BRPI0318595B1 - método e sistema de computação para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos de rádio e rede de rádio planejada usando este método - Google Patents

Abstract

"método e sistema de computação para planejar uma rede de telecomunicação papa aparelhos de rádio, rede de rádio, e, produto de programa de computador ou grupo de produtos de programa de computador executáveis por pelo menos um sistema de computação". a invenção relaciona-se a um método para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos de rádio incluindo uma pluralidade de células distribuídas através de uma área geográfica, cada uma das quais inclui um conjunto de áreas elementares de território chamados pixéis (p~ m,n~) adaptadas para receber um sinal de rádio irradiado por uma estação base de rádio fixa (srb), em que para cada célula é determinada uma área de serviço incluindo o local dos pixéis de território da célula na qual a rede é capaz de prover serviços predeterminados aos aparelhos móveis localizados nela. os pixéis de território pertencendo à área de serviço pertencendo a uma célula predeterminada são identificados de acordo com um critério para seleção em sucessão baseado nos valores de uma função de escolha, que é uma função da quantidade de tráfego pertencendo aos pixéis de território sendo examinados, e a área de serviço resultante é computada como um conjunto dos pixéis de território da célula selecionada progressivamente de uma maneira que a soma das contribuições do pixel individual não exceda um valor de limite predeteminado do fator de carga da célula. a invenção relaciona-se ademais a um sistema de computação e a um programa de computação ou grupo de programas executáveis pelo sistema, adaptado para implementar o método supracitado.

Description

“MÉTODO E SISTEMA DE COMPUTAÇÃO PARA PLANEJAR UMA REDE DE TELECOMUNICAÇÃO PARA APARELHOS DE RÁDIO E REDE DE RÁDIO PLANEJADA USANDO ESTE MÉTODO" CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção relaciona-se geralmente ao planejamento de uma rede de telecomunicação para aparelhos de rádio que usam técnicas de CDMA {Acesso Múltiplo por Divisão de Código), e mais especificamente relaciona-se a um método e um sistema para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos móveis incluindo uma pluralidade de células distribuídas através de urna área geográfica, cada uma das quais inclui um conjunto de áreas elementares de território adaptadas para receber um sinal de rádio irradiado por uma estação base de rádio fixa.

Em particular, a presente invenção relaciona-se a um método para planejar uma rede de telecomunicação, como também um sistema de processamento e um programa de processamento ou grupo de programas para implementar o método supracitado, ARTE ANTERIOR

Redes de telecomunicação para aparelhos móveis do tipo celular são caracterizadas pela subdivisão da área geográfica de cobertura em uma pluralidade de células, cada uma das quais é definida como um conjunto de áreas elementares (pixels) de território servido pelo sinal radioelétrico irradiado pela antena dc uma estação base de rádio fixa.

Redes de telecomunicação para terminais móveis de UMTS de terceira geração (Sistema de Telecomunicação Móvel Universal) empregam, como c bem conhecido, uma interface de rádio baseada na técnica de CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código), Entre redes celulares conhecidos, aquelas usando a técnica de acesso de CDMA têm a peculiaridade que uma mesma banda de frequência (canal) pode ser usada nas várias células, dc forma que a passagem dc um terminal móvel de uma célula para uma contígua (transferência de passagem) possa ser administrada usando a mesma freqüência. Tais técnicas são conhecidas corno "transferência de passagem suave".

De acordo com o mecanismo de "transferência de passagem suave", em zonas particulares, chamadas zonas de transferência de passagem suave ou macro-diversidade, um terminal móvel (móvel) é capaz de decodificar os sinais de múltiplas antenas, e consequentemente trocar informação com múltiplas Estações Base de Rádio (RBS). A identificação das zonas de macro-diversidade e seu dimensionamento têm importância considerável para a operação correta e dimensionamento de aparelhos de célula em uma rede de telecomunicação, desde que um terminal móvel de macro-diversidade ocupa recursos de todas as Estações Base de Rádio às quais está conectado simultaneamente, Uma peculiaridade adicional de redes de UMTS consiste no fato que tais redes são capazes de prover uma pluralidade de serviços, tais como: - Telefonia; - Fac-símile; - Vídeo-telefonia; - Acesso à Internet, e que cada um de ditos serviços tem geralmente características específicas em termos de velocidade (número de bits por segundo) e tráfego (quantidade, simétrica ou assimétrica).

Segue que, ao planejar uma rede. dimensionamento de célula deve levar em conta juntamente as características de cada serviço e de qualquer agrupamento de serviços em uma única portadora de rádio como especificado de acordo com a técnica de acesso de CDMA.

