Método y sistema para seleccionar dinámicamente un alcance de celda de una estación base.

Método y sistema para seleccionar dinámicamente un alcance de celda (1, 2) de una estación base (3) conectada a equipos de usuario (4, 4', 4''), según las distancias (5, 5', 5'') entre cada uno de los equipos de usuario (4, 4', 4'') y la estación base (3), y el porcentaje de una capacidad de banda base máxima de la estación base (3) usada por conexiones con los equipos de usuario (4, 4',4'').

Método y sistema para seleccionar dinámicamente un alcance de celda de una estación base.

Campo de la invención

La presente invención tiene su aplicación dentro del sector de las telecomunicaciones y, especialmente, en el área industrial encargada de proporcionar a las redes de acceso radio (RAN, del inglés "Radio Access Network") elementos de infraestructuras celulares tales como controladores de estación base (BSC, del inglés "Base Station Controller") y estaciones base (nodos B) para sistemas de comunicaciones inalámbricas.

Más específicamente, se refiere a la selección de alcance de celda en tales redes.

Antecedentes de la invención

En las redes inalámbricas, el alcance de una celda (es decir, la distancia por debajo de la cual una estación base es capaz de conectar y proporcionar servicios a un equipo de usuario (UE, del inglés "User Equipment")) depende de la longitud de una ventana en la que la estación base está configurada para esperar mensajes de RACH (canal de acceso aleatorio, del inglés "Random Access Channel"). Esto significa que, para una longitud fija de esta ventana, sólo los UE dentro de una distancia determinada desde la estación base pueden establecer una conexión con la estación base, mientras que la estación base no puede dar servicio a los UE que están a una distancia mayor que dicha distancia, incluso aunque las condiciones físicas (por ejemplo, potencia de señal recibida) permitan dicho servicio.

La cobertura de una celda depende, por tanto, de la implementación del fabricante, y puede, en la mayoría de los casos, conmutarse manualmente entre dos alcances, correspondientes a dos modos de operación:

- Alcance de celda normal, con valores típicos de entre 30 y 40 kilómetros.

- Alcance de celda ampliado, que permite a la estación base dar servicio a los UE dentro del alcance máximo posible (normalmente, hasta 100 Km). En este caso, la propagación se vuelve un factor limitante, que requiere por tanto muy buenas condiciones de propagación para poder proporcionar servicio hasta ese alcance máximo. Los escenarios típicos en los que las condiciones de propagación pueden permitir explotar completamente el alcance de celda ampliado incluyen terrenos llanos y el mar, habitualmente con una baja densidad de los UE.

No obstante, incluso en escenarios en los que el alcance de celda ampliado puede activarse sin verse afectado por problemas en las condiciones de propagación, el alcance de celda ampliado presenta un inconveniente fundamental, a saber, su consumo de capacidad de banda base es mucho mayor que el consumo de capacidad de banda base del alcance de celda normal (normalmente 2 ó 3 veces mayor).

Por este motivo, usar el alcance de celda ampliado como una configuración fija, e ignorar la situación del escenario en un instante dado, puede dar como resultado un desperdicio de recursos, mientras que limitar la estación base al alcance de celda normal puede dejar sin servicio a los UE dentro del alcance máximo de la estación base, incluso en condiciones de bajo consumo de capacidad de banda base.

Sumario de la invención

La presente invención resuelve los problemas mencionados anteriormente dando a conocer un método que conmuta dinámicamente entre dos modos de operación de una estación base en una red móvil (por ejemplo, en una red de WCDMA, un nodo B), correspondiéndose los dos modos de operación con dos alcances de celda diferentes, según distancias a la estación base de los UE a los que da servicio la estación base, y según la capacidad de banda base de la estación base consumida por las conexiones con dichos UE. Se obtiene, por tanto, un equilibrio entre la cobertura de la estación base y su consumo de banda base, estando adaptado a la situación actual del escenario en un instante dado.

La estación base a la que el método se aplica es capaz de operar usando al menos dos modos de operación diferentes:

- un primer modo de operación usando el cual la estación base es capaz de dar servicio a los UE dentro de un primer alcance de celda;

- un segundo modo de operación usando el cual la estación base es capaz de dar servicio a equipos de usuario dentro de un segundo alcance de celda, que es más amplio que el primer alcance de celda. Usando este segundo modo de operación, se consigue un mayor alcance, pudiendo dar servicio a los UE cuya distancia a la estación base es mayor que en el primer modo de operación, que tiene habitualmente el inconveniente de un consumo de capacidad de banda base mayor en la estación base.

