ES2288958T3 - Medicion de la calidad de transmision en una red de comunicaciones. - Google Patents
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Abstract
Un método para medir la calidad de transmisión entre una estación de base (BS) y al menos una estación distante (RS) en una red de comunicaciones (N) que tiene al menos un canal (c) para transferir señales entre dicha estación de base (BS) y dicha al menos una estación distante (RS), en el que la estación de base (BS) utiliza un canal (co) adjudicado a ella, mientras canales (cu1, ..., cun) están disponibles para la estación de base (BS), pero no son usados por ella, se mide una calidad de canal (Q(co)) para el canal utilizado, caracterizado porque se mide la calidad de canal para los canales no usados (Q(cu1), ..., Q(cun)), se determina un periodo (T(co)) de medición de calidad de transmisión indicativo del intervalo de tiempo entre dos mediciones de calidad de transmisión sucesivas Q(co) para el canal utilizado, de acuerdo con una relación de una medida de calidad para el canal utilizado Q(co) y la medida de calidad de un canal no utilizado (Q(cu1), ..., Q(cun)); mientras se define un periodo (T(cu)) de medición de calidad de transmisión indicativo del intervalo de tiempo entre dos mediciones de calidad de transmisión sucesivas (Q(cu)) para un canal dado no usado (cu) de acuerdo con la relación de una medida de calidad para el canal dado no usado (Q(co)) y la medida de calidad del canal dado no usado Q(cu).
Description
Medición de la calidad de transmisión en una red
de comunicaciones.
La presente invención se refiere a redes de
comunicaciones y, en particular, a mediciones de calidad de
transmisión de señales de comunicación entre componentes
distribuidos de una red de comunicaciones.
En sistemas de comunicaciones inalámbricas
distribuidas que usan conjuntamente las mismas bandas de frecuencias
o canales, tiene que ser seleccionado el canal realmente adjudicado
a una estación de base para comunicación con respectivas estaciones
distantes. Una tal selección puede ser realizada en el instante de
establecer una conexión de comunicación entre una estación de base
y una estación distante (por ejemplo, sistemas de DECT),
centralizada para la totalidad de la estación de base que cubre una
cierta zona geográfica (por ejemplo sistemas de GSM), o tiempos
arbitrarios (por ejemplo, HIPERLAN/2).
En el último caso, al que se dirige la presente
invención, la selección de canal, es decir, la adjudicación de
ciertas frecuencias de una banda de frecuencias usada conjuntamente,
se realiza descentralizada y automáticamente en cada estación de
base. Como resultado, un canal seleccionado no es adjudicado a
enlaces de comunicaciones individuales para una estación de base
adjudicada anteriormente para una estación de base que usa el canal
seleccionado y las frecuencias contenidas en el mismo,
respectivamente, para varios enlaces de comunicaciones establecidos
con esta estación de base.
Tales selecciones y adjudicaciones de canales y
frecuencias, respectivamente, son controladas por métodos para una
denominada selección de canal adaptable (ACS: adaptive channel
selection). Los métodos de ACS están basados en mediciones de
niveles de intensidad de señal recibida (RSS: received signal
strength) en canales disponibles para una estación de base. Las
mediciones de RSS pueden ser realizadas tanto en el enlace
ascendente (es decir, enlace de comunicaciones desde la estación de
base a una estación distante) como en el enlace descendente (es
decir, el enlace de comunicaciones desde una estación distancia a la
estación de base). El resultado de una medición de RSS es
indicativo de interferencia de señal para señales transmitidas entre
la estación de base y respectivas estaciones distantes. En
particular, la interferencia de señal de enlace descendente es
causada por dos o más estaciones distantes que comunican con la
misma estación de base dentro de un canal usado en común, mientras
que la interferencia de señal de enlace ascendente en señales
transmitidas por una estación de base puede resultar de
interferencia de señal de señales transmitidas por estaciones de
base a través de un canal usado en común.
Sobre la base de mediciones de RSS que son
indicativas de la calidad de transmisión de canales disponibles, la
selección/adjudicación de canales se realiza para una estación de
base. Con el fin de seleccionar/adjudicar el canal que tenga una
calidad de transmisión óptima, los anteriores métodos de ACS tienen
que reaccionar rápidamente en condiciones operativas
cambiadas/modificadas dentro de una red de comunicaciones. Por lo
tanto, la situación real de comunicaciones y especialmente la
interferencia de señal asociada con ella son vigiladas por medio de
mediciones de RSS. Con el fin de obtener la situación de
interferencia de señal real, convencionalmente las mediciones de
RSS se realizan de manera continua. Usualmente, los periodos de
medición para la medición de RSS son periodos de tiempo fijos
previamente definidos tanto para canales adjudicados como para
canales disponibles. Según se usa en lo que sigue, un periodo de
medición es el tiempo entre dos mediciones sucesivas.
Dependiendo del número de canales
adjudicados/disponibles y el número de estaciones distantes
asignadas a una estación de base, esto puede dar lugar a un número
grande de mediciones. Puesto que las mediciones de RSS para enlaces
descendentes son realizadas usualmente por estaciones distantes, el
gran número de mediciones de RSS conducen a una necesidad mayor de
recursos de potencia adicionales, lo que es especialmente
desventajoso para estaciones distantes (móviles) que usan baterías.
Además, debe ser proporcionada una capacidad de transmisión en
canal incrementada para peticiones de medición e informes de
medición entre estaciones de base y estaciones distantes. Además,
puede producirse una carga incrementada para manejar peticiones de
mediciones, informes y resultados en una estación de base,
requiriendo un tiempo y capacidad de tratamiento incrementados.
Además, las mediciones de RSS han de compensar
fluctuaciones de señal debido a pérdidas de propagación variables y
potencia de transmisión variables para estaciones de base y
distantes, con el fin de proporcionar resultados fiables. Por una
parte, esto puede realizarse mediante un número de mediciones grande
para vigilar continuamente la situación de interferencia actual, lo
que conduce también a los problemas anteriormente mencionados. Por
otra parte, las fluctuaciones temporales de mediciones de RSS pueden
ser compensadas mediante filtración lineal. En caso de las
fluctuaciones de mediciones de RSS no ocurran temporalmente, sino
persistentemente, la filtración lineal sigue las mediciones de RSS
con un cierto tiempo de retardo que conduce a una selección de canal
retardada/perjudicada.
