MÉTODO PARA DETECTAR INTERFERENCIAS EN UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICO.

Método para determinar la existencia de interferencias en un enlace de comunicación inalámbrico,

que comprende:(i) reunir valores RXLEV_ UL, RXLEV DL de potencia recibida en el enlace ascendente (UL) y descendente (DL);(ii) utilizar los mencionados valores para estimar el nivel de potencia de receptor en la estación base;(iii) estimar, para cada conexión i en el enlace de radio, la potencia recibida en el UL, PiRXLEV_UL, y la potencia recibida en el UL si las condiciones fueran las del canal en el **FIGURA01**;(iv) calcular un parámetro, Pis, que mida la diferencia entre los valores**FIGURA02**;(v) estimar el cociente entre la relación señal a ruido en el DL y en el UL, Rsnri;(vi) estimar la densidad de probabilidad conjunta, p(pis,Rsnri de pares de valores pis y R snri dentro de un periodo de tiempo de estudio;(vii) analizar los resultados para detectar interferencias

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900277.

Solicitante: VODAFONE ESPAÑA, S.A.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: ESTEVE ASENSIO,GUILLERMO, RUBIO ANDRES,FRANCISCO J, MURILLO FUENTES,JUAN JOSE, MARTINEZ OLMOS,PABLO.

Fecha de Solicitud: 30 de Enero de 2009.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 31 de Enero de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04B17/00B1F
  • H04B17/00B1R
  • H04B17/00B5

Clasificación PCT:

  • H04B17/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04B TRANSMISION.Seguimiento; Pruebas (de sistemas de líneas de transmisión H04B 3/46; disposiciones para el seguimiento o prueba de los sistemas de transmisión empleando ondas electromagnéticas diferentes de las ondas de radio H04B 10/07).

Fragmento de la descripción:

Método para detectar interferencias en un sistema de comunicación inalámbrico.

El objetivo de la presente invención es un método para detectar interferencias en un sistema de comunicación inalámbrico bidireccional. En un sistema de comunicación inalámbrico habrá al menos dos entidades conectadas a través de ondas de radio, que intercambian información entre sí. El objetivo principal es un método para determinar si tales enlaces de radio tienen interferencia, es decir señales de radio no deseadas que reducen, o incluso impiden, el intercambio normal de información.

Antecedentes de la invención

Hay ladrones que cortan cables de teléfono de viviendas y utilizan inhibidores de frecuencia para impedir cualquier posibilidad de que los habitantes llamen pidiendo ayuda utilizando un teléfono ya sea fijo o móvil, incluso si tienen un equipo de alarma antirrobo automatizado con ambas posibilidades. En ocasiones, estos asaltos provocan víctimas. La idea es detectar, utilizando medidas tomadas en la red, el uso de inhibidores, para emitir una alerta a las empresas de alarmas antirrobo.

Actualmente, la alternativa para detectar el uso de inhibidores es sondear regularmente los equipos de alarma para detectar la continuidad del enlace. Este servicio se ofrece como un extra por parte de las empresas de seguridad, y tiene un elevado precio en función de los costes de utilizar mucha transmisión. Por ejemplo, la solicitud de patente WO 2004 028 184 Alarm arrangement at a mobile communication system (Disposición de alarma en un sistema de comunicación móvil), describe un sistema en el que cada terminal móvil transmite señales de forma regular, aleatoria o disparadas por un evento. Las señales transmitidas de forma regular o aleatoria se registran en el centro de conmutación del sistema. Cuando se pierde una señal, tras su análisis lógico en el centro de conmutación se transmite al centro de recepción de alarmas la información sobre su ausencia, de forma inmediata y automática.

La patente US 5 687217 describe un método y un sistema para verificar que está operativa cada unidad de una célula remota, en un sistema de telefonía móvil. El sistema y método acordes con la invención utilizan el equipo receptor de cada unidad de la célula, para escuchar o monitorizar transmisiones por parte de otras unidades celulares. Cada unidad celular se pone de forma independiente en modo de verificación de escucha, modo en el cual mide la calidad de comunicación de otras unidades celulares a las que puede escuchar. La unidad celular seleccionada notifica los resultados de la calidad de comunicación a una unidad de control principal. La unidad de control principal almacena la información resultante para permitir una comparación temporal de la calidad de la comunicación. Si la calidad de la comunicación se ha degradado en el tiempo significativamente, la unidad de control principal envía una señal de alarma. En otro aspecto de la presente invención, el modo de verificación de escucha puede utilizarse durante la instalación del sistema celular, para verificar el funcionamiento del sistema, y ajusta del sistema para un funcionamiento óptimo.