Portanto, o planejamento de redes de UMTS, devido suas peculiaridades, é uma atividade complexa que requer substancialmente abordagens diferentes daquelas usada até agora para redes celulares conhecidas como GSM (Sistema Global para Comunicação Móvel) ou IS95 (Padrão Provisório). Métodos conhecidos para planejar redes de UMTS podem ser agrupados, dependendo da abordagem, em duas famílias distintas: métodos "estatísticos" e métodos "determinísticos". Métodos estatísticos são principaimenie baseados em um tipo de abordagem de Montecarlo (veja, como urna referência. 3GPP TR 25.942 vó.0.0 2002-12 - "RF System Scenarios - Release 6"). A "simulação de Montecarlo" é usada normalmente para indicar uma simulação estática composta por uma série de tomadas instantâneas estatisticamente independentes. Uma vez que o cenário a ser estudado seja fixado, cada tomada instantânea consiste em uma série de etapas que simulam o comportamento da rede a ser examinada e termina com a análise estatística da distribuição de usuário sendo considerada. A simulação é estruturada em tomadas instantâneas sucessivas, cujo número deve ser obviamente suficiente para garantir a estabilidade estatística dos resultados.

Esta é completamente uma metodologia específica, particularmente adequada para examinar o desempenho de uma rede de UMTS com extensão geográfica pequena, mas, devido a uma "lentidão" intrínseca do modelo, não pode ser estendida ao tratamento de redes de UMTS cujas áreas geográficas são comparáveis com as nacionais. Métodos determinísticos mantêm alguma característica de análise estática, mas consideram sistematicamente todos os pixéis em uma única tomada instantânea do território onde a rede fica, e são claramente mais adequados para planejar redes móveis de UMTS relativas a áreas geográficas muito extensas, embora o resultado geralmente tenha níveis mais baixos de aderência à realidade evolutiva.

Nesta consideração, na arte já são conhecidos sistemas e métodos para planejar redes para aparelhos móveis que usam a técnica de acesso de CDMA.

Por exemplo, o documento AC016/CSE/MRM/DR/P/091/al com o título "STORMS Project Final Repori". abril de 1999. descreve um método e um sistema idealizados dentro do projeto STORMS (Ferramentas de Software para a Otimização de Recursos em Sistemas Móveis) promovido pela Comissão Européia, Porém, o método implementado era lento, e é incapaz de prover informação sobre as áreas de macro-diversídade, um dos aspectos mais importantes e difíceis para administrar para uma operadora provendo serviços de rede de terceira geração. O Pedido de Patente WO 02/35872 pelo mesmo Requerente descrevia um método de planejamento determinístico alternativo que leva em conta as áreas de mac r o-d i ve rs í dade.

Em particular, em WO 02/35872, o processo para planejar uma rede de UMTS é subdividido em etapas que são recordadas brevemente abaixo: Cálculo de áreas de cobertura eletromagnética As dimensões e características de cada área de cobertura são estimadas, isto é o local das áreas elementares de território ou pixel nas quais o sinal radioelétrico irradiado por uma estação de rádio fixa é recebido dentro de um raio predeterminado (por exemplo 80 km) é estimado. Cálculo/prcvisíio da distribuição de tráfego através do território O tráfego oferecido à rede é estimado, para cada serviço para área elementar (pixel) de acordo com abordagens diferentes, por exemplo explorando informação de referência existente tal como medições de tráfego de voz de GSM, ou estimando valores de tráfego pixel por pixel de acordo com informação provida por um departamento comercial. Cálculo de domínio A etapa de cálculo dc domínio permite calcular, dentro dc cada área de cobertura, usando modelos de propagação realistas relativos à área em consideração, o local dos píxéis onde o sinal radioelétrico pode ser decodificado por um terminal móvel na presença de ruído térmico sozinho. Cálculo de domínio é específico para redes de UMTS e para o segmento de ligação inferior (dc estação base de rádio para terminal móvel), e é conduzido tomando como uma referência a família de serviços com os limites menos estritos, isto é, aquele serviço ou família de serviços que requer o valor mais baixo de potência recebida por um terminal móvel para decodificar o sinal radioelétrico. Cálculo de área de serviço Ao planejar e dimensionar a rede. a etapa de calcular as áreas de serviço, explorando informação de tráfego e informação de domínio, permite dimensionar "a área de serviço" de cada célula, isto é, o conjunto de pixéis nos quais é real mente possível prover o Serviço ou o conjunto de serviços de UMTS agrupados em uma única portadora de rádio (família de Serviços). Áreas de serviço são exclusivas, no sentido que cada pixel pertence a uma única área de serviço, e não pode ser mais extensa do que o domínio respectivo. O cálculo, baseado no segmento de "ligação superior" (de terminal móvel para estação base de rádio), é executado determinando o fator de carga η da célula, isto é, a relação entre a carga da célula a ser aceita e a carga máxima em correspondência com a qual o sistema está em condições instáveis. O cálculo para. identificar a área de serviço c executado, célula por célula, partindo do pixel que está eletromagneticamente "mais perto" da estação base de rádio (isto é, a com a atenuação de ligação mais baixa) e procedendo Mse movendo longe" para pixéis com atenuação mais alta, agregando os pixéis quando eles são selecionados.

