PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA OPTIMIZAR REDES DE COMUNICACION INALAMBRICA CELULARES.

Procedimiento para optimizar redes de comunicación inalámbrica celulares con abonados móviles,

a) que ofrecen simultáneamente a un abonado un servicio o una combinación de varios servicios para la transmisión de mensajes, y

b) para unas parcelas superficiales rectangulares muy pequeñas asociadas a una célula radioeléctrica determinada, son asignados (210) valores locales tanto del tráfico de abonados por cada servicio ofrecido como de la potencia de recepción celular de una señal de referencia emitida por cada célula radioeléctrica con potencia de emisión constante,

c) los dos valores locales se obtienen en cada caso a través de mediciones,

- métodos analíticos o

- simulaciones, o también

- cualquier combinación de éstos, y

d) estos valores locales se encuentran disponibles con una resolución superficial en forma de una matriz que cubre una región determinada,

e) en un modelo de la red de comunicación se evalúa una configuración de red optimizada de forma iterativa mediante la acumulación de datos existentes, formados por los valores de tráfico de abonados de las parcelas superficiales específicos de cada servicio y ponderados adecuadamente para equilibrar una distribución del tráfico, rigiéndose dicha ponderación por la interferencia radioeléctrica producida por el servicio correspondiente y por la utilización de los recursos, y

f) mediante el registro de valores de medición de magnitudes de la red de comunicación real, y estos valores de medición se incorporan como datos de entrada adicionales en la optimización de la distribución del tráfico entre las células de la red de comunicación,

g) poniéndose a disposición (280) una adaptación limitada localmente de la configuración de red original para utilizarla en la red de comunicación real

Procedimiento y dispositivo para optimizar redes de comunicación inalámbrica celulares.

Objeto de la invención

La invención se refiere a un procedimiento para optimizar la tasa de transmisión de mensajes de comunicación en redes de comunicación inalámbrica celulares de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un dispositivo para poner en práctica el procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 13.

Estado actual de la técnica

Con la implantación de las redes de comunicación inalámbrica celulares ha existido desde un principio el problema de encontrar, durante la construcción, la posterior ampliación y el servicio, configuraciones que hagan posible un aprovechamiento óptimo, a ser posible, de los recursos disponibles de hardware y ancho de banda de frecuencias. El objetivo consiste sobre todo en aumentar al máximo la tasa de transmisión de mensajes con una calidad de red aceptable y suficiente disponibilidad o cobertura de red. La magnitud objetivo concreta puede variar. Por ejemplo, se puede reducir al mínimo la tasa de bloqueo, tal como se describe por ejemplo en el documento US-PS 5826218. El documento WO 98/53621 se basa a su vez en valores medidos de la potencia de recepción de una señal piloto. Para alcanzar los objetivos de la optimización de redes, en la mayoría de los casos se adaptan de forma localmente limitada diversos parámetros de la configuración de la red. Se trata por ejemplo de adaptar el diagrama de antena o de la potencia de la señal piloto, como en el documento US-PS 5276907; o de la sensibilidad del receptor, como en el documento WO 01/37446.

En las redes radioeléctricastelefonía móvil, que por regla general sólo transmiten informaciones desde estaciones emisoras fijas a abonados eventualmente móviles, de modo similar a la radiodifusión convencional, se aplican procedimientos que optimizan la configuración de la red principalmente con respecto a la cobertura de red a alcanzar a partir de las propiedades de radiodifusión en el entorno. Para ello se utilizan esencialmente simulaciones de radiodifusión y/o mediciones de la intensidad de recepción media y también de la calidad del servicio en determinados lugares de la red. El modo fundamental de abordar este tipo de procedimientos se describe en Norbert Geng, Werner Wiesbeck "Planungsmethoden für die Mobilkommunikation", Editorial Springer, Berlín, 1998, ISBN 3-540-64778-3.

En las redes de comunicación que utilizan muchas bandas de frecuencias, como por ejemplo la norma GSM, las bandas de frecuencias son asignadas a las células individuales de la red. En este contexto, la distribución adecuada de las bandas de frecuencias entre las células desempeña una función decisiva para reducir al mínimo las interferencias y, en consecuencia, aumentar al máximo la tasa de transmisión. Estos procedimientos para planificar las frecuencias de la red frecuentemente se resumen bajo el concepto "planificación automática de frecuencias" ("Automatische Frequenzplanung" - AFP).

Con la importancia creciente de los más diversos servicios de datos móviles y el desarrollo hacia las redes radioeléctricastelefonía móvil de la tercera generación, por ejemplo de acuerdo con la norma UMTS, en la que se está trabajando en el marco del "3rd Generation Partnership Project [proyecto de asociación tercera generación]" (3GPP) internacional, también está adquiriendo una importancia cada vez mayor una planificación de la red conforme a las necesidades en relación con el volumen de tráfico esperable de los abonados de servicios específicos. Los diversos servicios ofrecidos presentan propiedades muy diferentes en lo que respecta a las ráfagas, al modo de transmisión por conmutación de circuitos o conmutación de paquetes, la tasa de transmisión de datos, la potencia de emisión media y la simetría/asimetría entre el enlace descendente (downlink) y el enlace ascendente (uplink). Además se han de tener en cuenta las propiedades físicas de transmisión, en parte muy diferentes, de los servicios individuales, ya que para ellos generalmente se utilizan canales de transporte diferentes.