El documento US6028894 muestra medios para
realizar operaciones aritméticas de valores de componentes de I y Q
y potencia de señal deseada. Una realización muestra también una
unidad de determinación de tiempo de promediado para vigilar la
potencia de interferencia que, sobre la base de la magnitud de
potencia de interferencia, varía la cuenta de símbolo N (tiempo de
promediado) usada en mediciones de SIR (Signal to Interference
Ratio: Relación de Señal a Interferencia) con el fin de mantener la
exactitud de la medición de SIR alargando el tiempo de
promediado.
El documento US5539748 muestra un procedimiento
en el que unidades distantes son capaces de reposar durante largos
periodos de tiempo, de tal manera que la batería se extiende,
optimizando la periodicidad a la que la unidad distante mide
canales de control en una lista de proximidad para determinar si un
nuevo canal de control debe sustituir al canal de control en
servicio. De acuerdo con otras realizaciones ejemplares, una clase
de marco de paginación que ha sido asignada a la unidad distante
puede ser modificada de manera que la unidad distante vigile el
canal de paginación a intervalos que sean más conservadores de la
batería sobre la base de condiciones de comunicación actuales. La
reducción de la periodicidad es dependiente de varios ensayos tales
como intensidad de señal recibida (RSS) en promedio y servicio por
el mismo canal de control durante periodo de tiempo más largo.
El documento EP0878976 muestra un método
concerniente a la adjudicación de frecuencias para un sistema
celular doméstico adicional, en el que el sistema doméstico usa
frecuencias libres del sistema externo. Un dispositivo adjudica
frecuencias al sistema de comunicaciones celular adicional usando
aun algoritmo de adjudicación de frecuencias adaptable (AFA:
adaptive frequency allocation). Para cada frecuencia, se aplica un
filtro repetitivo adaptable. La intensidad de campo del medio de
cada frecuencia se aplica en la salida del respectivo filtro. Todos
los filtros operan en los mismos intervalos de tiempo. La intensidad
de campo del medio constituye un grado para la calidad de las
frecuencias i para el uso en el sistema de comunicaciones adicional.
En correspondencia con el valor de la intensidad de campo del medio
de las frecuencias, se selecciona un número N de frecuencias. Por
ejemplo, se seleccionan las frecuencias que tienen las menores
intensidades de campo del medio. El número N de las frecuencias
seleccionadas puede ser establecido arbitrariamente. Un valor del
medio se forma con las intensidades de campo del número de
frecuencias seleccionado para determinar la calidad de las
frecuencias seleccionadas. En respuesta al valor del medio, se
cambia el intervalo de tiempo para la nueva determinación de la
intensidad de campo del medio de cada frecuencia. En caso de que el
valor del medio esté por encima de un umbral específico, es decir,
que la selección de frecuencias sea de una mala calidad en promedio,
se reduce el intervalo de tiempo para determinar la intensidad de
campo del medio de cada frecuencia. Esto da lugar a una reacción
rápida en los cambios. La selección de las frecuencias
correspondientes al valor de la intensidad de campo del medio puede
ser compilada en una lista, que está disponible para un
transmisor-receptor de terminal móvil para indicar
las frecuencias apropiadas disponibles. Para evitar excesivas
transmisiones de frecuencia al transmisor-receptor
del terminal móvil, es transmitida una nueva lista sólo cuando la
intensidad de campo del medio de al menos una de las frecuencias
difiere en más de un valor de umbral dado. Este documento
constituye el preámbulo de la reivindicación 1.
Es un primer objeto de la invención exponer un
método que reduce más al menos las mediciones de parámetros de
calidad en la red mientras que no perjudica la exacta optimización
de la adjudicación de canal.
Este objeto se ha conseguido mediante el
contenido de la reivindicación 1.
Otras ventajas se desprenderán de la siguiente
descripción detallada de realizaciones preferidas de la
invención.
La figura 1 es una ilustración esquemática de
una red de comunicaciones usada para la invención,
La figura 2A ilustra un primer esquema de
agrupación de acuerdo con la invención,
La figura 2B ilustra un segundo esquema de
agrupación de acuerdo con la invención, y
La figura 3 es una ilustración esquemática de
una estación de base y una estación distante de acuerdo con la
invención.
Como se muestra en l figura 1, una red de
comunicaciones N comprende varias estaciones de base BS y varias
estaciones distantes RS. Las estaciones de base y las estaciones
distantes RS pueden ser cualquier dispositivo o sistema que esté
adaptado a comunicar por transferencia datos/información entre sí.
En particular, las estaciones de base BS incluyen estaciones de
base de redes de radio, de móviles celulares, públicas, de difusión
y de ordenador, especialmente empleadas para servicios de teléfono,
y cualquier tipo de dispositivo o sistema que proporcione enlaces
de comunicación entre estaciones distantes. Además, las estaciones
distantes RS incluyen cualquier clase de dispositivo o sistema
adaptado para comunicar con una estación de base como se ha descrito
anteriormente y/o entre sí a través de una tal estación de base.
Ejemplos de estaciones distantes RS comprenden teléfonos por radio,
móviles, celulares, estacionarios y por satélite, sistemas de
ordenador móviles y estacionarios, dispositivos de usuario final de
difusión (por ejemplo, caja de sobremesa), dispositivos de usuario
final para sistemas de paginación, etc.
En principio, una estación de base BS y una
estación distante RS asociada con ella comunica por al menos un
canal c. Usualmente, en la red de comunicaciones N están dispuestos
varios canales c1, ..., c4 para servir como enlaces de comunicación
entre estaciones de base BS y estaciones distantes RS.
En términos de la invención, los canales c1,
..., c4 pueden ser asignados a una o más estaciones de base BS o
pueden estar precisamente disponibles para las estaciones de base
BS. Como se muestra en la figura 1, los canales c1, c2 y c3 están
adjudicados a una estación de base BS_{1}, mientras que los
canales c3 y c4 están adjudicados a una estación de base BS_{2}.