Em particular, ο cálculo é feito para cada domínio e em contenção com outros domínios, a trajetória para selecionar os pixéís a serem inseridos nas áreas de serviço é determinada pelos valores de atenuação calculados nos domínios, e as contribuições de tráfego dos vários pixéis para o cálculo de η são determinadas pelos valores de tráfego calculados como declarado acima. Cálculo de áreas de macro-diversidade Final mente, nesta etapa, é identificado o local dos pixéís nos quais um terminal móvel é capaz de decodificar o sinal vindo de múltiplas Estações Base de Rádio. Para cada área de serviço, são analisados os pixéis que são externos à área de serviço, mas internos ao domínio correspondente e a verificação é feita sobre se ditos pixéis podem ser "servidos" em macro-diversidade.

Verificação de áreas de inatividade para valores baixos da...relação de C/S (Sinal/lnterfcrência) Uma etapa final para refinar o processo de planejamento, que considera corretamente os efeitos de interferência intra-célula e inter-célula, que nas etapas prévias foram estimados com uma metodologia simplificada, permite compensar qualquer aproximação introduzida durante as etapas prévias e verificar a presença de qualquer área de indisponibilidade para proceder com a definição detalhada do equipamento a ser instalado. O desempenho de uma rede de área extensa de CDMA também depende da sequência de tempo de ativação de usuário, qual aspecto não é considerado na arte anterior.

Em particular, em WO 02/35872. no processo de computar a área de serviço relativa a uma célula determinada, a ordem com a qual os vários pixéis do domínio são considerados, só é estabelecida como uma função do valor de atenuação eletromagnética, movendo dos valores mais baixos para os mais altos, e adicionando iterativamente as contribuições de tráfego dos vários pixéis ao fator de carga de célula η, até que alcance um limite predeterminado (tipicamente igual a 0,6-0,7) ou até que não haja nenhum pixel mais no domínio.

Este mecanismo está em linha com as características da técnica de CDMA, que tende a minimizar as potências transmitidas pelos terminais moveis, mas não leva em conta as características dependentes de tempo do fenômeno (tráfego variável) e, portanto, não reflete a operação real da rede de UMTS. O Requerente observou que se um pixel for caracterizado por baixa atenuação, mas tiver tráfego oferecido muito baixo, dentro de um período de tempo determinado tomado como uma referência (BH: também conhecido como Hora Ocupada), a probabilidade que possa requerer recursos da célula é bastante limitada; vice-versa, se o pixel for caracterizado por um alto valor de tráfego oferecido, a probabilidade que pode requerer recursos da célula, também no mesmo prazo de tempo BH. é bem maior, até mesmo se o pixel tiver um alto nível de atenuação.

Consequentemente, na operação real da rede. também considerada com sua evolução através do tempo, pixéis com altos níveis de tráfego oferecidos tendem a ser os primeiros, em média, a pegarem os recursos da célula, por esse meio modificando neste sentido a forma da área de serviço e eonseqüentemente todo o desempenho que depende dele. A ordem de consideração dos pixéis estabelecidos de acordo com atenuação eletromagnética sozinha, portanto, não leva em conta a evolução real de tráfego na rede.

SUMÁRIO DA 1NVENCÂO

Um objetivo da presente invenção é prover um método e um sistema para planejar urna rede de telecomunicação para aparelhos de rádio que não têm as limitações da arte anterior como descrito acima, isto é, que, ao computar as áreas de serviço das células individuais da rede leva cm conta as características relacionadas a tempo de ativação dos usuários.

De acordo com a presente invenção, dito objetivo é alcançado graças a um método para planejar lima rede de telecomunicação e um sistema lendo as características mostradas nas reivindicações independentes.

Outro objetivo da presente invenção é uma rede de telecomunicação para aparelhos de rádio que é planejada por meio do método da presente invenção, Um objetivo adicional da presente invenção é um produto de computação ou conjunto de produtos de computação capaz de serem executados por um computador eletrônico ou por um conjunto de computadores eletrônicos como reivindicado.

Referência a um conjunto de produtos de computação é claramente significada realçar a possibilidade para a invenção ser implementada de maneira descentralizada em uma pluralidade de c o mpu t ad o re s e 1 ctrô n i cos.

Brevemente, a presente invenção é baseada no princípio de adotar uma sequência de seleção de pixel que depende pelo menos da quantidade de tráfego pertencendo aos pixéis que podem potencialmente ser servidos pela célula sendo examinada. Os critérios inovadores para selecionar os pixéis que contribuem ao cálculo do fator de carga de célula podem ser usados na avaliação das áreas de serviço e/ou das áreas inativas em um processo para planejar uma rede de telecomunicação celular.

Esta maneira inovadora de selecionar os pixéis permite introduzir no processo de planejamento um elemento que é intimamente dependente das características de evolução dc tempo do comportamento de uma rede de CDMA ou UMTS, por sua vez conectada à probabilidade de pedido por serviço ativado pelos pixéis individuais, com o efeito de obter um planejamento da área de serviço que está muito mais perto do comportamento real da rede de telecomunicação.

