ES2282921T3 - Prevencion de interferencias de radios en una red movil. - Google Patents

Prevencion de interferencias de radios en una red movil. Download PDF

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Abstract

Un sistema de prevención de radio interferencia para una red móvil en un vehículo, incluyendo el sistema un sensor de posición de vehículo, una base de datos, y un procesador, transmitiendo el procesador instrucciones de control a la red móvil, donde la base de datos está adaptada para almacenar datos geográficos y datos de características de radiación para redes fijas terrestres; donde el procesador está adaptado para determinar dinámicamente parámetros de radiación para la red móvil según datos de posición del vehículo en tiempo real relativos a datos geográficos de la red fija y datos de características de radiación de la red fija; donde el procesador está adaptado para generar dichas instrucciones de control según los parámetros de radiación; y caracterizándose el sistema porque el procesador está adaptado para consultar periódicamente la base de datos con un valor de posición de vehículo actual y un valor de distancia de disparo configurable, la base de datos está adaptada para devolver un identificador de cualesquiera redes fijas potencialmente interferentes, y el procesador está adaptado para proseguir solamente con la determinación de dichos parámetros de radiación para la red móvil si dicho identificador de red fija es devuelto.

Description

Prevención de interferencias de radios en una red móvil.
Campo de la invención
La invención se refiere a comunicación en la que participan personas o dispositivos en un vehículo o nave móvil, ya sea aéreo, acuático o terrestre.
Explicación de la técnica anterior
Las redes celulares a bordo son cada vez más populares en naves como barcos y aviones. Estas redes permiten usar teléfonos celulares a bordo de la misma forma que se usan en redes celulares terrestres convencionales. Un problema de estas redes a bordo es la posibilidad de que interfieran con servicios de radio terrestres o que los servicios terrestres interfieran con la red a bordo. También es un requisito que las redes a bordo se apaguen en circunstancias donde se pueda considerar que quitan tráfico generador de ingresos de una red terrestre con licencia.
US5444762 describe un acercamiento para evitar la interferencia entre redes móviles aéreas y terrestres en las que se utilizan antenas direccionales de avión para minimizar la intensidad de la señal recibida por la red de tierra. WO01/15338 describe un acercamiento para evitar la interferencia entre una estación transceptora base de barco (BTS) y una BTS fija. Aunque se dan pocos detalles, parece que el sistema detecta señales de la red fija y opera en respuesta a tal detección para controlar la salida de la BTS del barco. Un problema con este acercamiento es que la detección de las transmisiones de la red fija a menudo no es un buen indicador del entorno. Este es porque una BTS a menudo aumentará o disminuirá el número de canales transmitidos en respuesta a factores como la carga de la red. Por ejemplo, la exploración en un tiempo puede detectar solamente un canal de emisión de BTS fija, mientras que la BTS puede activar poco después varios canales adicionales.
WO01/20719 describe un repetidor aéreo con una antena inteligente que es capaz de dirigir y conformar el haz según la información recibida del sistema, con el fin de compensar el movimiento del aeroplano y de minimizar las interferencias con celdas de otros sistemas.
La invención se dirige a lograr un sistema mejorado para la prevención de interferencia.
Resumen de la invención
Según la invención, se facilita un sistema de prevención de radio interferencia para una red móvil en un vehículo incluyendo un sensor de posición de vehículo, una base de datos, y un procesador, transmitiendo el procesador transmitir de control a la red móvil,
donde la base de datos guarda datos geográficos y datos de características de radiación para redes fijas terrestres;
el procesador determina dinámicamente parámetros de radiación para la red móvil según datos de posición del vehículo en tiempo real relativos a datos geográficos de la red fija y datos de características de radiación de la red fija; y el procesador genera dichas instrucciones de control según los parámetros de radiación.
El procesador consulta periódicamente la base de datos con un valor de posición de vehículo actual y un valor de distancia de disparo configurable, la base de datos devuelve un identificador de cualquier red fija potencialmente interferente, y el procesador solamente prosigue con el cálculo si dicho identificador de red fija es devuelto.
En una realización, la base de datos guarda datos relativos a las características de radiación de la red móvil, y estos datos son usados por el procesador para determinar los parámetros de radiación de la red móvil.
En otra realización, el procesador recupera dichos datos de la red móvil.
En otra realización, los datos característicos de red móvil incluyen datos que definen configuraciones de radiación.
En una realización, el procesador recibe datos de dirección en tiempo real del vehículo, y calcula la posición corriente de lóbulos de configuración de radiación relativos a las redes fijas.