Las estaciones de base BS_{1} y BS_{2} utilizan sus canales
asignados para comunicación actual con respectivas estaciones
distantes RS. Se supone que los canales c1 y c2 están disponibles
para la estación de base BS_{2}, es decir, la estación de base
BS_{2} puede utilizar estos canales tras la asignación de los
mismos, mientras que la comunicación actual de la estación de base
BS_{2} no es realizada a través de los canales c1 y c2 que están
precisamente disponibles. De manera comparable, el canal c4 está
disponible para la estación de base BS_{1}, pero no usado para
comunicación actual.
Como consecuencia de que los canales sean
adjudicados a, y disponibles para, estaciones de base BS diferentes,
la comunicación de diferentes estaciones de base BS, por ejemplo
las estaciones de base BS_{1} y BS_{2}, puede ocurrir en los
mismos canales como se ha ilustrado por el canal c2 de la figura 1.
Dependiendo de la configuración de la red N (por ejemplo, tipo y
número de estaciones de base, de estaciones distantes y de canales,
tipo y cantidad de datos/información comunicados,...) y la
condición/situación operativa actual de la red N, es necesario
controlar adaptablemente la selección de canales c adjudicados para
estaciones de base BS con el fin de obtener calidades de
transmisión por canal apropiadas. La selección/adjudicación de
canales para estaciones de base BS se describirá en lo que sigue
con más detalle.
En términos de la invención, los canales
comprenden cualquier tipo de enlaces de comunicaciones, por ejemplo
comunicación por radio, correo por radio, bandas de frecuencia,
enlaces de comunicaciones por cable fijos, buses de comunicación,
canales de difusión, haces de señales por satélite, conexiones
múltiples por fibra óptica, enlaces de ultrasonidos/ultrasónicos,
etc..
Con el fin de facilitar el entendimiento de la
presente invención, la descripción de realizaciones preferidas se
referirá a redes de teléfonos móviles/celulares, en las que la red N
es una red de móviles de enlace pública, las estaciones de base BS
son centros de conmutación de servicios, y las estaciones distantes
RS son estaciones móviles (por ejemplo teléfonos
móviles/celulares).
Como se ha mencionado, la selección de canales
para ser adjudicados a estaciones de base es esencial que la
operación de tales redes mantenga una calidad de transmisión
suficiente entre estaciones de base y estaciones distantes. La
calidad de transmisión de un canal o enlace de comunicaciones entre
una estación de base y una estación distante es fijada sobre la
base de mediciones de las intensidades de señales recibidas por una
estación de base y una estación distante, respectivamente (por
ejemplo, mediciones de RSS).
Las mediciones de intensidad de señal recibida
(RSS) para acceder a la calidad de transmisión entre estaciones de
base y estaciones distantes se usan para seleccionar/adjudicar un
canal a la estación de base proporcionando un enlace de
comunicaciones apropiado, deseado. Los resultados de la medición de
RSS fluctúan generalmente en el tiempo debido a pérdidas de
propagación variables (pérdidas de trayectoria) y potencia de
transmisión variable de las estaciones de base y distante. Tales
fluctuaciones o la carga de tráfico actual puede conducir a una
selección/adjudicación de canales que no cumpla los requisitos para
comunicación (enlace) entre las estaciones de base y distante.
Con el fin de compensar tales fluctuaciones, se
usa una Adjudicación de Canal Adaptable (ACA) que está basada en
dos entradas, que corresponden ambas al mismo canal considerado. La
primera entrada es una medida de calidad relacionada con la RSS de
interferencia medida en el canal. Esta medida de calidad refleja el
efecto de la interferencia sobre la calidad de recepción de señales
comunicadas entre la estación de base y las estaciones distantes
usando este canal para comunicación. Además, esta medida de calidad
considera la interferencia causada por la estación de base y las
estaciones distantes igualmente.
La segunda entrada es una medida de calidad que
no considera la interferencia causada por las estaciones distantes,
sino que considera sólo la interferencia causada por otras
estaciones de base que usan el mismo canal.
Para obtener la primera medida de calidad, una
primera métrica de calidad Q_{s}(t_{1}, c) es deducida
sobre la base de una serie de tiempos de mediciones de RSS recogidas
en un canal c. La primera métrica de calidad
Q_{s}(t_{1}, c) es indicativa de la interferencia de
señal en señales que serían percibidas por la unidad de medición,
ya sea la estación de base o una respectiva estación distante, si se
usa el canal c para comunicación actual entre ellas. Las mediciones
de RSS consideradas aquí terminan en el tiempo t_{1}.
Con el fin de obtener la segunda medida de
calidad que refleje interferencia generada por estaciones de base,
el canal considerado c es investigado para señales de estación de
base utilizadas para comunicación con estaciones distantes
asociadas a diferentes estaciones de base distintas de la estación
de base de medición, o a la estación de base que está asociada con
la estación distante de medición. Sobre la base de mediciones de RSS
recogidas en el canal c durante la transmisión de tales señales de
comunicación desde estaciones de base, se deduce una segunda
métrica Q_{b}(t_{1}, c) de calidad. Las mediciones de RSS
usadas para la segunda métrica de calidad Q_{b}(t_{1},c)
terminan en un segundo tiempo t_{2}, con lo que nuevos valores
para las métricas de calidad primera y segunda pueden quedar
disponibles en diferentes momentos. La segunda métrica de calidad
Q_{b}(t_{2}, c) refleja el efecto de la interferencia de
señal generada por una o más estaciones de base que transmiten
señales de comunicación a través del canal c en la calidad de
señales recibidas por las respectivas unidades de medición (es
decir, la estación distante), en el caso de que la unidad de
medición comunique a través del canal c.
Esta solución está basada en el hecho de que,
para una situación de comunicación típica en una red, la carga
promedio de estaciones de base es mucho mayor en comparación con la
carga promedio de cualquier estación distante única. Por lo tanto,
la interferencia única causada por una o más estaciones de base se
supone que tiene una importancia mayor para la fijación de la
calidad de transmisión global de un canal usado con respecto a
estaciones distantes.
En caso de que la primera métrica de calidad
Q_{s}(t_{1}, c) sea alta en comparación con la segunda
métrica de calidad
Q_{b}(t_{2}, c) debido a que las estaciones de base que interfieren tengan pequeña carga (es decir, un número pequeño de enlaces de comunicaciones activos soportados por las estaciones de base), esta situación no es considerada representativa de interferencia de señal a largo plazo. Por lo tanto, la calidad de transmisión a largo plazo se estima suponiendo que la estación de base que causa la interferencia máxima con respecto a RSS transmitía las señales que causan interferencia continuamente con niveles se señal correspondientes a la segunda métrica de calidad Q_{b}(t_{2}, c).
