SISTEMA Y PROCEDIMIENTO DE PLANIFICACION DE UNA RED DE TELECOMUNICACIONES.

Procedimiento de creación de matrices de restricciones con miras a su utilización en la planificación de una red de radiotelefonía celular,

en la cual se dispone de un número determinado de valores de frecuencias portadoras predeterminadas (fi, fj) que hay que atribuir a una pluralidad de estaciones de base radio (11 - 14), de posiciones y potencias de emisión determinadas en una zona de servicio, previstas para gestionar una pluralidad correspondiente de células radio (1 - 4) que hacen la función de célula servidora o interferente, que comprende las etapas siguientes:

- de acuerdo con las posiciones de cada malla (P) de una célula servidora el sistema de cálculo elabora una predicción representativa del valor C del campo recibido en esta malla de la zona de servicio a una (fi) de las frecuencias predeterminadas de la célula servidora,

- en cada una de estas mallas, el sistema de cálculo calcula el valor I del campo de interferencia creado por cada una de las otras células que el sistema considera como célula interferente con respecto a la célula supuesta como servidora por el sistema de cálculo,

- en cada una de estas mallas, el sistema de cálculo calcula el valor de la relación C/I para la célula "servidora" donde I representa el campo de interferencia creado por cada una de las otras células interferentes de la zona de servicio y cuyo valor de campo interferente I recibido en la malla es superior a un valor predeterminado "CAMP_MINI_INTERFERENTE" memorizado al principio por el sistema de cálculo,

- por una operación de integración en el conjunto de la zona de servicio, el sistema de cálculo determina la tasa de interferencia radioeléctrica global tbij de la célula servidora por las células interferentes, estos valores pueden ser visualizados o memorizados entonces en una matriz denominada inicial de restricciones que representa o memoriza niveles (Ki, Li, Mi) en las intersecciones de las líneas de designación de las células servidoras y de las columnas de designación de las células interferentes.

- el sistema determina, a partir de esta matriz de restricciones denominada "inicial", probabilidades de servicio en la inicialización que representan la probabilidad de que una célula dada sea la célula servidora que facilita al móvil el campo más elevado, siendo deducida la probabilidad de servicio de la diferencia entre el valor del campo predicho y el valor modificable de un campo "CAMP_MINI" memorizado en un archivo " Frecuencias.txt"

Sistema y procedimiento de planificación de una red de telecomunicaciones.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo de creación de matrices de restricciones con miras a su utilización en la planificación de las frecuencias portadoras que hay que atribuir a las estaciones de base previstas para gestionar las células de una red de radiotelefonía celular en curso de definición.

Una red radiocelular, por ejemplo la red GSM, está constituida por una pluralidad de estaciones de base radio terrestres que están interconectadas través de la red telefónica por cable y a las cuales pueden acceder los terminales móviles cuando estos se encuentran dentro de la célula radio de una estación. Un enlace denominado ascendente, es decir del terminal hacia la red, se efectúa en una primera banda de frecuencia, mientras que el enlace descendente, de la red hacia el terminal, se efectúa en una segunda banda de frecuencia. Cada banda de frecuencia es repartida en varios canales, por ejemplo 62, cada uno de anchura determinada, por ejemplo 200 kHz. Un espaciamiento espectral determinado denominado separación duplex separa la banda de frecuencia del enlace ascendente de aquélla del enlace descendente.

Cada estación de base debe tener un alcance suficiente para que la célula considerada desborde a las vecinas, con el fin de evitar cualquier riesgo de corte de comunicación cuando un terminal móvil cambie de célula. Esto necesita aumentar la potencia de emisión de las estaciones más allá de lo estrictamente necesario.

Un terminal radio móvil recibe, por tanto, con un nivel útil, las emisiones de dos estaciones cuando éste está dentro de la zona de recubrimiento de dos células. En la práctica, éste recibe mucho más y, si está sometido entones a tensión, éste se vincula a la estación más próxima, en el sentido radio, es decir aquélla que le facilita el nivel radio más elevado entre los seis mejores. En la zona de recubrimiento, las emisiones de la estación no seleccionada por el terminal constituyen una señal parásita de interferencia, del mismo orden de magnitud que la señal útil de la célula de vinculación. Además, estando constituidas las señales de las dos estaciones por tramas de la misma estructura, el terminal no podría efectuar un filtrado específico de espectro para atenuar la señal parásita.