En otra realización, dichos datos incluyen la potencia irradiada efectiva de la radiación de la red móvil.
En otra realización, dichos datos incluyen el protocolo y la frecuencia de la radiación de red móvil.
En una realización, dichos datos incluyen la altura de la antena de la red móvil por encima del nivel del mar, y el procesador calcula la distancia de propagación de la radiación de la red móvil usando dichos datos.
En otra realización, la base de datos guarda datos de altura de la antena de la red fija, y el procesador calcula la distancia de propagación de la red fija usando dichos datos.
En otra realización, dichos datos incluyen datos relativos a antenas internas y externas de la red móvil.
En otra realización, la base de datos devuelve un conjunto de datos para cada red fija identificada.
En otra realización, dicho valor de distancia de disparo configurable es una distancia de interferencia del caso más desfavorable.
En una realización, la instrucción de control enviada a la red móvil transferible incluye parada/arranque total, parada/arranque parcial, cambio de frecuencia, y/o cambios de nivel de potencia.
En otra realización, incluye además un terminal de control local para introducir manualmente información de posición o país.
En otra realización, el procesador usa información recibida de un terminal de control local para anular la operación del sistema.
En una realización, el procesador ejecuta una función de histéresis para evitar el continuo encendido y apagado de transmisores de la red móvil transferible al navegar cerca de una distancia de interferencia.
En otra realización, el procesador recibe actualizaciones para la base de datos del terminal de control local o a distancia por un enlace de comunicación de nave a tierra.
En otra realización, el procesador es operado y mantenido localmente con instrucciones del terminal de control local, o a distancia con instrucción de un sistema remoto de operaciones y mantenimiento.
En una realización, el procesador proporciona datos de posición u otros datos operativos a la red móvil.
En otro aspecto, la invención proporciona un sistema de red móvil transferible incluyendo un sistema de prevención de radio interferencia como el descrito anteriormente, y una red móvil transferible incluyendo una interface de control para recibir instrucciones de control del sistema de prevención de radio interferencia.
Descripción detallada de la invención Breve descripción de los dibujos
La invención se entenderá más claramente por la descripción siguiente de algunas de sus realizaciones, dada a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos acompañantes en los que:
La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de prevención de radio interferencia de la invención.
Y la figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra la operación del sistema.
Descripción de las realizaciones
Con referencia a la figura 1 un sistema de prevención de radio interferencia 1 incluye:
11:
Un sistema de detección que tiene un procesador y que comunica con un número de periféricos en un lado y con una red móvil a bordo 19 en el otro lado. Los periféricos suministran información que el sistema de detección 11 necesita para decidir en tiempo real qué acción hay que tomar, si es que hay que tomar alguna, en la red móvil a bordo 19. El sistema 11 incluye una base de datos de sistema de información geográfica (GIS) 18 de instrucciones de acción y datos.
12:
Un receptor GPS que suministra información de posición del barco al sistema de detección 11. Esta información de posición incluye latitud, longitud, altitud, rumbo, velocidad y tiempo.
13:
Un sistema de navegación que suministra información de posición de la nave al sistema de detección 11. Esta información de posición incluye latitud, longitud, altitud, rumbo, velocidad y tiempo.
14:
Un escáner de frecuencia que suministra información acerca de las frecuencias e intensidad de campo usadas en un espectro particular por redes fijas próximas.
15:
Un medidor de intensidad de campo RF usado para medir la intensidad de campo real que irradia de la red móvil transferible 19 del barco.
16:
Un terminal de control local, usado para introducir manualmente información de posición y país. También se puede usar para establecer parámetros de seguridad para el sistema y para anular el sistema de detección 11 en situaciones críticas.
17:
Un terminal de operación y mantenimiento para el sistema 1. Este terminal también se puede usar para leer y actualizar el contenido de la base de datos GIS en formato de texto o gráfico.
18:
Una base de datos de sistema de información geográfica (GIS) que genera datos para uso al controlar la red móvil a bordo 19 en respuesta a consultas. La base de datos 18 guarda:
(a)
Datos geográficos para redes fijas,
(b)
Datos característicos de radiación para estas redes fijas, incluyendo frecuencias, protocolos, y altura de antena.
(c)
Datos característicos de radiación para la red móvil 19, incluyendo la configuración de lóbulos de radiación que se extiende desde el vehículo y su potencia efectiva irradiada, y también el protocolo (por ejemplo, GSM) y frecuencia de las transmisiones. Estos datos también incluyen la altura de la antena por encima del nivel del mar.