Q_{b}(t_{2}, c) debido a que las estaciones de base que interfieren tengan pequeña carga (es decir, un número pequeño de enlaces de comunicaciones activos soportados por las estaciones de base), esta situación no es considerada representativa de interferencia de señal a largo plazo. Por lo tanto, la calidad de transmisión a largo plazo se estima suponiendo que la estación de base que causa la interferencia máxima con respecto a RSS transmitía las señales que causan interferencia continuamente con niveles se señal correspondientes a la segunda métrica de calidad Q_{b}(t_{2}, c).
Con el fin de obtener esta condición, la
estación o estaciones de base a considerar para mediciones de RSS
para la segunda métrica de calidad Q_{b}(t_{2}, c) son
operadas para transmitir señales que causan interferencia al nivel
de señal máximo que es permitido utilizar para cualquier transmisión
de la estación o estaciones de base.
Para determinar la interferencia a largo plazo
para el canal c, la métrica de calidad Q_{1}(t_{3}, c) a
largo plazo es definida como una función de las métricas de calidad
primera y segunda Q_{s}(t_{1}, c) y
Q_{b}(t_{2}, c). La métrica de calidad
Q_{1}(t_{3}, c) a largo plazo está definida en un tiempo
t_{3} cuando está disponible un nuevo valor ya sea para la primera
métrica de calidad o para la segunda métrica de calidad. Suponiendo
que el tiempo precisado para obtener (transmisión de señal,
medición, cálculo...) un nuevo valor para las métricas de calidad
primera y segunda es bastante corto, el tiempo t_{3} corresponde
esencialmente a cualquiera del tiempo t_{1} o del tiempo
t_{2}.
Para la definición de la métrica de calidad a
largo plazo, se determina un valor mínimo de todas las segundas
métricas de calidad que corresponden a todas las estaciones de base
que usan el canal c, estando el valor mínimo indicado por
Q_{b}(t_{2}, c)_{min} y en comparación con el
valor más reciente para la primera métrica de calidad. Así, la
métrica de calidad Q_{1}(t_{3}, c) a largo plazo está
definida por:
Q_{1}(t_{3},
c) = g (Q_{s}(t_{1}, c), Q_{b}(t_{2},
c)_{min}),
donde g(x, y) es una función
de las dos variables x e y. Aquí, x = Q_{s}(t_{1},c) e y
= Q_{b}(t_{2},
c).
En una realización de la Adjudicación de Canal
adaptable (ACA), la función g está definida por:
G(x, y)
= mín (x,
y),
Por lo tanto, la métrica de calidad
Q_{1}(t_{1}, c) a largo plazo está definida como el
mínimo ya sea de la primera métrica de calidad actual
Q_{2}(t_{1}, c) o la segunda métrica de calidad mínima
Q_{b}(t_{2}, c)_{min}. Como consecuencia, la
varianza de la métrica de calidad a largo plazo, es decir las
fluctuaciones en el tiempo, es menor o igual que la varianza de la
primera métrica de calidad.
En el caso de que la primera métrica de calidad
esté determinada solamente por el nivel de ruido para el canal c,
el valor para la primera métrica de calidad es mayor que el valor
para la segunda métrica de calidad mínima. En consecuencia, el
valor para la métrica de calidad a largo plazo corresponde al valor
para la segunda métrica de calidad mínima. Además, la métrica de
calidad a largo plazo es igual a la segunda métrica de calidad
mínima siempre que la primera métrica de calidad esté dominada por
transmisiones a través del canal c que tienen un nivel de
transmisión menor y/o una pérdida de trayectoria de transmisión
mayor en comparación con transmisiones de la estación de base que
determina la segunda métrica de calidad mínima.
Con el fin de realizar la Adjudicación de Canal
Adaptable (ACA) para una estación de base, la anterior métrica de
calidad de largo plazo es calculada para cada canal disponible para
la estación de base considerada. Sobre la base de las métricas de
calidad a largo plazo calculadas, los canales que tienen una métrica
de calidad a largo plazo mayor que un umbral de calidad de
transmisión Q_{th} son seleccionados como apropiados para ser
adjudicados a la estación de base considerada.
El procedimiento anteriormente descrito para
selección/adjudicación de canal (ACA) proporciona una mayor calidad
de transmisión a largo plazo y un régimen reducido de cambios de
canales adjudicados a estaciones de base. Las mejoras y beneficios
de la ACA pueden ser utilizados en cualquier red de comunicaciones
conocida sustituyendo a procedimientos de selección/adjudicación de
canal convencionales.
Además, la ACA permite reducir el número de
mediciones de calidad de transmisión debido a la nueva fiabilidad
mejorada y a la característica de largo plazo de la medida de
calidad de transmisión calculada, es decir, la métrica de calidad a
largo plazo.
Sobre la base de la métrica de calidad a largo
plazo, se define para un canal un periodo T(c) de medición
de calidad de transmisión para el canal c. Los canales que presentan
una elevada calidad de transmisión indicada por una elevado valor
para la métrica de calidad a largo plazo requieren un menor número
de mediciones de calidad de transmisión en comparación con canales
que tienen una menor calidad de transmisión, es decir, menores
valores para la métrica de calidad a largo plazo. Por lo tanto, el
periodo de medición de calidad de transmisión para un canal con
buena calidad de transmisión se define para que sea mayor en
comparación con el periodo de medición de calidad de transmisión
para un canal con una peor calidad de transmisión.
Esta realización está basada en la solución de
controlar adaptablemente periodos de medición de calidad de
transmisión para cada canal c1, ..., cn con dependencia de la
respectiva calidad de transmisión accedida actual
Q(c1), ... Q(cn). La calidad de transmisión Q(c) para un canal c se calcula sobre la base de mediciones de enlace ascendente y enlace descendente para el canal c, por ejemplo mediciones de RSS.
Q(c1), ... Q(cn). La calidad de transmisión Q(c) para un canal c se calcula sobre la base de mediciones de enlace ascendente y enlace descendente para el canal c, por ejemplo mediciones de RSS.