Para establecer la red radio, el operador dispone de una gama de frecuencias que le ha sido asignada y que constituye un recurso caro. Dentro de esta gama, éste reparte igualmente frecuencias portadoras, o canales de transmisión, siendo el paso de frecuencia que separa dos portadoras, suficiente para que la interferencia intercanales, habida cuenta de la selectividad de los receptores, se mantenga inferior a un umbral de buen funcionamiento determinado.

El número de los valores de frecuencias portadoras disponibles es, sin embargo, muy inferior al número de canales necesarios en la totalidad de la red. Así pues, es necesario utilizar varias veces el mismo valor de frecuencia, pero hay que verificar que, en cada célula prevista, el nivel de parásitos a la frecuencia de su portadora o de sus portadoras, que provienen de las estaciones de las otras células vecinas, permanece por debajo del nivel de buen funcionamiento. En otras palabras, en cualquier punto de la célula, hay que garantizar un margen de seguridad entre el nivel de señal útil recibido y el nivel de señal parásita a la frecuencia considerada. Como una red comprende algunos millares de estaciones que se perturban mutuamente, un cálculo de estas perturbaciones necesita un gran número de horas de cálculo por un calculador clásico, de potencia media.

El problema se complica, además, por el hecho de que un terminal ya vinculado a una estación, tolera una inversión entre los niveles relativos de las señales recibidas de su estación y de otra estación, y solamente se vincula a esta última si la diferencia de los niveles sobrepasa un valor de umbral de histéresis. Además, los niveles recibidos provenientes de las diversas estaciones son susceptibles de evolucionar aleatoriamente en el tiempo, en función de las condiciones de transmisión radio y de la posición del terminal móvil.

Además, las señales parásitas de tramas de las estaciones distantes tienen energías medias que evolucionan con el tráfico y, además, las fases de sus portadoras recibidas pueden deslizar mutuamente y así producir una modulación aleatoria de la amplitud instantánea de la señal parásita compuesta recibida, que es su suma vectorial.

Cuando el operador quiere planificar la red determinando las posiciones de las estaciones y sus características radio, el plan de atribución de las frecuencias debe ser, por tanto, el resultado de cálculos de optimización con miras a atribuir cada valor de portadora un número máximo de veces en la red, al tiempo que se garantice lo mejor posible el margen de seguridad sobre la señal útil, habida cuenta de las aleatoriedades mencionadas anteriormente.

El margen de seguridad va a ser definido, entre otras cosas, por la utilización de matrices de restricciones que expresan restricciones que hay que respetar entre las diferentes células de la red.

En efecto, ya era conocido utilizar matrices de restricciones denominadas duras para los cálculos de planificación, pero estas matrices eran determinadas generalmente desde el principio por criterios fijados por el programador para utilizarlas a continuación para la planificación.

A título de ejemplo, el programador deducía su matriz afectando un coeficiente, por ejemplo, el valor cero a la intersección de la columna Cj y de la línea Ci de la matriz de restricción, cuando la diferencia de los dos canales de dos células Ci, Cj era igual a cero (es decir cuando las dos células tenían la misma frecuencia), el valor uno cuando la diferencia entre las frecuencias respectivas tenía un primer valor determinado y el valor dos cuando la diferencia entre las frecuencias respectivas era un segundo valor determinado.

Tal definición era fijada de una vez por todas y además de modo subjetivo.

Un procedimiento de este tipo está divulgado por el documento US 5, 768, 687.

La presente invención pretende facilitar una herramienta para permitir esta optimización por la creación de matrices de restricciones que estén lo más próximo posible a la realidad, con miras a su utilización para la planificación de una red de radiotelefonía celular.

A tal efecto, la invención se refiere a un procedimiento de creación de matrices de restricciones con miras a su utilización en la planificación de una red de radiotelefonía celular, en la cual se dispone de un número determinado de valores de frecuencias portadoras predeterminadas que hay que atribuir a una pluralidad de estaciones de base radio, de posiciones y potencias de emisión determinadas en una zona de servicio, previstas para gestionar una pluralidad correspondiente de células radio que hacen la función de célula servidora o interferente, que comprende las etapas siguientes:

1. Procedimiento de creación de matrices de restricciones con miras a su utilización en la planificación de una red de radiotelefonía celular, en la cual se dispone de un número determinado de valores de frecuencias portadoras predeterminadas (f_i, f_j) que hay que atribuir a una pluralidad de estaciones de base radio (11 - 14), de posiciones y potencias de emisión determinadas en una zona de servicio, previstas para gestionar una pluralidad correspondiente de células radio (1 - 4) que hacen la función de célula servidora o interferente, que comprende las etapas siguientes:

