La interferencia está típicamente causada por un inhibidor de frecuencia (103).

En el referido sistema celular los terminales conectan con una estación base (101). El método incluye al menos un terminal móvil modificado (105) y un dispositivo de seguimiento (102). A dicho terminal (105), correctamente sincronizado y registrado en la red, se le añade una aplicación para detectar una interferencia, mientras que el dispositivo de seguimiento (102) se encarga de leer y monitorizar el tráfico en los canales comunes de señalización; detectándose un mal funcionamiento del DL al analizar un anormal tráfico en los canales comunes de señalización del DL; consistiendo esa anormalidad en un inusual número de respuestas a repetidos mensajes de petición de canal dedicado.

Método de detección remota de interferencia en el enlace descendente de sistemas inalámbricos celulares de telecomunicación.

Objeto de la invención

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un método de detección remota de interferencia en el enlace descendente de sistemas inalámbricos celulares de telecomunicación, cuya finalidad consiste en aportar una solución tecnológica para algunos problemas que se plantean en una red celular de telecomunicaciones inalámbrica. La invención es un método diseñado para detectar elementos interferentes en las comunicaciones de un sistema celular. En particular, dicho método permite la detección de un fallo en el enlace que comunica una estación central con un terminal. Esto es el enlace conocido como descendente. La principal aplicación de la invención es mejorar la seguridad contra inhibidores de frecuencia en una red celular de telecomunicación inalámbrica. Tiene así un impacto importante en los sistemas de seguridad basados en terminales inalámbricos para transmitir una alarma a una estación central. En estos sistemas, personas no autorizadas pueden impedir la transmisión de la alarma mediante el uso de un inhibidor de frecuencia de enlace descendente de corto alcance.

La invención se centra en la detección de un inhibidor sobre el enlace descendente (DL), o un mal funcionamiento en el DL. Por tanto, el dispositivo de detección presentado puede ser utilizado, además de para la detección de inhibidores de sistemas de alarmas con conexión inalámbrica, para procedimientos de optimización de red. Básicamente, un terminal inhibido en el DL retransmitirá sistemáticamente sus mensajes de petición de canal dedicado puesto que es incapaz de leer las respuestas de red en los canales de señalización común del enlace descendente. Para una rápida detección, se programará en el terminal una simple funcionalidad: cuando éste detecta una nula calidad en la portadora de señalización, éste inicia un procedimiento de establecimiento de conexión, enviando un mensaje de petición de canal dedicado en el canal de acceso aleatorio del enlace ascendente (UL). Utilizando un dispositivo, implementado en la propia estación base o externamente, que se sincronice a la portadora de señalización en el DL (ó UL) se detectan repeticiones sistemáticas de respuestas de red a mensajes de petición de canal dedicado como prueba de la existencia de un inhibidor. Para evitar falsas alarmas y localizar los terminales inhibidos, se realiza un intento de conexión con los terminales que potencialmente puedan estas inhibidos para comprobar su disponibilidad.

La invención propone un método sencillo y no intrusivo para detectar remotamente un inhibidor de frecuencia basado en el estudio del tráfico en los canales de señalización del DL. Este método no requiere la modificación del protocolo ni en la estación base ni en el terminal y puede ser implementado en cualquier celda de cualquier operador de telefonía móvil, puesto que todos ellos utilizan similares procedimientos de asignación de canal dedicado de señalización.

Antecedentes de la invención

Cuando se utiliza un terminal inalámbrico como parte de un sistema de seguridad remoto, la existencia de un inhibidor de frecuencia impide la transmisión de las señales de alarma. La detección y señalización de un inhibidor de frecuencia, o cualquier otra fuente de interferencia, en sistemas celulares inalámbricos es un problema abierto. Los inhibidores de frecuencia típicamente inhiben el enlace descendente (DL) con el fin de no ser detectados.

Los inhibidores de frecuencia son dispositivos diseñados para evitar cualquier comunicación inalámbrica por irradiación de ruido en una porción del espectro. Pueden ser utilizados eventualmente por razones de seguridad, por ejemplo, para evitar la activación de cualquier artefacto explosivo. Este tipo de inhibidores generalmente irradian ruido de alta potencia y banda ancha. Por lo tanto, inhiben cualquier sistema inalámbrico en el entorno, ocultando tanto el enlace que comunica estación base y terminal como el enlace entre el terminal y la estación base; denominados enlaces ascendente y descendente respectivamente. En este escenario la detección de un inhibidor es relativamente inmediata.