El periodo de medición T(c) indicativo
del intervalo de tiempo entre dos mediciones de calidad de
transmisión sucesivas para el canal c depende no sólo de la calidad
Q(c) de cada canal c, sino que es también seleccionado de
manera diferente para canales adjudicados y usados por una estación
de base y a canales disponibles para otra estación de base, pero no
usados por la misma. Además, se supone que una estación de base BS
usa un canal c_{o} adjudicado a ella, mientras canales c_{u1},
..., c_{un} están disponibles para la estación de base BS pero no
son usados por ella. En general, el periodo T(c_{o}) de
medición de calidad de transmisión para el canal usado c_{o} ha
de ser más corto cuanto peor es la calidad Q(c_{o}) del
canal usado c_{o} en comparación con el valor máximo de los
valores de calidad de transmisión
Q(c_{u1}), ..., Q(c_{un}) para los canales no usados c_{u1,} ..., c_{un}. Por lo tanto, el periodo T(c_{o}) de medición de calidad de transmisión para el canal usado c_{o} está dado por:
Q(c_{u1}), ..., Q(c_{un}) para los canales no usados c_{u1,} ..., c_{un}. Por lo tanto, el periodo T(c_{o}) de medición de calidad de transmisión para el canal usado c_{o} está dado por:
T(c_{o}) = A \cdot
Q(c_{o})/máx(Q(c_{u1}), ...,
Q(c_{un})),
en la que A es un valor
predeterminado previamente definido con respecto a las
características de la red
considerada.
Además, el periodo T(c_{u1}), ...,
T(c_{un}) para canales no usados c_{u1}, ..., c_{un} ha
de seleccionarse tanto más corto cuanto mejor es la calidad del
respectivo canal no usado en comparación con la calidad
Q(c_{o}) del canal actualmente usado c_{o}. Así, los
periodos T(c_{u}) de medición de calidad de transmisión
para un canal no usado c_{u} están dados por:
T(c_{u}) = B \cdot
Q(c_{o})/Q(c_{u}),
en la que B es un valor
predeterminado previamente definido en relación con las
características técnicas de la red
considerada.
Como resultado de esta definición de periodos de
medición de la calidad de transmisión es que los canales no usados
c_{u} son tanto más frecuentemente medidos cuanto más próxima es
la calidad de transmisión Q(c_{u}) de los mismos a la
calidad de transmisión Q(c_{o}) de los canales actualmente
usados c_{o}. Esta definición considera el hecho de que un canal
no usado c_{u} resulta un candidato para una
selección/adjudicación de canal para la estación de base BS tras la
exhibición de una calidad de canal no usado mejorada
Q(c_{u}). Cuando el canal actualmente usado c_{o} tiene
una elevada calidad de transmisión Q(c_{o}) en comparación
con la calidad de transmisión Q(c_{u}) de canales c_{u}
no usados, no existe necesidad de una nueva selección/adjudicación.
Por lo tanto, el periodo T(c_{o}) de medición de calidad de
transmisión para el canal usado c_{o} se define para ser mayor.
Eso es de una importancia especial para redes pequeñas,
especialmente para redes de celda única, en las que el número de
canales disponibles con excelente calidad de transmisión, es decir,
canales esencialmente sin interferencia, es mayor que el número de
canales actualmente usados.
En esta realización, los periodos de medición de
calidad de transmisión son adaptablemente controlados para cada
estación de base con dependencia del número de estaciones distantes
asociadas con una estación de base única. Aquí, el número N de
estaciones distantes RS asociadas con una estación de base y
disponibles para mediciones de calidad de transmisión está
determinado, y un periodo T(c) de medición de calidad de
transmisión para un canal c adjudicado a la estación de base BS se
define con dependencia del número N de estaciones distantes RS.
Esta solución permite mantener un número casi
constante de mediciones de calidad de transmisión por tiempo que da
lugar a una carga esencialmente constante para las unidades de
medición de calidad de transmisión en la estación de base BS y/o en
la estación distante RS y una exactitud constante de los valores
medios para la calidad de transmisión. Puesto que la capacidad de
transmisión requerida del canal c aumenta linealmente con un número
creciente N de estaciones distantes RS asociadas, se desea reducir
el número de mediciones (es decir, alargar el periodo T(c)
de medición de calidad de transmisión) con un número creciente N de
estaciones distantes RS asociadas. Esta relación está dada por:
T(c) =
f(N).
Como un resultado, se reduce la capacidad de
transmisión necesaria para mediciones de calidad de transmisión que
incluyan transmisiones de peticiones y de informes y se puede usar
para comunicación real entre la estación de base BS y las
estaciones distantes RS asociadas.
La idea principal que subyace en esta
realización es controlar adaptablemente conjuntos/grupos de
estaciones distantes que sean requeridas para medir parámetros de
transmisión (por ejemplo, calidades de transmisión) con dependencia
de respectivos parámetros de transmisión que definan los
conjuntos/grupos de estaciones distantes. Aquí, cada estación
distante RS asociada con una estación de base BS es asignada a uno
de al menos dos conjuntos S(i, c), en que la asignación de
las estaciones distantes RS a los conjuntos de estaciones distantes
S(i, c) se realiza para todos los canales c disponibles para
la estación de base BS, independientemente de si la estación de
base BS está o no usando un canal. Antes de la asignación de las
estaciones distantes RS, es necesario definir criterios de
agrupación para los al menos dos conjuntos S(i, c) de
estaciones distantes. Estos criterios de agrupación son indicativos
de parámetros de transmisión de acuerdo a para cuáles se ha de
realizar la agrupación de los conjuntos de estaciones distantes
RS.