O efeito por esse meio obtido também assegura que os resultados do processo de planejamento assim implementado se aproximem daqueles realizáveis, por exemplo, com um método de Montecarlo que requer um número suficiente de tomadas instantâneas capazes de garantir a estabilidade estatística dos resultados e altos tempos de processamento. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Vantagens e características adicionais da presente invenção se tornarão mais prontamerite aparentes da descrição detalhada que segue, provida puramente por meio de exemplo não limitante com referência aos desenhos acompanhantes, em que: Figura 1 é um fluxograma simplificado de um método determinístico geral para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos móveis de acordo com a arte anterior;

Figura 2 é um diagrama simplificado de um sistema para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos móveis de acordo com a invenção: Figura 3 é uni fluxograma do método para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos móveis de acordo com a invenção; e Figuras 4a e 4b mostram esquematicamente os critérios para selecionar os pixéis no cálculo das áreas de serviço, respectivamente de acordo com a arte anterior e de acordo com a invenção, DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência à Figura 2, as linhas essenciais são ilustradas de um sistema para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos ou terminais móveis (cm seguida, por causa de brevidade, simplesmente terminais móveis). Por exemplo, inclui uma estação de trabalho computadorizada 10 conhecida, tendo um subsistema de processamento (módulo de base) 12, um monitor 14. um teclado 16. um mouse 18 e um dispositivo para conexão a uma rede local (barramento dc rede) 20.

Como uma estação de trabalho 10. por exemplo, o modelo J6700 por Hewlett-Packard pode ser usado, para uma CPU de 750 MHz, uma RAM de 10 Gbyte, uma unidade de disco rígido interna de 70 Gbyte e um sistema operacional UNIX. A estação de trabalho é capaz de processar grupos ou módulos de programas armazenados em disco ou acessíveis na rede, e de exibir os resultados no monitor 14. Os grupos ou módulos de programas são programas de processamento e computação que implementam o método de acordo com a invenção, como será descrito em detalhes abaixo. O sistema de acordo com a invenção ademais inclui um sub-sistema conhecido de discos 22. conectado por meio da conexão de rede 20 à estação de trabalho 10 e capaz de conter bancos de dados de referência armazenados, como deverá ser descrito em detalhes abaixo, com referência à implementação do método de acordo com a invenção.

Naturalmcnte, os bancos de dados também podem ser armazenados, se eles tiverem dimensões limitadas, na unidade de disco da estação de trabalho 10 sem por esse meio mudar as características da invenção, Além disso, o sistema pode ser habilitado para conexão a outros dispositivos de entrada/saída periféricos, local ou remoto, ou pode consistir em uni sistema de processamento distribuído, mas as soluções mencionadas aqui são consideradas bem conhecidas na arte e não serão descritas ademais aqui porque elas não são pertinentes cm si mesmas para propósitos de implementar e entender a presente invenção.

Em geral, o sistema na configuração descrita aqui ou em outras configurações equivalentes c adaptado para planejar c dimensionar uma rede de telecomunicação para terminais móveis na base de programas ou grupos de programas (módulos) implementados para a execução do método de acordo com a invenção e com a ajuda dos bancos de dados armazenados no subsistema de disco 22.

Com referência à Figura l, um método dctcrminísticu geral para planejar uma rede de telecomunicação para aparelhos móveis de acordo com a arte anterior é recordado.

Partindo de bancos de dados de referência, por exemplo bancos de dados geográficos e demográficos jã presentes ou atualizados, ao que o sistema tem acesso na etapa 100, o sistema determina, através de computação ou estimativa, a distribuição de tráfego através do território na etapa 120 e calcula as dimensões de cada célula (cobertura) de acordo com o posicionamento das Estações Base de Rádio e dos modelos de propagação teóricos na etapa 140.

Combinando a informação sobre a distribuição de tráfego computada/estimada na etapa 120 e sobre a cobertura computada na etapa 140, na etapa 160, o sistema computa as "áreas de serviço", isto é, o local das áreas elementares de cada célula na qual a rede é capaz de prover serviços predeterminados disponíveis na rede para os aparelhos móveis localizados nela.

Na etapa 180, finalmente, o sistema refina os resultados obtidos e avalia o desempenho da rede assim dimensionada. O método para identificar a área de serviço é inovador e descrito abaixo com referência às Figuras 3, 4a e 4b. Puramente por meio de exemplo, a presente invenção deverá ser aplicada a um método de planejamento descrito em detalhes abaixo com referencia à Figura 3 c conhecido de WO 02/35872, mas natural mente pode achar aplicação em qualquer outro método de planejamento de rede determinístico como por Figura 1, O método de planejamento preferido incluí essencialmente uma pluralidade de etapas que podem ser agrupadas em quatro blocos lógicos: Um primeiro bloco 200 para preparar os dados requeridos para planejamento de rede;

Um segundo bloco 300 para planejar e dimensionar a rede baseado na ligação de rádio de um termina] móvel à Estação Base de Rádio ("ligação superior");

Um lerceiro bloco 400 para verificar o diniensionamento executado no bloco 3ÜÜ; e Um quarto bloco 500 para refinar planejamento e dimensionamento de rede baseado na ligação de rádio da Estação Base de Rádio para os terminais móveis ("ligação inferior1'). O primeiro bloco 200 inclui as operações de computar as áreas de cobertura de célula (na etapa 220), de computação de prever distribuição de tráfego através do território (na etapa 240) e de computar os domínios de célula (na etapa 260), como mencionado na parte introdutória desta descrição.