- de acuerdo con las posiciones de cada malla (P) de una célula servidora el sistema de cálculo elabora una predicción representativa del valor C del campo recibido en esta malla de la zona de servicio a una (f_i) de las frecuencias predeterminadas de la célula servidora,

- en cada una de estas mallas, el sistema de cálculo calcula el valor I del campo de interferencia creado por cada una de las otras células que el sistema considera como célula interferente con respecto a la célula supuesta como servidora por el sistema de cálculo,

- en cada una de estas mallas, el sistema de cálculo calcula el valor de la relación C/I para la célula servidora donde I representa el campo de interferencia creado por cada una de las otras células interferentes de la zona de servicio y cuyo valor de campo interferente I recibido en la malla es superior a un valor predeterminado CAMP_MINI_INTERFERENTE memorizado al principio por el sistema de cálculo,

- por una operación de integración en el conjunto de la zona de servicio, el sistema de cálculo determina la tasa de interferencia radioeléctrica global tb_ij de la célula servidora por las células interferentes, estos valores pueden ser visualizados o memorizados entonces en una matriz denominada inicial de restricciones que representa o memoriza niveles (Ki, Li, Mi) en las intersecciones de las líneas de designación de las células servidoras y de las columnas de designación de las células interferentes.

- el sistema determina, a partir de esta matriz de restricciones denominada inicial, probabilidades de servicio en la inicialización que representan la probabilidad de que una célula dada sea la célula servidora que facilita al móvil el campo más elevado, siendo deducida la probabilidad de servicio de la diferencia entre el valor del campo predicho y el valor modificable de un campo CAMP_MINI memorizado en un archivo Frecuencias.txt.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual se determina una primera matriz o tabla suponiendo cada célula servidora y cada célula interferente en cocanal.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2, en el cual el citado valor modificable de campo CAMP_MINI corresponde a una probabilidad de servicio del 50%, y

- el sistema de cálculo selecciona las tres células que constituyen los mejores servidores por comparación con los valores de la matriz,

- después determina probabilidades de asignación por cálculo y almacena estas probabilidades en una matriz de restricción de asignación.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual, en cada malla, el sistema de cálculo aplica a cada una de estas potenciales células servidoras un coeficiente de ponderación que comprende tres componentes.

- probabilidad de asignación

- probabilidad de servicio

- ponderación de sobresuelo

siendo combinados estos tres coeficientes a nivel de cada malla para asignar un peso a cada una de las tres células mejores servidores e informar de la probabilidad que tiene cada una de ellas de ser la célula servidora.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el sistema calcula, con la ayuda de tres probabilidades de los tres mejores servidores, y de una relación que las ligan con las probabilidades p_ij de transición de una cel_i hacia otra cel_j teniendo en cuenta el margen de histéresis de la transferencia Hom, un solo valor Proba_inic que así permite constituir progresivamente y determinar una matriz de probabilidad inicial.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual la probabilidad de asignación informa de la repartición probable del tiempo asignado a cada una de las tres potenciales células servidoras durante la duración de una comunicación, esta probabilidad es calculada sobre la base de la diferencia de campo predicho entre las potenciales células servidoras y tiene en cuenta un valor medio de margen de basculamiento HO_MARGEN igual de hecho a 5 dB.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual los valores de probabilidad son memorizados en el archivo Proba_asig.txt.

8. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, en el cual el coeficiente de sobresuelo (o coeficiente morfológico) permite informar de los flujos naturales de transferencia que siguen la morfología del terreno, estando favorecidas las células que tienen el mismo sobresuelo que la célula servidora corriente, siendo facilitado este coeficiente por un archivo Peso.txt que se presenta en forma de una matriz que hace intervenir la clase de sobresuelo y el tipo de eje de circulación a los cuales pertenece la malla.

9. Procedimiento en el cual el sistema de cálculo efectúa el mismo cálculo que en una de las reivindicaciones 1, 3 a 4 para las células que utilizan frecuencias de canal adyacente al canal de frecuencia de la célula servidora.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el cual el sistema de cálculo tiene en cuenta igualmente las constataciones de interferencia radioeléctrica y las zonas próximas son tenidas en cuenta añadiendo su influencia (en interferencia radioeléctrica cocanal y canal adyacente) a los resultados obtenidos a partir de la cobertura, esta influencia viene dada en forma de una tasa facilitada por el archivo Frecuencias.txt registrado en memoria.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, en el cual disponiendo el sistema de cálculo de tablas de estadísticas de fluctuaciones de condiciones de propagación radio que afectan a los niveles de recepción de las emisiones de las estaciones (12 - 14), el sistema determina probabilidades correspondientes de que una señal recibida presente el nivel más elevado de todos durante una duración determinada.

