesta al nivel de potencia de transmisión modificada

Método y aparato para determinar una potencia de transmisión.

Campo de la invención

La invención se refiere a un método y aparato para determinar una potencia de transmisión en un sistema de comunicación celular y, en particular, para determinar una potencia de transmisión de célula para una célula que tiene una zona interna y una zona externa.

Antecedentes de la invención

La figura 1 ilustra el principio de un sistema 100 de comunicación celular convencional según la técnica anterior. Una región geográfica se divide en un número de células 101, 103, 105, 107 a cada una de las cuales da servicio la estación 109, 111, 113, 115 base. Las estaciones base están interconectadas mediante una red fija que puede comunicar datos entre las estaciones 109, 111, 113, 115 base. Una estación móvil recibe servicio a través de un enlace de radiocomunicación por la estación base de la célula dentro de la cual está situada la estación móvil. En el ejemplo de la figura 1, la estación 109 base da servicio a la estación 117 móvil a través del enlace 119 radio, la estación 111 base da servicio a la estación 121 móvil a través del enlace 123 radio, etc.

A medida que la estación móvil se desplaza, puede desplazarse desde la cobertura de una estación base a la cobertura de otra, es decir, de una célula a otra. Por ejemplo, la estación 113 base da servicio inicialmente a la estación 125 móvil a través del enlace 127 radio. A medida que se desplaza hacia la estación 115 base, entra en una región de cobertura solapada de las dos estaciones 113 y 115 base y dentro de esta región de cobertura, cambia para soportarse por la estación 115 base sobre el enlace 129 radio. A medida que la estación 125 móvil sigue desplazándose al interior de la célula 107, continúa soportándose por la estación 115 base. Esto se conoce como traspaso o cambio de célula de una estación móvil entre células.

Un sistema de comunicación celular típico extiende su cobertura normalmente por un país entero y comprende cientos o incluso miles de células que soportan miles o incluso millones de estaciones móviles. La comunicación desde una estación móvil hacia una estación base se conoce como enlace ascendente, y la comunicación desde una estación base hacia una estación móvil se conoce como enlace descendente.

La red fija que interconecta las estaciones base puede operarse para encaminar datos entre dos estaciones base cualesquiera, permitiendo así que una estación móvil en una célula se comunique con una estación móvil en cualquier otra célula. Además, la red fija comprende funciones de pasarela para la interconexión a redes externas tales como la red telefónica conmutada pública (PSTN), permitiendo así que las estaciones móviles se comuniquen con teléfonos de líneas terrestres y otros terminales de comunicación conectados por una línea terrestre. Además, la red fija comprende gran parte de la funcionalidad requerida para gestionar una red de comunicación celular convencional, incluyendo la funcionalidad para encaminar datos, control de admisión, asignación de recursos, facturación de abonados, autenticación de estación móvil, etc.

Actualmente, el sistema de comunicación celular más habitual es el sistema de comunicación de segunda generación conocido como el sistema global para comunicaciones móviles (GSM). GSM usa una tecnología conocida como acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) en la que se consigue la separación de usuarios dividiendo portadoras de frecuencia en 8 ranuras de tiempo discretas, que pueden asignarse individualmente a un usuario. A una estación base se le puede asignar una única portadora o múltiples portadoras. Una portadora se usa para una señal piloto que contiene además información de difusión. Esta portadora se usa por las estaciones móviles para medir el nivel de señal de transmisiones desde diferentes estaciones base, y la información obtenida se usa para determinar una célula de servicio adecuada durante el acceso inicial o los cambios de célula. Puede encontrarse una descripción adicional del sistema de comunicación GSM TDMA en "The GSM System for Mobile Communications" de Michel Mouly y Marie Bernadette Pautet, Bay Foreign Language Books, 1992, ISBN 2950719007.