Em detalhes, na etapa 220 as dimensões e características de cada cobertura são computadas,, isto é, o local das áreas elementares de território ou pixéis nos quais o sinal radioelétrico irradiado pela Estação Base de Rádio é recebido dentro de um raio predeterminado (por exemplo 80 km) de acordo com bancos de dados geográficos 230, bancos de dados de morfologia de urbanização e território 232, e as características radioelétricas da Estação Base de Rádio 234.

Processamento pelo sistema é automático e o sistema é capaz de apresentar em forma gráfica os resultados da computação no monitor 14 da estação de trabalho 10.

Na etapa 240, o tráfego é oferecido para cada serviço para cada área elementar (pixel) na base de um banco de dados de tráfego 250, Para adaptar cenários com famílias diferentes de serviços, era conveniente definir uma relação que, para cada pixel, nomeie um valor de tráfego equivalente como uma função analítica de variáveis múltiplas, tais como os valores de intensidade de tráfego para cada serviço e das características de rádio relacionadas (Taxa dc bit, SAP (Fator dc Atividade de Serviço), relação de Eb/No, etc,).

Para os propósitos da presente invenção, o tráfego oferecido equivalente T11U1 presente tio pixel m,n da área geográfica pode ser computado, por exemplo, como; onde: S é o número total de serviços, Bo é a taxa de bit do serviço com a velocidade mais baixa, B, é a Taxa de bit do i-ésimo serviço presente no pixel m,n e Tm,,u é o tráfego oferecido no pixel m,n para o i-ésimo serviço. O exemplo é limitado ao caso de canal único, mas pode ser estendido ao caso de múltiplos canais.

Naturalmente, urna pessoa versada na arte pode propor outras fórmulas para computar o tráfego equivalente, adequadas para o propósito, sem por esse meio partir da extensão da presente invenção.

Na etapa 260, empregando os modelos de propagação pertinentes à área geográfica a ser considerada, os domínios são computados dentro de cada área de cobertura, isto é. o local dos pixéis nos quais o sinal radioelétrico pode ser decodificado por uni terminal móvel na presença de ruído térmico sozinho. Em particular, o domínio de cada célula é computado verificando para cada pixel da cobertura se o sinal radioelétrico é recebido com uma potência mais alta do que o limiar determinado de acordo com o serviço menos estrito. Domínios não são mutuamente exclusivos e haverá regiões de interseção contendo pixéis que pertencem a mais de um domínio.

Processamento pelo sistema é automático e o sistema é capaz de apresentar os resultados da computação cm forma gráfica no monitor 14 da estação de trabalho 10. O bloco 300 inclui as operações de computar as áreas de serviço (na etapa 320) c computar as áreas de macro-diversidadc (na etapa 340). A computação para identificar as áreas de serviço 320 é executada em duas etapas, uma primeira etapa 322 de computar realmente as áreas e uma segunda etapa 324 de verificação para verificai* áreas inativas devido à potência limitada do terminal móvel ou para verificar a potência da estação base de rádio. A computação é executada usando a equação de "Capacidade de Pólo" bem conhecida recordada abaixo, por meio de que o fator de carga η de uma célula é determinado, isto é, a relação entre a carga de célula a ser aceita e a carga máxima (também chamada "capacidade de pólo"), em correspondência com o que o sistema está em condições instáveis, O fator de carga η de uma célula é dado por: onde: S é o número total de serviços; n, é o número máximo de usuários simultaneamente ativos na célula para o i-ésimo serviço e é determinado de acordo com o tráfego computado adicionando as contribuições de tráfego individuais Tm,n dos pixéis agregados de acordo com os critérios de escolha predeterminados até aquele momento; SAF, é o Fator de Atividade de Serviço (isto é, a porcentagem de ocupação de tempo do canal) do i-ésimo serviço e é estimado a prioii com valores típicos, por exemplo para o serviço de telefonia é 0,5; fi c a relação entre interferência intra-cclula c interferência inter-célula e é estimada a priorí e subsequentemente verificado; e SNRj é a relação de sinal para ruído requerida para o i-ésimo serviço e tem valores típicos para cada serviço. A computação das áreas de serviço é executada, célula por célula, adicionando as contribuições de tráfego dos vários pixéis ao fator de carga total da célula (contribuições determinadas pelos valores de trafego computados como recordado na etapa 240), até que alcance um limite prefixado (tipicamente igual a 0,6-0,7) ou até que não haja mais nenhum pixel no domínio.