Por otro lado, los documentos de patente WO 2006 099 548 y WO 2006 099 547 describen un control de interferencia en un sistema de comunicación inalámbrico, en el que un primer sector estima la interferencia observada desde terminales situados en sectores vecinos, y obtiene una estimación de interferencia. El primer sector puede generar un informe de interferencia en otro sector (OSI, other-sector interference) por ondas (OTA, over-the-air), y/o un informe OSI entre sectores (IS, inter sector) basado en la estimación de interferencia. El primer sector puede enviar el informe IS OSI a los sectores vecinos, recibir informes IS OSI procedentes de los sectores vecinos, y regular transmisiones de datos para terminales en el primer sector basándose en los informes IS OSI recibidos. El primer sector puede controlar la admisión de terminales al primer sector, retirar la asignación a terminales admitidos, programar terminales en el sector de modo que se reduzca la interferencia con los sectores vecinos, y/o asignar a los terminales en el sector canales de tráfico que provoquen menos interferencia a los sectores vecinos. Estos métodos son sustancialmente diferentes al propuesto, debido a que están basados en la interferencia de medidas realizadas por varias estaciones base, para llevar a cabo procedimientos de control y señalización avanzados.

Resumen de la invención

En un sistema de comunicación inalámbrico habrá al menos dos entidades conectadas a través de ondas de radio, que intercambian información entre sí. La presente invención describe un método para determinar si tales enlaces de radio tienen interferencia, es decir señales de radio no deseadas que reducen o incluso impiden el intercambio normal de información.

Para los objetivos de este documento denominaremos estación base, transceptor base o BTS a una de estas entidades, y dispositivo móvil, dispositivo del usuario, estación móvil o MS a la otra. De este modo definimos dos tipos de dispositivos que pueden de hecho ser iguales, salvo una diferenciación entre trayectos de radio o enlaces de radio.

La transmisión de información desde dispositivos móviles a estaciones base, se denominará trayectoria de "enlace ascendente" o "UL", y el sentido inverso se denominará "enlace descendente" o "DL,", independientemente de qué elemento se considere que actúa de cada forma.

La invención es independiente del tipo de elementos conectados por la comunicación de radio. Es posible tener varios de estos y de ambos tipos, involucrados en el mismo enlace de radio.

Es posible llevar a cabo varias medidas sobre cada trayecto de radio. Trataremos de dos de estas, la medida de potencia y la medida de calidad:

- Potencia: esta medida está relacionada con la intensidad de la señal física de las ondas de radio, usualmente medida en el extremo de recepción de la comunicación de radio. Hay muchos métodos para llevar a cabo esta medida, y estos variarán dependiendo de la modulación en uso y de otros factores. El método específico para obtener esta medida no es el objetivo de esta invención. Distinguiremos entre el parámetro en el que el sistema recoge la medida de potencia en el extremo de recepción del UL (a partir de ahora RXLEV_UL), y en el DL (RXLEV_DL).

- Calidad: esta medida está relacionada con la cantidad de datos erróneos recibidos en un extremo de la conexión (o en ambos). Hay muchos métodos para llevar a cabo esta medida, y esto dependerá de la codificación en uso y de otros factores. El método especificado para obtener esta medida no es un objetivo de esta invención. Distinguiremos entre la medida en el extremo de recepción del UL (a partir de ahora, RXQUAL_UL), y en el DL (RXQUAL_DL).

Por lo tanto, el presente método para detectar interferencias en una red de comunicación inalámbrica se basa en medidas de la calidad y la magnitud de la potencia, en ambos sentidos del enlace de radio, conocidos como enlace ascendente y enlace descendente. El modelo analítico extrae a partir de estas medidas una relación no evidente, que se utiliza para determinar la existencia de una señal interferencia en función de parámetros estadísticos de la mencionada relación. Adicionalmente, es posible utilizar tales parámetros estadísticos para detectar si la interferencia procede de otro equipo relativo a la misma red de comunicación, o si es externa a tal red. Puesto que este método no utiliza la cantidad de tráfico transportado, claramente no está cubierto por patentes previas, y se considera más potente que el anterior.

Puede concluirse que el método propuesto para analizar los niveles de potencia y las medidas de calidad en sistemas celulares inalámbricos, ayuda a explicar mucho mejor su comportamiento. Cualquier anomalía de régimen estacionario puede detectarse fácilmente si los puntos de potencia frente a calidad, se concentran en torno a un punto con una elevada diferencia de potencias recibidas, o en torno a un punto con diferentes calidades. En términos generales, la herramienta permite, entre otras, cosas detectar una interferencia fija, un mal funcionamiento del control de potencia, una mala planificación de radio y una perturbación no deseada. Esta nueva herramienta de análisis de interferencias no conlleva requisitos de equipo físico, puesto que toma las medidas de intensidad de señal y de calidad que hay usualmente disponibles en cualquier sistema de comunicación inalámbrico, típicamente para...