Por otro lado, los inhibidores de frecuencia pueden ser diseñados específicamente para evitar la comunicación en un sistema en concreto; por ejemplo para inhibir un sistema de alarma inalámbrica, que suelen operar sobre redes móviles celulares 2G, 2G+, /3G,... Con el fin de que el inhibidor de frecuencia no sea detectado, éstos no suelen radiar en la banda correspondiente al enlace de subida o up-link (UL). Si el inhibidor radiase suficiente potencia en el UL como para alcanzar la estación base con una potencia similar a la emitida por los terminales, la presencia del inhibidor seria fácilmente detectable sin más que monitorizar el tráfico interrumpido y los niveles de potencia recibidos en la estación base. En este sentido, los inhibidores de frecuencia más sofisticados están diseñados de forma que únicamente radian en el enlace descendente o down-link (DL). En este caso, el terminal es capaz de comunicarse con la estación base pero no puede recibir ningún mensaje de ésta. En redes celulares, esto implica que el terminal es incapaz de leer la señalización necesaria en redes 2G y 3G para iniciar la comunicación con la estación base. Dicha señalización es transmitida por parte de la estación base a través de los canales comunes de control (CCCHs).

El proceso para detectar un inhibidor de frecuencia consta de dos problemas diferenciados. Primero, el terminal debe detectar la presencia del inhibidor analizando la señal recibida (detección). Segundo, debe señalizar dicha situación a la red (señalización). Con respecto a la detección, en la invención se propone un método muy sencillo comparado con los propuestos en las referencias [1], [2] y [3] que aparecen al final de este apartado. Respecto a la señalización, son escasas las referencias o soluciones propuestas a día de hoy, por lo que es un problema abierto. En la referencia bibliográfica [2], se propone un método de señalización para un terminal GSM. Éste señaliza a la estación base su condición de inhibido en un mensaje de petición de canal dedicado o Channel Requst Message, modificado con respecto al canal de acceso aleatorio RACH en el UL descrito en el estándar 3GPP TS 144018 V7.13 (2008-07). Obviamente, este mensaje debe ser comprendido por la estación base. Esta invención, a pesar de su simplicidad, plantea un gran problema en su implementación, puesto que ésta podría requerir la modificación del protocolo GSM/GPRS tanto en el terminal como en la estación base. Especialmente para esta última, el coste asociado es muy grande al tener que modificar el software implementado en ésta.

No conocemos en el estado actual de la técnica soluciones en las que no sea imperativa la modificación de la estación base, en tanto que la presente invención permite la no modificación de dicha estación base. Así, según la invención, para una rápida y eficiente detección, se requiere una simple funcionalidad añadida al terminal potencialmente inhibido: cuando no pueda decodificar los canales de control, éste comenzará la señalización correspondiente al establecimiento de una conexión, lo que no implica modificación alguna de su protocolo, sino tan solo la inclusión de algún programa adicional en el terminal. Por otro lado, la señalización emitida por el terminal inhibido puede ser detectada tanto en la estación base como en un terminal externo. Por tanto, el invento puede ser implementado en una estación base, pero también para evitar el coste asociado puede ser implementado en un escáner de frecuencia sintonizado a la portadora del DL en la celda. Plataformas SDRs (software defined radios), que implican un menor coste y son dispositivos fácilmente programables, son una solución muy adecuada para implementar el escáner de frecuencia debido a la dificultad para encontrar en el mercado escáneres con acceso completo a los canales de control.

Referencias

[1] Robert C. Hendrickson, Jamming detection in a Wireless security system, Patente US number: 5950110, Sep 7, 1999. International Classification: H04K 300;H04B 1700.

[2] Moscovitz Y., Depernini F., Locatellin M., Method and user equipment for jamming detection and signalling, International Patente Classification: H044 3/00, International Publication Number: WO 2005/112321...

1. Método de detección remota de interferencia en el enlace descendente de sistemas inalámbricos celulares de telecomunicación, estando esta interferencia típicamente causada por un inhibidor de frecuencia (103) y siendo el sistema considerado un sistema celular en el cual los terminales se conectan a una estación base (101); caracterizado porque dicho método incluye al menos un terminal móvil modificado (105) y un dispositivo de seguimiento (102), de manera que a ese terminal modificado (105), correctamente sincronizado y registrado en la red, se le añade una aplicación para detectar una interferencia; en tanto que el dispositivo de seguimiento (102) se encarga de leer y monitorizar el tráfico en los canales comunes de señalización del enlace descendente (DL) o ascendente (UL); detectándose un mal funcionamiento del DL analizando un anormal tráfico en los canales comunes de señalización; consistiendo dicha anormalidad en un inusual número de mensajes de peticiones, o sus respuestas, de canal dedicado (siendo dicha petición un procedimiento inicial previo al establecimiento de cualquier comunicación en estándares de telefonía celular).

Se caracteriza porque incluye los siguientes procesos en el terminal móvil modificado (105):