De acordo com uma concretização preferida, a presente invenção implementa um método para computar a área de serviço que provê o uso de uma "variável de escolha" que depende do tráfego presente no pixel. Em particular, de acordo com a presente invenção, um método é definido que leva em conta, por exemplo, do tráfego equivalente de cada pixel ao determinar a ordem de consideração dos vários pixéis tia adição definida previamente para verificar se ou não o pixel e o tráfego correspondente oferecido pertencem à área de serviço da célula sendo examinada. A fim de definir este método, a "variável de escolha" introduzida é o valor de uma função de uma ou mais variáveis - por exemplo, atenuação e tráfego oferecido - para cada pixel individual, para substituir ou complementar o valor de atenuação sozinho.

Uma das possíveis formulações de variável de escolha Rnui hipotetizada como uma função de 2 variáveis Rlli r, Rlli ri (a1TW„ ΤΙ11ιΠ) e atualmente preferida é uma função que é diretamente proporcional à quantidade de tráfego, expressa pela fórmula da relação entre a atenuação e o tráfego equivalente do pixel sob consideração: onde: am,n é atenuação entre pixel tn,n e Estação Base de Rádio Tm>ll é o tráfego equivalente do pixel m,n. Â computação é executada célula por célula, para cada domínio e em contenção com outros domínios, e a trajetória para selecionar os pixéis a serem inseridos nas áreas de serviço é determinada de acordo com valores crescentes da variável de escolha R,,,.,,, assim adicionando iterati.vamen.te as contribuições de tráfego dos vários pixéis ao fator de carga da célula até que alcance um limite prefixado ηιιηι (tipicamente 0,6--0,7) ou até que não haja mais nenhum pixel no domínio.

Figuras 4a e 4b mostram esquematicamente os critérios de escolha com os quais os pixéis de um domínio são analisados para serem considerados ou não considerados como pixéis pertencendo a unia área de serviço, respectivamente de acordo com a arte anterior e de acordo com a invenção.

No plano de atenuação, a designação SRB indica a antena de uma Estação Base de Rádio, enquanto pl, p2,..., pm,„ indicam os pixéis de território selecionados progressivamente de acordo com o critério de seleção predeterminado.

Figura 4a se refere a um critério de seleção de acordo com a arte anterior, baseado somente em atenuação eletromagnética, por meio de que trajetória substancialmenie em espiral P é identificada, que se origina do pixel que está eletromagneticamente "mais perto" da Estação Base de Rádio (isto é, da com a atenuação de ligação mais baixa) e procede "se movendo longe" para pixéis com maior atenuação. figura 4b ao invés mostra a trajetória Pnew que pode ser obtida adotando um critério de seleção que é uma função ambos de atenuação de ligação e de tráfego equivalente. No plano de atenuação, dita trajetória é representada por uma linha tracejada, mostrada superposta, para propósitos de comparação, à trajetória de espiral da arte anterior.

Com o novo critério de seleção, os pixéis avaliados primeiro ao determinar carga de célula são pixéis com baixa atenuação e/ou alto tráfego oferecido, de acordo com a consideração prévia relativa à probabilidade de pedido de serviço por um pixel. Deste modo, no processo de análise, um elemento é introduzido que depende intimamente das características de evolução de tempo do comportamento de uma rede de UMT5, conectada por sua vez à probabilidade de pedido por serviço ativado por pixéis individuais.

Essencialmente, isto determina a introdução, em um método essencial mente determinístico, de um componente probabilístico (o critério para selecionar os píxéís como uma função de tráfego esperado implica na avaliação da probabilidade mais alta que um pixel pertence à área de serviço), que é um aspecto característico de abordagem estatística do tipo Monteearlo, cujo limite principal, que a faz inaplicãvel para os objetivos desejados, reside na pobre eficiência computacional (tempos de computação mais longos para planejar áreas geográficas incluindo várias células que são menores por pelo menos uma ordem de magnitude), O resultado será agora muito diferente do resultado que seria obtido usando um método de acordo com a arte anterior a menos que todos os pixéis tenham o mesmo tráfego oferecido, condição que é altamente improvável na realidade. O método inovador permite levar em conta o fato que, em comportamento real, uma célula está sobrecarregada operando o tráfego dos pixéis que sustentam o maior volume de tráfego naquela célula. A função Rmjl é o parâmetro da métrica de escolha e pode ser definido como uma função de variável tal como; atenuação eletromagnética entre o pixel e a Estação Base de Rádio em consideração, o vetor de tráfego relativo aos serviços presentes na rede para cada pixel, e as características radioelétricas relacionadas que podem caracterizar os serviços, A função mencionada como um exemplo, c puramente indicativa, mas sempre considerando a formulação de tráfego equivalente para o pixel m,n mostrado acima, pode ser substituído por outra relação, tal como: onde os denominadores expressam a normalização ao valor máximo de tráfego equivalente pertencendo ao domínio de célula e para o valor máximo de atenuação pertencendo ao domínio de célula odf .