 


Reivindicaciones:

1. Un método para determinar la existencia de interferencias en un enlace de comunicación inalámbrico, basado en comparar la potencia recibida en ambos enlaces del canal de radio, y las perdidas por propagación calculadas a partir de medidas tanto de potencia como de calidad, caracterizado porque comprende al menos las siguientes etapas:

(i) una primera etapa consistente en reunir, para cada conexión i establecida, los valores RXLEV_UL(i) y RXLEV_DL(i) de potencia recibida detectados por el sistema inalámbrico para cada conexión i de interés dentro de una portadora;

(ii) una segunda etapa que consiste en utilizar independientemente los valores RXLEV_UL(i) y RXLEV_DL(i) para estimar el nivel de potencia de receptor en la estación base, y por lo tanto obtener dos estimaciones diferentes para la potencia recibida de enlace ascendente para cada conexión i que comparte una portadora, donde las mencionadas dos estimaciones diferentes se denotan como:

- Pi}RXLEV_UL, que es potencia recibida en el UL, que se obtiene exclusivamente a partir de las medidas de la intensidad de señal recibida en el UL, RXLEV_UL(i), que hace el sistema; y

- que es la estimación de la potencia recibida en el UL, si el canal se comportarse como el del enlace descendente y que se calcula como la potencia transmitida en el enlace ascendente menos la estimación de la pérdida en el enlace descendente, esta última calculada como la diferencia entre la potencia transmitida en el enlace descendente menos el nivel RXLEV_DL(i);

(iii) una tercera etapa, de análisis estadístico de las dos estimaciones diferentes obtenidas en la segunda etapa (PiRXLEV_UL y ), para cada conexión i en el enlace de radio, en la que se calcula una medida de la distancia de estos valores al promedio de ambos, pis, obteniendo así una medida de cuánto difieren uno del otro;

(iv) una cuarta etapa, en la que se estima el cociente, Rsnri, entre la relación señal a ruido en el enlace descendente y el enlace ascendente, calculados a partir de los valores disponibles de parámetros de calidad RXQUAL_UL y RXQUAL_DL en el sistema de comunicaciones inalámbrico, dichos parámetros RXQUAL_UL y RXQUAL_DL denotando los parámetros resultado de las medidas de calidad que se asume que el sistema realiza en ambos enlaces;

(v) una quinta etapa, de estimación de la función de densidad de probabilidad conjunta para los valores pis y Rsnri calculados para una conexión i durante un periodo de tiempo;

(vi) una sexta etapa, de análisis de los resultados de la quinta etapa, configurada para detectar al menos las siguientes situaciones:

(a) anomalías de régimen estacionario, si aparecen valores altos de la función de densidad de probabilidad conjunta de pis y Rsnri en torno a un punto con una elevada desviación estándar, pis >> 0, o a un punto con diferentes calidades Rsnri ≠q 1;

(b) interferencias asimétricas, donde la función de densidad de probabilidad conjunta de pis y Rsnri presenta valores altos para valores altos de pis y Rsnri = 1, dado que el control de potencia hace que se perciba la misma calidad con una mayor necesidad de potencia en un enlace respecto al otro;

(c) mal funcionamiento del control de potencia: una gran concentración de puntos fuera de la línea Rsnri = 1 puede ser también resultado de un pobre funcionamiento del método de control de potencia, pues el objetivo del mismo es mantener este valor a uno; y

(d) planificación de radio inadecuada: una interferencia co-canal o de canal adyacente asimétrica recurrente y variable en el tiempo, provocada por otros enlaces de radio dentro del mismo sistema.

2. Método acorde con la reivindicación 1, por el que se detectan anormalidades en la recepción radio en un enlace bidireccional de sistema de comunicaciones inalámbrico, mediante el estudio del valor pi_{s obtenido a partir de las potencias transmitidas y los valores recibidos en el enlace ascendente y descendente.

3. Método acorde con la reivindicación 1, por el que se detectan anormalidades en la recepción radio en un enlace bidireccional de sistema de comunicaciones inalámbrico, mediante el estudio del valor Rsnri obtenido a partir de los valores de calidad obtenidos por el sistema en el enlace ascendente y descendente.


 

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