Actualmente, están desarrollándose sistemas de tercera generación para mejorar adicionalmente los servicios de comunicación proporcionados a usuarios móviles. Los sistemas de comunicación de tercera generación adoptados de manera más generalizada se basan en acceso múltiple por división de código (CDMA) en el que la separación de usuarios se obtiene asignando códigos de ensanchamiento y aleatorización diferentes a diferentes usuarios en la misma frecuencia de portadora. Las transmisiones se ensanchan mediante multiplicación por los códigos asignados provocando así que la señal se ensanche por un ancho de banda amplio. En el receptor, los códigos se usan para desensanchar la señal recibida generando así la señal original. Cada estación base tiene un código dedicado para una señal piloto y de difusión, y al igual que para GSM esto se usa para mediciones de múltiples células con el fin de determinar una célula de servicio. Un ejemplo de un sistema de comunicación que usa este principio es el sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS), que está implantándose en la actualidad. Puede encontrarse una descripción adicional de CDMA y, específicamente, del modo CDMA de banda ancha (WCDMA) de UMTS en "WCDMA for UMTS", Harri Holma (editor), Antti Toskala (editor), Wiley & Sons, 2001, ISBN 0471486876.

Con el fin de optimizar la capacidad de un sistema de comunicación celular, es importante minimizar el impacto de la interferencia provocada por o a otras estaciones móviles. Por tanto, es importante minimizar la interferencia provocada por la comunicación hacia o desde una estación móvil, y por consiguiente es importante usar la menor potencia de transmisión posible. Puesto que la potencia de transmisión requerida depende de las condiciones de propagación en cada instante, es necesario controlar dinámicamente las potencias de transmisión para que se ajusten estrechamente a las condiciones. Con este fin, las estaciones base y las estaciones móviles operan lazos de control de potencia, en los que el extremo receptor notifica información sobre la calidad de recepción de vuelta al extremo de transmisión, que en respuesta ajusta su potencia de transmisión. Esto garantiza que se use el mínimo de potencia de transmisión necesaria para garantizar una calidad dada, y por tanto se minimiza la interferencia provocada por la comunicación con cada estación móvil.

Una ventaja importante de los sistemas de comunicación celular es que, debido a la atenuación de la señal de radio con la distancia, la interferencia provocada por la comunicación dentro de una célula es insignificante en una célula suficientemente alejada, y por tanto el recurso puede reutilizarse en esta célula. En sistemas GSM, se reutilizan por tanto frecuencias de portadora en otras células según un plan de frecuencias. La planificación de frecuencias es una de las operaciones más importantes de optimización para un sistema de comunicación celular con el fin de maximizar la capacidad de comunicación del sistema. La planificación de frecuencias considera normalmente un enorme número de parámetros, incluyendo características de propagación, perfiles de tráfico y capacidades de equipos de comunicación.

Una técnica que se ha usado para la optimización de la capacidad de sistemas de comunicación celular es asignar una o más portadoras de una estación base para soportar una zona interna de la célula y una o más portadoras para soportar una zona externa. Las portadoras forman por tanto de manera eficaz células concéntricas dentro de la célula. Las portadoras de la zona externa se comunicarán con estaciones móviles hacia los bordes de célula y por tanto tenderán a transmitir a potencias de transmisión relativamente altas. Estas portadoras crean por tanto una interferencia importante en células vecinas y, por consiguiente, no pueden reutilizarse en estas células. Sin embargo, las portadoras que soportan la zona interna tenderán a comunicarse a una potencia de transmisión muy reducida debido a la menor distancia y por tanto la trayectoria de propagación normalmente más corta. Normalmente, las portadoras asociadas con la zona interna tienen un umbral de potencia de transmisión máxima inferior garantizando así que la interferencia con células vecinas sea limitada. Por consiguiente, las portadoras que soportan la zona interna pueden tener un patrón...