No es esencial que el sistema 1 tenga todos componentes anteriores. Por ejemplo, puede no necesitar un receptor GPS si el sistema de navegación a bordo suministra datos suficientes.
La red móvil a bordo 19 soporta una interface de control. Esta interface de control permite al sistema de detección 11 gestionar la red móvil 19 en términos de su uso de frecuencia, niveles de potencia, y estado (encendido/apagado). El sistema 11 también puede recibir datos de configuración de la red móvil a bordo 19 relativos a los niveles de potencia y las frecuencias actualmente usadas. Esta interface también se usa para proporcionar datos de posición y otros datos a la red móvil a bordo.
El principal objetivo del sistema 1 es permitir a la nave aproximarse lo más posible a redes fijas sin producir interferencia, o ser interferida por o violar los derechos internacionales de la administración de un país para proteger sus servicios de radio.
El sistema 11 recibe regularmente entradas de algunos o todos los periféricos en tiempo real, y consulta repetidas veces la base de datos 18. La salida de la base de datos 18 permite hacer decisiones para controlar la red 19.
Los datos de posición (latitud, longitud, altitud), velocidad y rumbo son suministrados regularmente al sistema 11 por el receptor GPS 12 o por el sistema de navegación de la nave 13. La frecuencia con que se suministra esta información es configurable y puede ser adaptativa. Por ejemplo, el sistema podría comprobar normalmente la distancia cada 5 minutos, pero reducir este intervalo a 1 minuto cuando la nave se aproxima a una posible fuente de interferencia tal como una red terrestre. Una función de histéresis evita el continuo encendido y apagado del sistema por ejemplo al navegar a lo largo de la frontera de un país. La información de posición también puede ser introducida manualmente usando el terminal de control local 16 en cualquier momento.
La información de posición se usa para hacer una consulta a la base de datos GIS 18. La consulta incluye los datos de posición corriente y un valor de distancia. Este valor de distancia es una distancia de disparo y es una distancia de interferencia configurable del caso más desfavorable. El resultado de la consulta devuelve una lista de cero o más países cuyas fronteras internacionales están dentro del valor de distancia de disparo de la posición corriente. La base de datos también devuelve un conjunto de datos para cada uno de los países en la lista. Este conjunto de datos incluye, aunque sin limitación:
-
nombre,
-
tipo de país,
-
tipo(s) de red, y
-
utilización de frecuencia
Los valores característicos de país y red son utilizados por el sistema de detección 11 para calcular a qué distancia de la red fija hay que tomar medidas y qué acción específica se requiere. Por ejemplo, en el caso de una red a bordo que opere en la banda GSM1800, puede ser necesario parar completamente la red a bordo dentro de 30 km de un país que también usa GSM en la banda de 1800; sin embargo, esta cifra se podría reducir a 10 km para un país que no use GSM en la banda de 1800. Los datos de la base de datos 18 pueden ser complementados y/o sustituidos por información del escáner de frecuencia 14.
Por lo anterior se puede ver que se usan dos valores de distancia. El primero, llamado distancia de disparo, se usa para consultar la base de datos GIS 18 con el fin de descubrir la presencia de algún país dentro de esta distancia de la nave. Esta distancia de disparo es configurable para el sistema y se pone generalmente igual a la distancia de interferencia máxima. El segundo, llamado distancia de interferencia, es la distancia a la que la red móvil a bordo 19 tiene que tomar medidas.
El procesador del sistema 11 genera una configuración de radiación para el barco en base a los datos de posición del vehículo y las características de la red móvil. El sistema 11 usa esta información para calcular una distancia de interferencia óptima. Por ejemplo, si un barco está equipado con una antena direccional (por ejemplo, anchura del haz a media potencia de 60° y relación delantera-trasera de 20dB) montada en el vástago, mirando hacia adelante, la distancia crítica serán menor para un país detrás del barco que para un país delante del barco. Se puede aplicar la misma lógica a un avión con una configuración de radiación conocida.
La red móvil 19 también puede incluir una o más antenas montadas internamente, configuradas para cubrir el interior del barco. Éstas irradian menos potencia fuera del barco que una antena montada externamente para un nivel de potencia de transmisión dado. El sistema 1 calcula diferentes distancias de interferencia para las partes internas y externas del sistema. Además, el sistema 1 puede parar selectivamente la parte externa de la red móvil a bordo 19, permitiendo continuar la operación de la parte interna hasta que se haya alcanzado la distancia de interferencia correspondiente a la parte interna de la red.
El sistema 11, conociendo el tipo de país y el tipo de red, puede ajustar las frecuencias y los niveles de potencia usados por la red móvil a bordo 19 para optimizar (minimizar) la distancia de interferencia para dicho país particular.