Para seleccionar el modo de operación más apropiado en cada instante, el método controla tanto la distancia de cada UE a la estación base como la capacidad de banda base consumida por los UE y combina esta información para conmutar al primer o segundo modo de operación según las etapas siguientes:

- medir las distancias entre la estación base y cada uno de los UE a los que está dando servicio la estación base, es decir, los UE que están dentro del alcance de celda de la estación base. Estas distancias se miden preferentemente por medio de mediciones de tiempo de retardo de viaje de ida y vuelta (RTT, del inglés "Round Trip delay Time"), que miden la distancia entre la estación base y un UE según una cantidad de tiempo requerida para enviar una señal desde la estación base a un UE y de vuelta desde el UE a la estación base.

- Medir el porcentaje total de la capacidad de banda base máxima de la estación base usada por las conexiones con los UE, es decir, la suma del consumo de capacidad de banda base de las conexiones con cada UE al que está dando servicio la estación base dividida por la capacidad de banda base máxima de la estación base.

- Si la estación base está operando usando el primer modo de operación, el método conmuta la estación base al segundo modo de operación cuando se cumple cualquiera o ambas de las siguientes condiciones:

1. Método para seleccionar dinámicamente un alcance de celda (1, 2) de una estación base (3) conectada a equipos de usuario (4, 4', 4'') en una red móvil, estando cada uno de los equipos de usuario (4, 4', 4'') a una distancia (5, 5', 5'') de la estación base (3), y donde conexiones con los equipos de usuario usan un porcentaje de una capacidad de banda base máxima de la estación base (3), en el que la estación base (3) es capaz de operar usando al menos:

- un primer modo de operación usando el cual la estación base (3) es capaz de dar servicio a equipos de usuario (4, 4') dentro de un primer alcance de celda (1);

- un segundo modo de operación usando el cual la estación base (3) es capaz de dar servicio a equipos de usuario (4, 4', 4'') dentro de un segundo alcance de celda (2) que es más amplio que el primer alcance de celda (1); en el que el método comprende las etapas de:

(i) medir las distancias entre la estación base y cada uno de los equipos de usuario a los que está dando servicio la estación base;

(ii) medir el porcentaje total de la capacidad de banda base máxima de la estación base (3) usada por las conexiones con los equipos de usuario;

(iii) si la estación base (3) está operando usando el primer modo de operación y, al menos una de las distancias (5, 5') entre cada uno de los equipos de usuario (4, 4') y la estación base (3) es mayor que el primer alcance de celda (1) menos una distancia de margen predefinida (6) y/o el porcentaje total de la capacidad de banda base máxima de la estación base (3) usada por las conexiones con los equipos de usuario (4, 4') es menor que un umbral predefinido más un margen de histéresis predefinido, conmutar el modo de operación de estación base (3) al segundo modo de operación;

(iv) si la estación base (3) está operando usando el segundo modo de operación, y todas las distancias (5, 5', 5'') entre cada uno de los equipos de usuario (4, 4', 4'') y la estación base (3) son menores que el primer alcance de celda (1) menos la distancia de margen predefinida (6), y el porcentaje de la capacidad de banda base-máxima de la estación base (3) usada por las conexiones con los equipos de usuario (4, 4', 4'') es mayor que el umbral predefinido, conmutar el modo de operación de estación base al primer modo de operación.

2. Método según la reivindicación 1, en el que la etapa de medir las distancias entre cada uno de los equipos de usuario a los que está dando servicio la estación base y la estación base (3) se realiza por la estación base (3) por medio de mediciones de tiempo de retardo de viaje de ida y vuelta.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las etapas (i) a (iv) son realizadas por la estación base (3).

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el método comprende además una etapa de informar por parte de la estación base (3) a un controlador de estación base de las distancias entre cada uno de los equipos de usuario a los que está dando servicio la estación base y la estación base (3) y del porcentaje total de la capacidad de banda base máxima de la estación base (3) usada por las conexiones con los equipos de usuario; y en el que las etapas (i) y (ii) son realizadas por la estación base (3) y las etapas (iii) y (iv) son iniciadas por el controlador de estación base por medio de peticiones enviadas desde el controlador de estación base a la estación base (3).

5. Sistema para seleccionar un alcance de celda de una estación base (3) en una red móvil que comprende:

- la estación base (3), que es capaz de operar usando: