Sistemas y métodos para coordinar la cobertura y la capacidad de una estación base inalámbrica.

Un método para optimizar una estación base de un sistema de comunicación (13) para comunicacionesinalámbricas en una ubicación particular (110),

comprendiendo dicho método:

supervisar (202) el tráfico inalámbrico procedente de otras estaciones base (11) dentro del alcance de interferenciasdel área de cobertura (14) de dicha estación base en dicha ubicación particular, en donde dicha supervisión deltráfico inalámbrico de las estaciones base lo realiza dicha estación base en dicha ubicación particular antes de quedicha estación base en dicha ubicación particular se ponga en línea;

supervisar (204, 205) el tráfico inalámbrico entre los dispositivos móviles que se encuentran dentro de dicha área decobertura y dichas otras estaciones base, en donde dicha supervisión del tráfico inalámbrico de los dispositivosmóviles la realiza dicha estación base en dicha ubicación particular antes de que dicha estación base en dichaubicación particular se ponga en línea; y

determinar (206) a partir de dicho tráfico inalámbrico supervisado de las estaciones base y a partir de dicho tráficoinalámbrico supervisado de los dispositivos móviles, los parámetros de transmisión a utilizar en dicha estación baseen dicha ubicación particular para alcanzar una optimización.

Sistemas y métodos para coordinar la cobertura y la capacidad de una estación base inalámbrica

Campo técnico

Esta invención se refiere a las comunicaciones inalámbricas y, más concretamente, a sistemas y métodos para aumentar la cobertura y la capacidad de las estaciones base de una red inalámbrica, e incluso más concretamente, a métodos y sistemas que permiten la colocación de transceptores inalámbricos en una red de comunicación.

Antecedentes de la invención [0002] Uno de los problemas de los sistemas de comunicación inalámbrica es la ubicación de las estaciones base. Una vez colocada una estación base (transmisor/receptor) en un área de cobertura, resulta importante el poder establecer sus parámetros respectivos para proporcionar la cobertura o capacidad deseadas.

En este contexto, la cobertura es el área geográfica cubierta por las señales enviadas a o procedentes de la estación base mientras que la capacidad se refiere a la cantidad de datos que pueden pasar a través de la estación base hasta o desde los dispositivos móviles. Es posible optimizar tanto el área de cobertura como la capacidad (rendimiento) de las estaciones base. Normalmente, dicha optimización se ha conseguido utilizando un sofisticado conjunto de herramientas a disposición del diseñador de la red inalámbrica. Estas herramientas proporcionan al diseñador modelos de propagación de señales para su uso en el cálculo de las áreas de cobertura de una estación base particular. El diseñador también determinará las interferencias que podrían resultar como consecuencia de los dispositivos móviles que se comunican con una estación base diferente ubicada a una cierta distancia y, que por lo tanto, pueden estar o no en el mismo canal.

En algunas redes inalámbricas, las distintas estaciones base usarán canales o frecuencias diferentes para evitar problemas de interferencias. La planificación de la frecuencia de la red inalámbrica se utiliza para evitar, o minimizar, dichos problemas de interferencias entre estaciones base adyacentes o cercanas.

En los sistemas inalámbricos más modernos tales como, por ejemplo, los OFDM y OFDMA, la tendencia es superponer frecuencias y canales a través de estaciones base y eliminar las interferencias asignando diferentes combinaciones de subcanales (subportadoras) a diferentes dispositivos móviles que se comunican al mismo tiempo. Estos esquemas de modulación permiten unas velocidades de transmisión de datos variables y unas cantidades de resistencia variables en cuanto a la capacidad de tolerar las interferencias. El sistema ideal es aquel en el que una estación base puede servir a un elevado número de dispositivos móviles sin interferencias entre los dispositivos. Para conseguir dicho sistema ideal, es importante que cada dispositivo de comunicación móvil tenga una señal fuerte. Si, por otro lado, en el límite de cobertura con dos estaciones base hay dos dispositivos móviles y si la propagación es uniforme, es muy probable que esos dispositivos móviles experimenten interferencias. Estas interferencias reducirán la velocidad de transmisión de datos de esos dispositivos para proteger la integridad de los datos.

Volviendo al problema de la ubicación de un nuevo transmisor/receptor (denominado en lo sucesivo transceptor) el diseñador de la red, tal y como se ha mencionado anteriormente, decide una ubicación, monta e instala el transceptor y, a continuación, lo pone a punto ajustando el nivel de potencia, el ángulo de elevación de la antena, etc., según el plan precalculado para este transceptor. Una vez realizados los ajustes, se enciende el transceptor y “se observa qué pasa realmente”. El técnico puede reajustar entonces los niveles de potencia, ajustar el ángulo de inclinación hacia atrás de la antena y, posiblemente, reemplazar la antena por una antena que tenga un ángulo acimutal diferente. Si el transceptor continúa causando interferencias, o no cubre correctamente la red de área designada, puede que haya que realizar ajustes o reducir aún más el nivel de potencia. En algunos casos, también hay que leer las estaciones base adyacentes.