12. Dispositivo de creación de matrices de restricciones con miras a su utilización en un sistema que permite la planificación de una red de radiotelefonía celular, en la cual un sistema informático dispone de medios de atribuir un número determinado de valores de frecuencias portadoras predeterminadas (f_i, f_j) que hay que atribuir a una pluralidad de estaciones de base radio (11 - 14), de posiciones y potencias de emisión determinadas en una zona de servicio y memorizadas en una base de datos, previstas para gestionar una pluralidad correspondiente de células radio (1 - 4) que hacen la función de célula servidora o interferente, que comprende medios para elaborar, de acuerdo con las posiciones de cada malla (P) de una célula servidora, una predicción representativa del valor C del campo recibido en esta malla de la zona de servicio a una (f_i) de las frecuencias predeterminadas de la célula servidora,

- medios para calcular, para cada una de estas mallas, el valor I del campo de interferencia creado por cada una de las otras células que el sistema considera como célula interferente con respecto a la célula supuesta como servidora por el sistema de cálculo y medios de memorización de estos valores I.

- medios para calcular, para cada una de estas mallas, el valor de una relación C/I para la célula servidora donde I representa el campo de interferencia creado por cada una de las otras células interferentes de la zona de servicio y cuyo valor de campo interferente I recibido en la malla es superior a un valor predeterminado CAMP_MINI_INTERFERENTE memorizado al principio por el sistema de cálculo,

- medios para efectuar una operación de integración en el conjunto de la zona de servicio, el sistema de cálculo determina la tasa de interferencia radioeléctrica global tb_ij de la célula servidora por las células interferentes. Estos valores pueden ser visualizados o memorizados entonces por medios en una matriz denominada inicial de restricciones que representa o memoriza niveles (Ki, Li, Mi) en las intersecciones de las líneas de designación de las células servidoras y de las columnas de designación de las células interferentes

- medios para determinar, a partir de esta matriz de restricción denominada inicial, probabilidades de servicio en la inicialización que representan la probabilidad de que una célula dada sea la célula servidora que facilita al móvil el campo más elevado, siendo deducida la probabilidad de servicio de la diferencia entre el valor del campo predicho y el valor modificable de un campo CAMP_MINI memorizado en el archivo Frecuencias.txt.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque los medios son utilizados para calcular una primera matriz o tabla determinada suponiendo cada célula servidora y cada célula interferente en cocanal, y después una segunda matriz suponiendo cada célula interferente en canal adyacente de la célula servidora.

14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 y 13, en el cual el citado valor modificable de campo CAMP_MINI corresponde a una probabilidad de servicio del 50%, comprendiendo el citado dispositivo

- medios de selección del sistema de cálculo que así seleccionan las tres células que constituyen los mejores servidores por comparación con los valores de la matriz,

y medios de determinación de las probabilidades de asignación por cálculo y de almacenamiento de estas probabilidades en una matriz de restricción de asignación.

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 14, en el cual, en cada malla, el sistema de cálculo comprende medios de memorización de tres coeficientes constituidos por un coeficiente de:

- probabilidad de asignación

- probabilidad de servicio

- ponderación de sobresuelo, y medios para combinar estos coeficientes a nivel de cada malla para afectar un peso a cada una de las tres células mejores servidores e informar de la probabilidad que tiene cada una de ellas de ser la célula servidora.

16. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 14, en el cual el sistema calcula, con la ayuda de las tres probabilidades de los tres mejores servidores extraídas de las matrices calculadas, y de una relación que liga estas probabilidades con las probabilidades pij de transición de una cel_i hacia otra cel_j teniendo en cuenta el margen de histéresis de la transferencia Hom, un solo valor Proba_inic que así permite constituir progresivamente y determinar una matriz de probabilidad inicial.

17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 16, en el cual los valores de probabilidad de asignación son memorizados en el archivo Proba_asig.txt.

18. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 17, en el cual el coeficiente de sobresuelo es facilitado por un archivo Peso.txt que se presenta en forma de una matriz que hace intervenir la clase de sobresuelo y el tipo de eje de circulación a los cuales pertenece la malla.

19. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 17, en el cual el sistema de cálculo comprende medios interactivos que permiten tener en cuenta las constataciones de interferencia radioeléctrica y las zonas próximas añadiendo su influencia (en interferencia radioeléctrica cocanal y canal adyacente) a los resultados obtenidos de los cálculos precedentes, siendo memorizada esta influencia en forma de una tasa facilitada por un archivo Frecuencias.txt registrado en memoria.