Também é possível para a variável de escolha, de acordo com uma solução simplificada, ser só uma função de tráfego equivalente, por exemplo como definida pela relação: Este caso pode ser aplicado, por exemplo, a redes úteis para serviços de emergência onde é importante planejar a rede de tal modo a melhor operar comunicação de emergência, por exemplo, de tal modo que cada pixel onde ativação de chamada de emergência é mais provável seja capaz de transmitir e/ou receber tal comunicação. O processamento pelo sistema é automático e o sistema é capaz de apresentar os resultados da computação graficamente no monitor 14 da estação de trabalho 10. A etapa 324 de verificar áreas inativas, completa a computação das áreas de serviço, verificando pixel por pixel e para cada serviço ou família de serviços que as condições operativas impostas na simulação para os terminais móveis são asseguradas, considerando a classe de potência real dos terminais.

Se a condição for assegurada (isto é, todos os pixéis das áreas de serviço computadas têm urna potência que é compatível com a classe dos terminais móveis considerados), o método passa para computar áreas de macro-diversidade na etapa 340; caso contrário, os pixéis para os quais dita condição não c assegurada, são subtraídos da área dc serviço da célula cm questão e o método retorna à etapa 322 na qual, com um novo ciclo de avaliação, os pixéis subtraídos podem ser incluídos na área de serviço de outras células, para as quais a condição de potência de ligação superior compatível é satisfeita.

Se os pixéis subtraídos não puderem ser incluídos ern outras células, eles são considerados definiu vameme fazerem parte da área inativa. O método também provê re-avaliar todos os pixéis mudando os parâmetros de entrada do bloco 200, tais como tráfego oferecido, número de locais ou parâmetros radioelétricos, computando novas áreas de serviço na base dos novos parâmetros, A computação das áreas de macro-diversidade na etapa 340 é então executada, analisando, para cada área de serviço computada, os pixéis externos àquela área, mas internos ao domínio correspondente e verificando se ditos pixéis podem ser servidos de acordo com um mecanismo de macro-diversidade de Estações Base de Rádio de células adjacentes. Neste caso, também, o sistema é capaz de apresentar graficamente os resultados obtidos no monitor 14 da estação de trabalho 10. A definição de tais áreas é importante ambos porque macro-diversidade é pertinente à operação correta de sistemas de COMA (e consequentemente é necessária para verificar sua existência), e porque a extensão das áreas identificadas tem um impacto sobre dimensionar aparelhos de célula: um terminal móvel em macro-diversidade faz uso de recursos em todas as Estações Base de Rádio com as quais está conectado. O bloco 400 para verificar o dimensionamento como executado vincula a verificação em ligação superior das áreas em condições de indisponibil idade ou inativas devido a uma relação de portadora/interferência mais baixa (C/I) do que um nível determinado. Habilita refinar as dimensões das áreas de serviço computadas. Dito bloco de verificação vincula uma nova seleção de todos os pixcis em sequência; a sequência de pixel considerada pode ser determinada como descrito para a definição das áreas de serviço, assim o método da invenção também é aplicável à computação de áreas inativas. Naturalinente, u verificação é conduzida tios pixéis das áreas de serviço até que todos os pixéis da área de serviço sejam selecionados e verificados, descartando qualquer pixel que falhe para satisfazer a condição de C/í requerida. O sistema então procede ao bloco 500 dc refinar planejamento e d ime n si ona mento de rede na base da ligação de rádio da Estação Base de Rádio aos terminais móveis (ligação inferior) de acordo com os dados obtidos previamente, Como pode ser deduzido dos tópicos ilustrados, uma das peculiaridades da presente invenção consiste cm sua capacidade de ser inserida em um processo de planejamento conhecido, como uma substituição para um ou mais blocos ou etapas do fluxo lógico de operações, sem requerer a necessidade para modificar elementos a montante ou a jusante dela, Esta abordagem inovadora pode geralmente também ser usada em outros métodos determinísticos propostos pela arte anterior ao combinar informação sobre distribuição de tráfego e sobre cobertura para a computação das áreas de cada célula na qual a rede é capaz de prover os serviços especificados na rede aos aparelhos móveis localizados nela. O método foi descrito com referência ao planejamento cie uma rede de telecomunicação para aparelhos de rádio móveis.

Obviamente, como será pronta mente aparente a uma pessoa versada na arte, o método descrito aqui também é aplicável ao planejamento de redes de telecomunicação fixas usando uma interface de rádio pura conectar usuários finais por meio de conexões de rádio de CDMA.

Em particular, a solução proposta é aplicável no caso de substituição de conexões por fios com conexões de rádio.