En la Patente Estadounidense 2002/151308 se presenta un sistema y un método para instalar de manera autónoma una estación base. La nueva estación base supervisa las señales procedentes de otras estaciones base para determinar cómo se relaciona con las otras estaciones base. A continuación, la estación base forma y transmite una lista de otras estaciones base con alcances de transferencia propuestos a otras estaciones base.

En la Patente Estadounidense 6.421.005 se presenta un sistema y un método en donde en una red de comunicación inalámbrica se configura y reconfigura en un sistema de antenas cilíndricas. Las unidades móviles inalámbricas envían continuamente información sobre la posición y las señales, la cual se utiliza para determinar las reconfiguraciones de los componentes de antena del sistema de antenas cilíndricas para mejorar el rendimiento del sistema.

Breve resumen de la invención [0007] Se instala una estación base de comunicaciones en un lugar nuevo seleccionado y la estación base, antes de entrar “en línea” supervisa el tráfico inalámbrico de otras estaciones base que se encuentran dentro del alcance de las interferencias del área de cobertura de la nueva estación base. La nueva estación base también supervisa el tráfico inalámbrico entre los dispositivos móviles que se encuentran dentro de su área de cobertura y estas otras

estaciones base. En base a las condiciones supervisadas, además de otras condiciones conocidas, la nueva estación base determina entonces la configuración de los parámetros de transmisión que debería aplicarse para lograr una optimización deseada entre la capacidad y el área de cobertura.

Una vez que la nueva estación base está en línea, un control central puede supervisar toda la red para determinar si son necesarios cambios adicionales y, de serlos, se puede ordenar al nuevo transceptor, o a cualquier otro transceptor, que se supervise a sí mismo en cuanto a las interferencias y que adopte medidas correctivas para mejorar la cobertura y la capacidad generales de la red.

Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un método y un sistema para optimizar una estación base de un sistema de comunicaciones para las comunicaciones inalámbricas de un lugar particular. El objeto de la invención se consigue mediante un método y un sistema caracterizados por lo indicado en las reivindicaciones independientes 1 y 10. Las realizaciones preferentes de la invención se presentan en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos [0009] Para una comprensión más completa de la presente invención, ahora se hace referencia a las descripciones siguientes tomadas junto con los dibujos que las acompañan, en donde:

La FIGURA 1A muestra una realización de una red inalámbrica en la que se ha añadido una estación base; [0011] La FIGURA 1B es una tabla en la que se ilustran las características de antes y de después en determinadas ubicaciones del área de cobertura de la red inalámbrica;

La FIGURA 2 es un organigrama en el que se ilustra una realización de la invención; y [0013] La FIGURA 3 es una ilustración de una realización de la invención en la que se muestran áreas de cobertura.

Descripción detallada de la invención [0014] La FIGURA 1A muestra una red inalámbrica 10 que inicialmente tiene una estación base 11 con un área de cobertura definida por una línea de puntos 12. La transmisión y otros controles a/desde la estación base 11 se controlan a través de un controlador de la estación base 121 junto con un control central (NOC) 120 que, si se desea, podría colocarse en el mismo lugar que una estación base. Dentro del controlador de la estación base 121 hay una base de datos y un programa de software por lo menos que controla la transmisión a/desde la estación base como ya bien se sabe. Como se verá, aunque la transmisión desde la estación base 11 puede alcanzar, en teoría, el punto 104, las transmisiones hacia y desde esa ubicación probablemente serán muy poco satisfactorias como consecuencia de la baja energía. Dado que los dispositivos móviles, tales como los teléfonos celulares, PDAs, ordenadores, localizadores bidireccionales y análogos, no transmiten con una energía tan alta como la de una estación base, la mayoría de los dispositivos inalámbricos no son capaces de transmitir tan lejos como lo hace la estación base y, por tanto, el área de cobertura real sería incluso menor que el mostrado por la línea de puntos 12.

En la Figura 1A, hay tres puntos de interés, los 101,... [Seguir leyendo]

1. Un método para optimizar una estación base de un sistema de comunicación (13) para comunicaciones inalámbricas en una ubicación particular (110) , comprendiendo dicho método: supervisar (202) el tráfico inalámbrico procedente de otras estaciones base (11) dentro del alcance de interferencias del área de cobertura (14) de dicha estación base en dicha ubicación particular, en donde dicha supervisión del tráfico inalámbrico de las estaciones base lo realiza dicha estación base en dicha ubicación particular antes de que dicha estación base en dicha ubicación particular se ponga en línea; supervisar (204, 205) el tráfico inalámbrico entre los dispositivos móviles que se encuentran dentro de dicha área de cobertura y dichas otras estaciones base, en donde dicha supervisión del tráfico inalámbrico de los dispositivos móviles la realiza dicha estación base en dicha ubicación particular antes de que dicha estación base en dicha ubicación particular se ponga en línea; y determinar (206) a partir de dicho tráfico inalámbrico supervisado de las estaciones base y a partir de dicho tráfico inalámbrico supervisado de los dispositivos móviles, los parámetros de transmisión a utilizar en dicha estación base en dicha ubicación particular para alcanzar una optimización deseada entre la capacidad y el área de cobertura respecto a dicha estación base en dicha ubicación particular.