El documento de patente US 5561841 describe un procedimiento de optimización para una red radioeléctrica. Sin embargo, el procedimiento de optimización sólo utiliza datos producidos en una simulación de red para optimizar los parámetros ajustables. A causa de ello, este procedimiento de optimización funciona muy lentamente, pues primero se han de generar datos que se utilizan a continuación en el procedimiento de optimización. Mediante la utilización de datos de simulación para la optimización sólo se obtienen resultados insatisfactorios en la optimización de redes.

Los procedimientos y dispositivos conocidos y de uso corriente hasta la fecha para la optimización de redes radioeléctricas no satisfacen estas exigencias especiales de las redes radioeléctricastelefonía móvil de la tercera generación.

Objetivo de la invención

Desde el punto de vista de los operadores de red parece importante poner a disposición todos los servicios ofrecidos con una calidad subjetiva aproximadamente equivalente y con la misma cobertura. Por ello, parece conveniente utilizar un procedimiento de optimización de redes que proporcione los servicios existentes en la red de comunicación con suficiente calidad en todas las partes de la zona de cobertura.

El objetivo de la invención consiste en optimizar de forma económica y eficaz la configuración existente de una red de comunicación teniendo en cuenta las exigencias heterogéneas de los diferentes servicios para la transmisión de mensajes, de tal modo que a continuación se disponga de una configuración de red al menos igual, pero en la mayoría de los casos mejorada, en lo que respecta a la tasa de transmisión y la calidad de la red manteniendo la cobertura de red existente. Cualquier cambio de emplazamiento de células queda excluido como medida de optimización.

Solución del objetivo

Este objetivo se resuelve mediante el procedimiento mencionado en la introducción con las características indicadas en la parte distintiva de la reivindicación 1. Dicho objetivo se resuelve además mediante un dispositivo del tipo mencionado en la introducción con las características distintivas indicadas la reivindicación 13.

En las reivindicaciones 2 a 12 se indican perfeccionamientos del procedimiento.

En las reivindicaciones 14 a 18 se indican perfeccionamientos del dispositivo.

El objetivo se resuelve según la invención en particular de la siguiente manera: mediante una modificación simple o múltiple completamente iterativa de determinados ajustes de la configuración de la red, principalmente de la orientación de la antena o de la potencia de emisión de una señal de referencia, por ejemplo de un canal piloto, en células seleccionadas mediante el procedimiento, se determina una configuración de red mejorada en la que el tráfico de abonados con respecto a las superficies de célula en la región de red en cuestión está equilibrado en la mayor medida posible. En caso de un equilibrio ideal de la distribución del tráfico entre las células, el tráfico se puede conducir de forma óptima en los emplazamientos de células predeterminados. El procedimiento se respalda mediante una representación gráfica de las superficies de célula, que presentan colores correspondientes al volumen de tráfico de la célula respectiva. Esto permite identificar fácilmente las regiones problemáticas con un gran volumen de tráfico y adaptar la configuración de la red en estos lugares de forma selectiva de acuerdo con la invención. En el documento WO 00/28756 se propone otra posibilidad para respaldar gráficamente la identificación de regiones problemáticas con respecto a otras magnitudes en una red de radiotelefonía móvil.

En principio, el procedimiento según la invención se puede utilizar en cualquier red radioeléctrica inalámbrica celular. Sobre todo es adecuado para redes de la tercera generación, que funcionan por ejemplo de acuerdo con la norma UMTS y que ofrecen a los abonados móviles varios servicios diferentes para la transmisión de mensajes. Una ventaja del procedimiento consiste en que para la optimización de la configuración de la red se puede tener en cuenta cualquier cantidad deseada de servicios ofrecidos en la red de comunicación con diferentes exigencias.

Otra ventaja del procedimiento consiste en la gran rapidez con la que se pueden obtener resultados en comparación con otros procedimientos. La causa de ello radica en que el procedimiento...

1. Procedimiento para optimizar redes de comunicación inalámbrica celulares con abonados móviles,

a) que ofrecen simultáneamente a un abonado un servicio o una combinación de varios servicios para la transmisión de mensajes, y

b) para unas parcelas superficiales rectangulares muy pequeñas asociadas a una célula radioeléctrica determinada, son asignados (210) valores locales tanto del tráfico de abonados por cada servicio ofrecido como de la potencia de recepción celular de una señal de referencia emitida por cada célula radioeléctrica con potencia de emisión constan- te,

c) los dos valores locales se obtienen en cada caso a través de mediciones,