En vista de redes de comunicaciones existentes
que usualmente proporcionan mediciones de calidad de transmisión
(por ejemplo, mediciones de RSS), una realización utiliza criterios
de agrupación indicativos de al menos dos intervalos/grupos de
calidad de transmisión. Sobre la base de mediciones de calidad de
transmisión para las estaciones distantes RS, en comunicación de
enlace ascendente y descendente con la estación de base BS para
todos los canales disponibles c, cada una de las estaciones
distantes RS es asignada a uno de los conjuntos S(i, c) de
estaciones distantes que es indicativo de un intervalo/grupo de
calidad de transmisión que incluye la respectiva calidad de
transmisión de estación distante. Entonces, los periodos de medición
de calidad de transmisión se definen para cada uno de los conjuntos
S(i, c) de estaciones distantes con relación al respectivo
intervalo/grupo de calidad de transmisión. Con el fin de medir la
calidad de transmisión de estación distante que tienen una calidad
de transmisión baja más frecuentemente que estaciones distantes que
tiene una calidad de transmisión elevada, los periodos de medición
de calidad de transmisión para conjuntos de estaciones distantes
que cubren un intervalo de calidad de transmisión bajo se establece
de manera que sea menor en comparación con periodos de medición de
calidad de transmisión para conjuntos de estaciones distantes que
cubran un intervalo mayor de calidad de transmisión.
Como una consecuencia de la definición de
periodos de medición de calidad de transmisión de diferencia para
los conjuntos de estaciones distantes, durante una medición de
calidad de transmisión de un cierto conjunto de estaciones
distantes, sólo se mide la calidad de transmisión para estaciones
distantes de ese cierto conjunto de estaciones distantes. Con el
fin de limitar las mediciones de calidad de transmisión para cada
uno de los conjuntos de estaciones distantes, se define un número
máximo N_{máx} de estaciones distantes RS que han de ser
asignadas a un cierto conjunto de estaciones distantes. En caso de
que el número máximo N_{máx} de estaciones distantes excediese en
uno o varios conjuntos de estaciones distantes, el respectivo
conjunto de estaciones distantes se divide en subconjuntos o todos
los conjuntos de estaciones distantes son nuevamente definidos, de
tal manera que cada conjunto contenga como máximo N_{máx}
estaciones distantes RS.
Para asignar las estaciones distantes RS a un
cierto conjunto S(i, c) de estaciones distantes, son posibles
diferentes soluciones, a saber, una asignación estrictamente
ordenada o una asignación basada en el umbral.
Para la asignación estrictamente ordenada, las
primeras N_{máx} estaciones distantes RS que tienen valores
q(m, c) de calidad de transmisión más baja se asignan a un
primer conjunto S(1, c) de estaciones distantes. Las
siguientes N_{máx} estaciones distantes RS con valores q(m
c) de calidad de transmisión baja se asignan a un segundo conjunto
S(2, c) de estaciones distantes, y así sucesivamente. El
último conjunto S(i_{máx}, c) de estaciones distantes
contiene las últimas estaciones distantes RS restantes que tienen
los valores Q(m, c) de calidad de transmisión más elevados.
Como consecuencia de la asignación estrictamente ordenada, todos
los conjuntos S(i, c) de estaciones distantes contienen el
mismo número N_{máx} de estaciones distantes RS, mientras que
sólo el último conjunto S(i_{máx}, c) de estaciones
distantes puede contener menos que N_{máx} estaciones distantes
RS. En la figura 2A se ilustra una asignación estrictamente ordenada
de estaciones distantes RS, en la que el número máximo N_{máx} de
estaciones distantes RS es tres y el número i de conjuntos
S(i, c) de estaciones distantes es tres.
Para la asignación basada en el umbral, los
conjuntos S(i, c) de estaciones distantes se definen para
cubrir un cierto intervalo de calidades de transmisión, cada una de
ellas entre un umbral q_{t} superior e inferior de calidad de
transmisión. Como se muestra en la figura 2B, el conjunto
S(1, c) de estaciones distantes cubre el intervalo de
frecuencias entre el umbral inferior q_{1} y el umbral superior
q_{2}, el conjunto de S(2, c) de estaciones distantes
cubre el intervalo de frecuencias entre el umbral inferior q_{2} y
el umbral superior q_{3}, y así sucesivamente. Los umbrales
q_{t} pueden ser parámetros fijos o se pueden modificar durante
la operación de una respectiva red de comunicaciones en relación con
condiciones deseadas y/o operación real de la misma. Los umbrales
q_{t} no tienen que ser distribuidos uniformemente en el intervalo
de calidad de transmisión considerado.
Si el número de conjuntos de estaciones
distantes RS en un conjunto de estaciones de base S(i, c)
excede del número máximo N_{máx} de estaciones distantes RS, el
respectivo conjunto de estaciones distantes se subdivide en
subconjuntos de estaciones distantes que incluyen no más de
N_{máx} estaciones distantes RS. En la figura 2B se ilustra este
caso para el intervalo de frecuencias entre q_{2} y q_{3}
definiendo subconjuntos S'(2, c) y S''(2, c) de subconjuntos de
estaciones distantes.
Además, es posible definir criterios de
agrupación para conjuntos de estaciones distantes con respecto a
tipos de datos comunicados entre una estación de base y una
estación distante. En lo que respecta a la posibilidad de
comunicación mejorada de redes de comunicaciones conocidas, es
posible que los enlaces de comunicaciones entre diferentes
estaciones distantes y una estación de base común sean usados para
la transmisión de diferentes tipos de datos. Ejemplos de tales
tipos de datos son datos digitales, analógicos, de voz, de vídeo, de
audio, públicos, confidenciales, páginas/lugares de web de
Internet, datos de WAP (Wireless Application Protocol: Protocolo de
Aplicación Inalámbrica), señales de paginación, etc. Con el fin de
mantener una seguridad de transmisión deseada para tales diferentes
tipos de datos, se puede proporcionar una calidad de transmisión
apropiada para los respectivos tipos de datos. Por ejemplo, los
datos confidenciales (por ejemplo, comunicados durante una
operación bancaria por teléfono) requieren una calidad de
transmisión mayor en comparación con la calidad de transmisión
requerida para llamadas de teléfono convencionales con el fin de
transmitir los datos confidenciales de una manera completa,
correcta y segura.
Empleando criterios de agrupación relacionados
con tipos de datos, se determina el tipo de datos comunicados entre
una estación distante RS y una estación de base BS o el tipo de
datos comunicados que requieren la máxima calidad de transmisión. A
continuación, las estaciones distantes RS son asignadas a los
conjuntos S(i, c) de estaciones distantes de acuerdo con el
respectivo tipo de datos determinado que se ha de considerar para
la asignación de estaciones distantes.