Naturalmente, sem alterar o princípio da invenção, as concretizações e detalhes de construção podem ser variados relativos ao que é descrito e ilustrado aqui puramente por meio de exemplo não limitante. sem por esse meio partir da extensão de proteção da presente invenção como definida nas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (13)

1. Método para planejar unia rede de telecomunicação para aparelhos de rádio incluindo uma pluralidade de células distribuídas através de unia área geográfica, cada uma das quais inclui uni conjunto de áreas elementares de território (pixéis) (p,,,.,,) adaptadas para receber um sinal de rádio irradiado por uma estação base de rádio fixa (SRB), o método incluindo para cada célula, a determinação de uma área de serviço incluindo o local dos pixéis de território (pm.„) da célula na qual a rede. na base de um valor de limite prefixado (ηi,m) de um fator de carga de célula (η), é capaz de prover serviços predeterminados aos aparelhos móveis localizados nela, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de; - identificar os pixéis de território (pm.„) pertencendo à área de serviço pertencendo a uma célula prefixada de acordo com um critério para seleção em sucessão baseado nos valores de uma função de escolha {Rm.n> que é unia função de pelo menos a quantidade de tráfego (Tm.„) pertencendo ao pixel de território sendo examinado; e - computar a área de serviço como um conjunto dos pixéis de território (pmjl) da célula que está em sucessão selecionada de forma que a soma das contribuições devido a cada pixel de território (pm,„) não exceda o valor de limite prefixado (ηιίιπ1) do fator de carga de célula (η).

2. Método de acordo, com a reivindicação 1. caracterizado pelo fato de que dita função de escolha é uma função (Rmjl) do valor de atenuação eletromagnética (am,n) entre a Estação Base de Rádio fixa (SRB) da célula prefixada e o pixel de território (pm,n) sendo examinado, e da quantidade de tráfego (T„i.n) pertencendo ao pixel de território (pm.„) sendo examinado.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo falo de compreender uma etapa adicional (340) de computar áreas de macro-divcrsidade em que, para cada área de serviço previamente calculada (320), uma verificação é feita sobre se os pixéis (pm.„) fora de dita área, mas em que o sinal irradiado pela Estação Base de Rádio fixa (RBS) é recebido com uma potência excedendo um limiar predeterminado pode ser servido por estações base de rádio (RBS) de células adjacentes.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 3, caracterizado pelo feto de compreender uma etapa adicional (400) de determinar as áreas em condições de indisponibílídade ou inatividade, considerando pixéis de território (p,,,.,0 pertencendo à área de serviço de acordo com um critério para seleção em sucessão determinada por dita função de escolha (Rm.n),

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 4, caracterizado pelo fato de que os pixéis de território (pm,„) pertencendo às áreas de serviço são selecionados partindo do local dos pixéis nos quais o sinal irradiado pela estação fixa (RBS) é recebido por um aparelho móvel com uma potência excedendo um limiar predeterminado de tal modo que possa ser reconhecido e decodificado.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 5, caracterizado pelo fato de que a informação sobre distribuição de tráfego através do território é computada partindo de urna pluralidade de valores predeterminados de tráfego oferecido para cada serviço por pixel (T,de acordo com uma relação que, para cada pixel, nomeia um valor correspondente de tráfego equivalente (Tm,„) como uma função de variáveis que são representativas das características da conexão de rádio.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o valor de tráfego equivalente (Tm.„) para um pixel de território é computado de acordo com a relação: onde: S é o número total de serviços, B« é a taxa de bit do serviço na velocidade mais baixa, Bi é a Taxa de bit do i-ésimo serviço presente no pixel m,n e T11Uvj é o tráfego oferecido no pixel m,n para o i-ésimo serviço.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7. caracterizado pelo fato de que dita função de escolha (R é uma função que é diretamente proporcional ao valor de atenuação eletromagnética (a,„.n) do pixel (pm„„) e in versam eme proporcional à quantidade de tráfego (Tm.n) do pixel (pm.ti), de acordo com a fórmula: onde: am,n é a atenuação entre pixel m,n e estação base de rádio e Tmill é o tráfego equivalente do pixel m,n e pelo fato de que a seleção dos pixéis de território (pmi„) pertencendo à área de serviço acontece de acordo com uma sucessão determinada pelos valores crescentes de dita função (Rm,n).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo tato de que dita função de escolha (Rnui) é expressa de acordo com a fórmula onde: am,n é a atenuação entre pixel m,n e estação base de rádio e Tm,ri é o tráfego equivalente do pixel m,n, os valores de atenuação (âm,„) e de tráfego equivalente (Tm.„) por pixel sendo normalizados ao valor máximo de tráfego equivalente e ao valor máximo de atenuação da célula.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que dita função de escolha (R,,,.,,) c expressa de acordo com a fórmula: onde: T„o, é o tráfego equivalente do pixel m,n normalizado ao valor máximo de tráfego equivalente da célula.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o fator de carga (η) de uma célula é definido como a relação entre uma carga aceitável predeterminada da célula e a carga máxima em correspondência com a qual instabilidade surge, de acordo com a relação: onde: S é o número total de serviços; rij é o número máximo de usuários simultaneamente ativos na célula para o í-ésímo serviço; SAF, é o Fator de Atividade de Serviço do i-ésimo serviço; fi é a relação entre interferência intra-célula e interferência inter-eélula; e SNR, é a relação de sinal/raído para o i-ésimo serviço.

12. Sistema de computação (10) para planejar urna rede de telecomunicação para aparelhos de rádio, caracterizado pelo fato de ser programado para implementar um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

13. Rede de rádio, caracterizada pelo fato de ser planejada usando o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.