1. Método para determinar una potencia de transmisión en un sistema de comunicación celular que comprende una primera célula que incluye una zona interna a la que da servicio una primera portadora y una zona externa a la que da servicio una segunda portadora; caracterizado el método por las etapas de:

recibir (301) informes de medición desde una pluralidad de unidades de comunicación de la célula; comprendiendo los informes de medición características de recepción para una señal asociada con la célula;

generar (305) una distribución de las características de recepción;

determinar (311) un nivel de potencia de transmisión modificada en respuesta a la distribución de las características de recepción; y

determinar (313) una potencia de transmisión de célula asociada con la primera portadora en respuesta al nivel de potencia de transmisión modificada.

2. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las características de recepción comprenden niveles de recepción de señal.

3. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las características de recepción comprenden características de calidad de señal.

4. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa (313) de determinar el nivel de potencia de transmisión modificada comprende determinar un nivel de potencia de transmisión modificada para el que una proporción de características de recepción de la distribución están por encima de un umbral de características de recepción.

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado además por la etapa (307) de determinar la proporción en respuesta a una proporción de tráfico deseada de la zona interna.

6. Método según la reivindicación 4, caracterizado además por la etapa (307) de determinar la proporción en respuesta a una carga sustancialmente completa de la zona interna.

7. Método según la reivindicación 4, caracterizado además por la etapa (307) de determinar la proporción en respuesta a un tráfico medio de la célula y a un número de portadoras que soportan la célula.

8. Método según cualquier reivindicación anterior 4 a 7, en el que el umbral de características de recepción es un umbral de características de recepción predeterminado.

9. Método según cualquier reivindicación anterior 4 a 7, caracterizado además por la etapa de recibir una entrada de usuario y ajustar el umbral de características de recepción en respuesta a la entrada de usuario.

10. Método según cualquier reivindicación anterior 4 a 7, caracterizado además por la etapa (309) de determinar el umbral de características de recepción en respuesta a un nivel de calidad requerido.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado además por la etapa (309) de determinar el umbral de características de recepción en respuesta a un nivel de interferencia requerido.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, en el que la etapa (311) de determinar el nivel de potencia de transmisión modificada comprende determinar un valor de referencia de características de recepción de la distribución correspondiente a la proporción, y determinar el nivel de potencia de transmisión modificada en respuesta a la diferencia entre el valor de referencia de características de recepción y el umbral de características de recepción.

13. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa (305) de generar la distribución comprende normalizar las características de recepción a una potencia de transmisión de referencia.

14. Método según la reivindicación 13, en el que la etapa (305) de generar la distribución comprende compensar las características de recepción para un lazo de control de potencia.

15. Método según la reivindicación 14, en el que el lazo de control de potencia comprende un lazo de control de potencia rápido y un lazo de control de potencia lento y la compensación de las características de recepción está asociada únicamente con el lazo de control de potencia rápido.

16. Método según cualquier reivindicación anterior 13 a 15, dependiente de la reivindicación 12, en el que el nivel de potencia de transmisión de célula se determina como la potencia de transmisión modificada menos la potencia de transmisión de referencia.

17. Método según cualquier reivindicación anterior, caracterizado además por la etapa (315) de ajustar una potencia de transmisión de la primera portadora a sustancialmente la potencia de transmisión de célula.

18. Programa informático que comprende medios de código de programa informático adaptados para realizar las etapas del método según la reivindicación 17 cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.

19. Medio de soporte que lleva un programa informático según la reivindicación 18.

20. Aparato para determinar una potencia de transmisión en un sistema de comunicación celular que comprende una primera célula que incluye una zona interna a la que da servicio una primera portadora y una zona externa a la que da servicio una segunda portadora; caracterizado el aparato por:

medios (211) para recibir informes de medición desde una pluralidad de unidades (203, 205, 207, 209) de comunicación de la célula; comprendiendo los informes de medición características de recepción para una señal asociada con la célula;

medios (217) para generar una distribución de las características de recepción;

medios (219) para determinar un nivel de potencia de transmisión modificada en respuesta a la distribución de las características de recepción; y

medios (225) para determinar una potencia de transmisión de célula asociada con la primera portadora en respuesta al nivel de potencia de transmisión modificada.

21. Sistema de comunicación celular que comprende un aparato según la reivindicación 20.