2. El método de la reivindicación 1, que también comprende: ajustar dicha estación base en dicha ubicación particular para alcanzar dichos parámetros de transmisión antes de poner en línea dicha estación base en dicha ubicación particular.

3. El método de la reivindicación 2, en donde dichos parámetros de transmisión se seleccionan de una lista que incluye frecuencias, subfrecuencias, canales, portadoras, inclinación efectiva de la antena, acimut, patrones de radiación, niveles de potencia, polarización.

4. El método de la reivindicación 3, que también comprende la etapa de: ajustar de vez en cuando dichos parámetros de transmisión de la estación base para obtener una optimización deseada adecuada para el momento de dicho ajuste en base a dicha supervisión de dicho tráfico de las estaciones base y dicha supervisión de dicho tráfico de las estaciones móviles en un momento anterior.

5. El método de la reivindicación 1, en donde dicha supervisión del tráfico inalámbrico de los dispositivos móviles comprende: determinar dentro de dicha área de cobertura áreas que deberían ir específicamente enfocadas a la cobertura desde dicha estación base en dicha ubicación particular.

6. El método de la reivindicación 5, en donde dicha determinación comprende seleccionar áreas en las que dicho tráfico inalámbrico supervisado de los dispositivos móviles se encuentra por debajo de un umbral determinado.

7. El método de la reivindicación 1, que también comprende: al menos una de dichas otras estaciones base supervisa el tráfico inalámbrico de los dispositivos móviles dentro su área de cobertura correspondiente y ajusta sus parámetros de transmisión para alcanzar una capacidad inalámbrica mejorada en las áreas de cobertura combinadas servidas por dichas estaciones base.

8. El método de la reivindicación 7, en donde dicha supervisión por parte de al menos una de dichas otras estaciones base se inicia desde un punto de control para dicha área de cobertura combinada.

9. El método de la reivindicación 2, en donde dicha estación base repite de vez en cuando dichas etapas de supervisión, determinación y ajuste.

10. Un sistema para optimizar una estación base de un sistema de comunicación (13) para comunicaciones inalámbricas en una ubicación particular (110) , comprendiendo dicho sistema: medios para supervisar el tráfico inalámbrico procedente de otras estaciones base (11) dentro del alcance de las interferencias del área de cobertura (14) de dicha estación base en dicha ubicación particular, en donde dichos medios de supervisión del tráfico inalámbrico de las estaciones base se realizan desde dicha estación base en dicha ubicación particular antes de que dicha estación base en dicha ubicación particular se ponga en línea; medios para supervisar el tráfico inalámbrico entre los dispositivos móviles que se encuentran dentro de dicha área de cobertura y dichas otras estaciones base, en donde dichos medios de supervisión del tráfico inalámbrico de los dispositivos móviles se realizan desde dicha estación base en dicha ubicación particular antes de que dicha estación base en dicha ubicación particular se ponga en línea; y medios para determinar a partir de dicho tráfico inalámbrico supervisado de las estaciones base y a partir de dicho tráfico inalámbrico supervisado de los dispositivos móviles, los parámetros de transmisión a utilizar en dicha estación base en dicha ubicación particular para alcanzar una optimización deseada entre la capacidad y el área de cobertura respecto a dicha estación base en dicha ubicación particular.

11. El sistema de la reivindicación 10, que también comprende:

medios para ajustar dicha estación base en dicha ubicación particular para alcanzar dichos parámetros de transmisión antes de poner en línea dicha estación base en dicha ubicación particular.

12. El sistema de la reivindicación 11, en donde dichos parámetros de transmisión se seleccionan de una lista que

incluye frecuencias, subfrecuencias, canales, portadoras, inclinación efectiva de la antena, acimut, patrones de radiación, niveles de potencia, polarización.

13. El sistema de la reivindicación 10, en donde dichos medios para supervisar el tráfico inalámbrico de los dispositivos móviles comprenden:

medios para determinar áreas dentro de dicha área de cobertura que deberían ir específicamente enfocadas a la cobertura desde dicha estación base en dicha ubicación particular.

14. El sistema de la reivindicación 13, en donde dichos medios de determinación comprenden medios para seleccionar áreas en las que dicho tráfico inalámbrico supervisado de los dispositivos móviles se 15 encuentra por debajo de un umbral determinado.

15. El sistema de la reivindicación 10, que también comprende: al menos una de dichas otras estaciones base que comprende: medios para supervisar el tráfico inalámbrico de los dispositivos móviles dentro de su área de cobertura correspondiente; y medios para ajustar sus parámetros de transmisión para alcanzar una capacidad inalámbrica mejorada en las áreas de cobertura combinadas servidas por dichas estaciones base.

16. El sistema de la reivindicación 15 en donde dichos medios de supervisión en al menos una de dichas otras 25 estaciones base se inician desde un punto de control para dicha área de cobertura combinada.