En algunos casos puede ser necesario anular la operación del sistema 1 para asegurar cobertura GSM en la nave por la red a bordo hasta que la cobertura pueda ser asegurada por la red terrestre. Esto es necesario cuando se requiere cobertura para aplicaciones de seguridad críticas como seguimiento de contenedores. El sistema 1 anular puede ser activado manualmente o puede ser configurado para ser activado automáticamente en ciertas posiciones o cuando el sistema esté operando en modo de seguridad.
Las actualizaciones de la base de datos GIS 18 pueden ser cargadas del terminal de control local 16 o a distancia por el enlace de comunicaciones de la nave a tierra. Se dispone de utilidades que permiten la importación de mapas digitales en varios formatos. En algunos casos puede ser necesario hacer una aproximación de la forma de la frontera de un país para reducir el tamaño de los archivos de mapas importados. También se incorpora en el sistema 11 una interface gráfica de usuario (GUI) para la visualización y generación manual de mapas digitales.
La operación del sistema 1 es supervisada a distancia examinando registros log de parámetros usados y respuestas del sistema a estos parámetros. Toda información de fallo crítico (alarmas) es enviada inmediatamente al centro de operaciones y mantenimiento y posiblemente también a un centro remoto.
Con más detalle, y con referencia también a la figura 2, al arranque del sistema 1, el sistema de detección 11 (paso 31) lee datos de configuración de la base de datos 18. Los parámetros de configuración están almacenados localmente y el receptor GPS 12 está configurado (paso 32) para referir la posición a intervalos regulares. El sistema 11 se pone en un estado inactivo.
Periódicamente, el dispositivo GPS 12 refiere la posición del barco en términos de longitud, latitud y altitud. La información del dispositivo GPS 12 es analizada (paso 33) y se genera una cadena de consulta que se usa para interrogar la base de datos 18 (paso 34). La base de datos GIS 18 devuelve una lista de países o redes que están dentro de la distancia de disparo especificada. Si no se hallan países (paso 35) dentro de la distancia de disparo, el sistema 11 vuelve al estado inactivo y espera el informe GPS siguiente.
Si la base de datos GIS 18 devuelve uno o más países o redes potencialmente interferentes, hay que calcular la distancia de interferencia y verificarla para cada país o red. Para calcular la distancia de interferencia el procesador toma en cuenta los datos de la red móvil 19 y los parámetros siguientes en el paso 37:
-
Los tipos de red usados en el país que se encuentra dentro de la distancia de disparo. Las diferentes tecnologías de redes requieren diferentes niveles de separación, por ejemplo canal conjunto GSM a GSM requiere al menos una separación de 9dB.
-
La red a bordo 19 tiene una configuración de radiación de RF que depende de las antenas usadas y la forma y el tamaño del barco. Se experimentan diferentes intensidades de señal RF en diferentes direcciones relativas al rumbo del barco. Por lo tanto, la distancia de interferencia de una red terrestre particular depende de la dirección de dicha red con relación al rumbo del barco.
-
La potencia efectiva irradiada del sistema del barco afectará a la distancia a la que el sistema del barco interfiere con el sistema terrestre.
-
En algunos países es la legislación y no la distancia de interferencia la que impide el uso de un sistema a bordo dentro de las aguas territoriales. En este caso, esta distancia legal es almacenada en la base de datos GIS 18.
Usando los parámetros enumerados anteriormente, el procesador calcula una distancia de interferencia para todas las partes del sistema a bordo. La distancia puede ser diferente para antenas situadas dentro del barco en función de las antenas situadas en el exterior del barco. Si se alcanza alguna de estas distancias, esa parte de la red 19 se para. Otras reacciones a alcanzar la distancia de interferencia incluyen bajar el nivel de potencia y la conmutación a una frecuencia diferente.
Si una red fija interferente está presente dentro de la distancia de disparo, pero no dentro de cualquier distancia de interferencia calculada, el dispositivo GPS 12 puede ser reconfigurado (paso 38) para que informe a una frecuencia diferente que depende de la velocidad del barco. Esto permite que el barco se aproxime mucho al límite de interferencia sin cruzarlo realmente.
Cuando el barco sale de la distancia de interferencia, la red móvil a bordo puede ser puesta en funcionamiento de nuevo. Para reiniciar la red móvil a bordo, el procedimiento es esencialmente el mismo que el descrito anteriormente con la excepción de que se introduce una histéresis dinámicamente calculada. Esto tiene la finalidad de evitar que el sistema sea encendido y apagado repetidas veces cuando el barco esté navegando paralelo a un litoral.