En la figura 3 se muestran sólo una estación de
base BS y sólo una estación distante RS de la red de comunicaciones
N de la figura 1. Además, sólo se muestra un canal c como adjudicado
y usado para comunicación.
La estación de base BS comprende medios de
control 1BS conectados a medios remitentes 2BS y medios receptores
3BS. Los medios remitentes y receptores 2BS, 3BS se usan para
comunicación con la estación distante RS y son controlados por los
medios de control 1BS. Para mediciones de calidad de transmisión y,
si se desea, para una determinación de tipos de datos transmitidos
para transmisiones de enlace descendente desde la estación distante
RS, se proporcionan medios 4BS de medición de calidad de
transmisión y medios 7BS de determinación de tipo de datos, como se
ilustra en la figura 3. Además, la estación de base incluye medios
de almacenamiento 6BS en los que se pueden almacenar resultados de
mediciones previas (calidad de transmisión, tipo de datos),
umbrales de calidad de transmisión, períodos mínimo y máximo de
medición de calidad de transmisión, los criterios de agrupación
anteriormente descritos, el número máximo de estaciones distantes
que han de ser asignadas a un conjunto de estaciones distantes,
etc.
Los componentes 1RS, ..., 7RS de las estaciones
distantes RS, mostrados en la figura 3, son similares a los
respectivos componentes de la estación de base BS, pero se usan para
mediciones con respecto a comunicación de enlace ascendente desde
la estación de base BS. En caso de que la estación distante RS sea
operada para definir respectivos periodo de medición de calidad de
transmisión, la estación distante RS es designada como se muestra
en la figura 3, a saber, para incluir medios 5RS para definir
periodos de medición de calidad de transmisión. En vista de los
sistemas de comunicación conocidos, en los que convencionalmente
estaciones distantes realizan respectivas mediciones de transmisión
e informan de los resultados de las mismas a una estación de base
asociada, se contempla que la estación distante RS sea modificada
para no comprender los medios 5RS. Como una consecuencia, es
necesario comunicar resultados de medición de transmisión de la
estación distante RS a la estación de base BS, por ejemplo, por
medio de los medios remitentes 3RS.
La estación de base BS y la estación distante RS
mostradas en la figura 3 están destinadas a ejecutar uno o varios
de los métodos anteriormente descritos para definir periodos de
medición de calidad de transmisión. En particular, es posible que
la estación de base BS utilice un método diferente en comparación
con el método utilizado por la estación distante RS. Además, se
contempla que tanto la estación de base BS como la estación
distante RS utilicen al menos dos de los métodos anteriormente
descritos en combinación, en que una tal combinación incluya una
subsiguiente aplicación de métodos seleccionados y aplicación de
métodos al mismo tiempo.
Claims (16)
1. Un método para medir la calidad de
transmisión entre una estación de base (BS) y al menos una estación
distante (RS) en una red de comunicaciones (N) que tiene al menos un
canal (c) para transferir señales entre dicha estación de base (BS)
y dicha al menos una estación distante (RS), en el que
la estación de base (BS) utiliza un canal
(c_{o}) adjudicado a ella, mientras canales (c_{u1}, ...,
c_{un}) están disponibles para la estación de base (BS), pero no
son usados por ella,
se mide una calidad de canal (Q(c_{o}))
para el canal utilizado, caracterizado porque se mide la
calidad de canal para los canales no usados (Q(c_{u1}),
..., Q(c_{un})), se determina un periodo
(T(c_{o})) de medición de calidad de transmisión
indicativo del intervalo de tiempo entre dos mediciones de calidad
de transmisión sucesivas Q(c_{o}) para el canal utilizado,
de acuerdo con una relación de una medida de calidad para el canal
utilizado Q(c_{o}) y la medida de calidad de un canal no
utilizado (Q(c_{u1}), ..., Q(c_{un}));
mientras
se define un periodo (T(c_{u})) de
medición de calidad de transmisión indicativo del intervalo de
tiempo entre dos mediciones de calidad de transmisión sucesivas
(Q(c_{u})) para un canal dado no usado (c_{u}) de
acuerdo con la relación de una medida de calidad para el canal dado
no usado(Q(c_{o})) y la medida de calidad del canal
dado no usado Q(c_{u}).
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que para la determinación del periodo de medición de calidad
de transmisión entre mediciones de calidad de transmisión
Q(c_{o}) para el canal utilizado, la medida de calidad del
canal no utilizado (Q(c_{u1}), ..., Q(c_{un})), se
refiere al máximo de medida de calidad que ocurre, asociado con
cualquiera de los canales no utilizados.
3. El método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, que comprende además:
- -
- definir criterios de agrupación,
- -
- asignar cada una de dichas al menos una estaciones distantes (RS) a uno de al menos dos conjuntos de estaciones distantes de acuerdo con dichos criterios de agrupación, y
- -
- definir periodos (T_{s1}, ..., T_{sn}) para cada uno de dichos conjuntos de estaciones distantes en relación con dichos criterios de agrupación.
4. El método de la reivindicación 3, que
incluye:
- -
- definir dichos criterios de agrupación como indicativos de al menos dos intervalos/grupos de calidad de transmisión,
- -
- medir la calidad de transmisión para cada una de dichas al menos una estaciones distantes (RS),
- -
- asignar cada una de dichas al menos una estaciones distantes (RS) a uno de dichos conjuntos de estaciones distantes de acuerdo con la respectiva calidad de transmisión de estaciones distantes, y
- -
- definir dichos periodos (T_{s1}, ..., T_{sn}) en relación con uno respectivo de dichos intervalos/grupos de calidad de transmisión.
5. El método de la reivindicación 3, que incluye
los pasos de:
- -
- definir dichos criterios de agrupación como indicativos de al menos dos tipos de datos,
- -
- determinar el tipo de datos que está siendo actualmente comunicado entre dicha estación de base (BS) y cada una de dichas al menos una estaciones distantes (RS),
- -
- asignar cada una de dichas al menos una estaciones distantes (RS) a uno de dichos conjuntos de estaciones distantes de acuerdo con el tipo de datos comunicado hacia/desde la respectiva estación distante (RS), y
- -
- definir los periodos (T_{s1}, ..., T_{sn}) de medición de calidad de transmisión en relación con uno respectivo de dichos tipos de datos.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que dicha medición de esa calidad de transmisión (Q(c))
incluye:
- -
- medir una calidad de transmisión de señales de transmisión entre una estación de base (BS) y al menos una estación distante (RS) a través de al menos un canal (c) adjudicado a dicha estación de base (BS),
- -
- definir una primera métrica de calidad (Q_{s}(t_{1} c)) sobre la base de dichas intensidades de señal,
- -
- medir una calidad de transmisión de señales de transmisión adicionales a través de dicho al menos un canal (c) de dicha estación de base (BS),
- -
- definir una segunda métrica de calidad (Q_{b}(t_{2}, c)) sobre la base de dicha intensidad de señal para dichas señales de transmisión adicionales, e incluyendo dicha definición de ese periodo (T(c)) de medición de calidad de transmisión:
- -
- definir dicho periodo (T(c)) de medición de calidad de transmisión para dicho al menos un canal (c) en relación con dichas métricas de calidad primera y segunda (Q_{s}(t_{1}, c), Q_{b}(t_{2}, c)).
7. El método de la reivindicación 6, en el
que
- -
- dichas primeras métricas de calidad (Q_{s}(t_{1}, c)) son indicativas de interferencia de señal en una respectiva de dichas señales de transmisión causada por dicha estación de base (BS) y/o dicha al menos una estación distante (RS), y
- -
- cada una de dichas segundas métricas de calidad (Q_{b}(t_{2}, c, b)) es indicativa de interferencia de señal en una respectiva de dichas señales de transmisión adicionales causada por dicha el menos una estación de base (BS).
8. El método de la reivindicación 6 o la 7, que
incluye:
- -
- definir una tercera métrica de calidad (Q_{1}(t_{3}, c)) como una función de dichas métricas de calidad primera y segunda (Q_{s}(t_{1}, c), Q_{b}(t_{2}, c, b)), y
- -
- definir dicho periodo (T(c)) de medición de calidad de transmisión en relación con dicha tercera métrica de calidad (Q_{e}(t_{3}, c)).
9. Un método según la reivindicación 8, que
incluye:
- -
- determinar una mínima segunda métrica de calidad (Q_{b}(t_{2,} c)_{min}) de una serie de dicha segunda métrica de calidad (Q_{b}(t_{2}, c)), y
- -
- definir dicha tercera métrica de calidad (Q_{3}(t_{3}, c)) como el mínimo de dicha primera métrica de calidad (Q_{s}(t_{1}, c)) más recientemente definida y dicha mínima segunda métrica de calidad (Q_{b}(t_{2}, c)_{min}).
10. El método de la reivindicación 8 o la 9, que
incluye:
- -
- determinar si la tercera métrica de calidad (Q_{3}(t_{3}, c)) excede de un nivel de calidad de transmisión predeterminado (Q_{th}), y
- -
- adjudicar un respectivo canal a dicha estación de base (BS) para comunicación real con dicha al menos una estación distante (RS).
11. El método de una de las reivindicaciones 1 a
10, en el que
- -
- dichos periodos de medición de calidad de transmisión son fijados para un primer periodo predeterminado (T_{1}) de medición de calidad de transmisión, si dichos periodos de medición de calidad de transmisión exceden de un primer umbral predeterminado (Q1) de calidad de transmisión, y/o
- -
- dichos periodos de medición de calidad de transmisión son fijados en un segundo periodo predeterminado (T_{2}) de medición de calidad de transmisión, si dichos periodos de medición de calidad de transmisión están por debajo de un segundo umbral predeterminado (Q_{2}) de calidad de transmisión, y/o
- -
- dichos periodos (T) de medición de calidad de transmisión se definen para que estén dentro de un intervalo entre un periodo mínimo (T_{min}) de medición de calidad de transmisión y un periodo máximo (T_{máx}) de medición de calidad de transmisión.
12. El método de una de las reivindicaciones 1 a
11, en el que
- -
- las mediciones de calidad de transmisión son realizadas de acuerdo con dichos periodos (T) de medición de calidad de transmisión, y
- -
- dichas mediciones de calidad de transmisión son utilizadas
- -
- para definir nuevos periodos de medición de calidad de transmisión para ser actualmente utilizados, y/o
\newpage
- -
- reasignar dicha al menos una estación distante (RS) a dichos conjuntos de estaciones distantes y/o a dichos subconjuntos de estaciones distantes.
13. El método de una de las reivindicaciones 1 a
12, en el que dicha medición de la citada calidad de transmisión
incluye:
- -
- determinar intensidades de señales y/o números de errores de transmisión para transmisiones de señales entre dicha estación de base (BS) y dicha al menos una estación distante (RS).
14. Un sistema para una red de comunicaciones
(N) que tiene al menos una estación de base (BS) y al menos una
estación distante (RS) que transfieren señales entre sí a través de
al menos un canal (c) para realizar el método de una de las
reivindicaciones 1 a 12, que comprende:
- -
- medios de medición (4BS, 7BS; 4RS, 7RS) para medir la calidad de transmisión para transmisión de señales a través de dicho al menos un canal (c),
- -
- medios (5BS; 5RS) para la definición de al menos un periodo de medición de calidad de transmisión para transmisiones de señales entre dicha estación de base (BS) y dicha al menos una estación distante (RS), y
- -
- medios de control (1BS; 1RS) para la medición de la calidad de transmisión de acuerdo con al menos un periodo de medición de calidad de transmisión.
15. El sistema de la reivindicación 14, estando
dicho sistema destinado a ser operado con respecto a dicho al menos
un canal (c) que es adjudicado a, o disponible para, dicha estación
de base (BS).
16. El sistema de la reivindicación 15, en el
que
- -
- dichos medios de medición (4BS, 7BS; 4RS, 7RS) están situados en dicha estación de base (BS) y/o en dicha al menos una estación distante (RS),
- -
- dichos medios (5BS; 5RS) de definición de periodo de medición de calidad de transmisión están situados en dicha estación de base (BS),
- -
- dichos medios de control (1BS; 1RS) están situados en dicha estación de base (BS) y/o dicha al menos una estación distante (RS), y
- -
- medios de transmisión y recepción (2BS, 3BS; 2RS, 3RS) están dispuestos en dicha estación de base (BS) y en dicha al menos una estación distante (RS) para comunicación de la calidad de transmisión medida.
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