Se apreciará que la invención proporciona un control óptimo de una red móvil transferible para evitar interferencia.
La invención no se limita a las realizaciones descritas, sino que se puede variar en construcción y detalle.

Claims (20)

1. Un sistema de prevención de radio interferencia para una red móvil en un vehículo, incluyendo el sistema un sensor de posición de vehículo, una base de datos, y un procesador, transmitiendo el procesador instrucciones de control a la red móvil,
donde la base de datos está adaptada para almacenar datos geográficos y datos de características de radiación para redes fijas terrestres;
donde el procesador está adaptado para determinar dinámicamente parámetros de radiación para la red móvil según datos de posición del vehículo en tiempo real relativos a datos geográficos de la red fija y datos de características de radiación de la red fija;
donde el procesador está adaptado para generar dichas instrucciones de control según los parámetros de radiación; y caracterizándose el sistema porque el procesador está adaptado para consultar periódicamente la base de datos con un valor de posición de vehículo actual y un valor de distancia de disparo configurable, la base de datos está adaptada para devolver un identificador de cualesquiera redes fijas potencialmente interferentes, y el procesador está adaptado para proseguir solamente con la determinación de dichos parámetros de radiación para la red móvil si dicho identificador de red fija es devuelto.
2. Un sistema según la reivindicación 1, donde la base de datos está adaptada para almacenar datos relativos a características de radiación de la red móvil, y estos datos son utilizados por el procesador para determinar los parámetros de radiación de la red móvil.
3. Un sistema según la reivindicación 2, donde el procesador está adaptado para recuperar dichos datos de la red móvil.
4. Un sistema como el reivindicado en las reivindicaciones 2 ó 3, donde los datos característicos de red móvil incluyen datos que definen configuraciones de radiación.
5. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, donde el procesador está adaptado para recibir datos de dirección en tiempo real del vehículo, y está adaptado para calcular la posición corriente de lóbulos de configuración de radiación relativos a las redes fijas.
6. Un sistema como el reivindicado en las reivindicaciones 4 ó 5, donde dichos datos de características de radiación de la red móvil incluyen la potencia irradiada efectiva de la radiación de la red móvil.
7. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, donde dichos datos de características de radiación de la red móvil incluyen el protocolo y la frecuencia de la radiación de red móvil.
8. Un sistema como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, donde dichos datos de características de radiación de la red móvil incluyen la altura de la antena de la red móvil por encima del nivel del mar, y el procesador está adaptado para calcular la distancia de propagación de la radiación de la red móvil usando dichos datos.
9. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, donde la base de datos está adaptada para almacenar datos de altura de la antena de la red fija, y el procesador está adaptado para calcular la distancia de propagación de la red fija usando dichos datos.
10. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, donde dichos datos incluye datos relativos a antenas internas y externas de la red móvil.
11. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, donde la base de datos está adaptada para devolver un conjunto de datos para cada red fija identificada.
12. Un sistema según la reivindicación 11, donde dicho valor de distancia de disparo configurable es una distancia de interferencia del caso más desfavorable.
13. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, donde la instrucción de control enviada a la red móvil transferible incluye parada/arranque total, parada/arranque parcial, cambio de frecuencia, y/o cambios de nivel de potencia.
14. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, incluyendo además un terminal de control local para introducir manualmente información de posición o país.
15. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, donde el procesador está adaptado para usar información recibida de un terminal de control local para anular la operación del sistema.
16. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, donde el procesador está adaptado para ejecutar una función de histéresis para evitar el continuo encendido y apagado de transmisores móviles de la red móvil al navegar cerca de una distancia de interferencia.
17. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15 donde el procesador está adaptado para recibir actualizaciones para la base de datos o del terminal de control local o a distancia por un enlace de comunicación de nave a tierra.
18. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 14, 15 ó 17, donde el procesador es operado y mantenido localmente con instrucciones del terminal de control local, o a distancia con instrucción de un sistema remoto de operaciones y mantenimiento.
19. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, donde el procesador está adaptado para proporcionar datos de posición u otros datos operativos a la red móvil.
20. Un sistema de red móvil transferible incluyendo un sistema de prevención de radio interferencia según cualquier reivindicación precedente, y una red móvil transferible incluyendo una interface de control para recibir instrucciones de control del sistema de prevención de radio interferencia.
ES04799298T 2003-11-07 2004-11-08 Prevencion de interferencias de radios en una red movil. Expired - Lifetime ES2282921T3 (es)

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