ES2329808T3 - Procedimiento y dispositivo para adaptar un modelo de red radioelectrica a las condiciones de una red radioelectrica real. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para adaptar un modelo de red radioeléctrica a las condiciones de una red radioeléctrica real, que proporciona magnitudes de modelo dependientes de la posición, a partir de datos de medición de las magnitudes de modelo de la red radioeléctrica real obtenidos en posiciones de medición, con las siguientes etapas de procedimiento (a) establecer para una célula radioeléctrica una cuadrícula fina (10), mediante la cual se definen pequeñas parcelas de superficie (12), asignando el modelo de red radioeléctrica un valor de la magnitud de modelo a cada parcela de superficie; (b) establecer una cuadrícula gruesa (20) superpuesta a la cuadrícula fina (10), mediante la cual se forman áreas (22) que abarcan respectivamente una pluralidad de parcelas de superficie (12) de la cuadrícula fina (10); (c) obtener datos de medición (18) en posiciones de medición; y (d) modificar las magnitudes de modelo asignadas a las parcelas de superficie (12) en las diferentes áreas (22) mediante una operación matemática determinada directamente por las magnitudes de medición obtenidas en el área correspondiente y la posición de la parcela de superficie.
Description
Procedimiento y dispositivo para adaptar un
modelo de red radioeléctrica a las condiciones de una red
radioeléctrica real.
La invención se refiere a un procedimiento para
adaptar un modelo de red radioeléctrica a las condiciones de una
red radioeléctrica real, que proporciona magnitudes de modelo
dependientes de la posición, a partir de datos de medición de las
magnitudes de modelo de la red radioeléctrica real obtenidos en
posiciones de medición.
La invención se refiere además a un dispositivo
para realizar este procedimiento.
Las redes radioeléctricas, como las redes
radioeléctricas móviles, incluyen estaciones emisoras distribuidas
por el país. Cada estación emisora da servicio a una "célula".
Cada una de estas células radioeléctricas tiene asignada una
"identificación de célula". Determinadas magnitudes relevantes
para la planificación y función de la célula varían sobre la
superficie de la célula, por ejemplo los "datos de pérdida de
trayecto" que caracterizan la atenuación de cobertura de radio
debida a condicionantes físicos. Con una potencia de emisión
predeterminada de la emisora, emitida en una dirección
predeterminada, la potencia de recepción de una unidad terminal, por
ejemplo un teléfono móvil, disminuye a medida que aumenta la
distancia de la estación emisora. Por un lado, esta disminución se
debe a que la potencia de emisión emitida se distribuye sobre una
superficie de frente de onda que aumenta con la distancia,
similarmente a lo que ocurre con la propagación de la luz. Pero la
disminución también está determinada por absorción, por
edificaciones o por la topografía del terreno.
Para planificar y optimizar una red
radioeléctrica se establecen modelos de red radioeléctrica. Estos
modelos de red radioeléctrica consisten típicamente en los
siguientes componentes:
- Datos de posición (posición de las estaciones,
alturas y orientaciones de antenas, etc.;
- Parámetros de red (parámetros de estación
base, parámetros sectoriales);
- Datos topográficos (mapas de alturas, datos de
ecos parásitos, etc.);
- Datos de cobertura de radio (por ejemplo,
matrices de pérdida de trayecto);
- Configuraciones de servicio;
- Datos de tráfico.
Los datos de cobertura radioeléctrica en cada
célula se representan normalmente en forma de una matriz con
valores que caracterizan la cobertura radioeléctrica. Para ello, el
área de una célula se divide en una cuadrícula de parcelas de
superficie relativamente pequeñas. A cada una de estas parcelas de
superficie se le asignan después "magnitudes de modelo". Éstas
son valores de una magnitud relevante para la función de la red
radioeléctrica válidos para la parcela de superficie
correspondiente. Una magnitud de este tipo consiste principalmente
en las pérdidas de trayecto. También puede ocurrir que la potencia
de emisión de una estación emisora sea recibida con diferentes
intensidades en un punto determinado de la célula, por ejemplo por
reflexiones en diferentes trayectorias con diferentes intensidades
y tiempos de propagación. En este caso, una señal de emisión en
forma de impulso sería recibida como varios impulsos de amplitud
diferente desfasados. Por ello se habla de "respuesta de
impulso". Los valores de una magnitud de modelo de este tipo
asignados a las parcelas de superficie individuales forman una
matriz respectiva.
En la fase de planificación, es decir, antes de
que esté instalada la red radioeléctrica, no se pueden medir las
magnitudes físicas relevantes. Después de la instalación de la red
radioeléctrica tampoco es posible medir magnitudes físicas tales
como las pérdidas de trayecto en cada parcela de superficie
individual. La mayoría de las parcelas de superficie no son nada
accesibles sin más. Además, el coste de una medición de este tipo
en cada parcela de superficie sería extremadamente alto. Por este
motivo se han desarrollado modelos matemáticos para predecir el
canal radioeléctrico, que modelan diferentes magnitudes de
influencia y la influencia de éstas por ejemplo en las pérdidas de
trayecto a partir de leyes físicas o relaciones detectadas
empíricamente. Esto modelos incluyen determinados parámetros.
Por regla general, los modelos de canal así
obtenidos sólo coincidirán con la realidad de forma incompleta. Los
modelos de canal obtenidos en primer lugar se deben adaptar lo mejor
posible a la realidad mediante datos de medición de las magnitudes
reales. Para ello, en procedimientos conocidos los parámetros de los
modelos de canal se modifican por medio de datos de medición. Los
parámetros y términos de los modelos de canal se adaptan paso a
paso y a partir de ello se calculan de nuevo las pérdidas de
trayecto de forma reiterada. Este procedimiento es muy costoso, ya
que no se sabe qué parámetros son responsables (y en qué modo lo
son) de las diferencias entre datos de medición y magnitudes de
modelo, es decir, cómo hay que modificar los parámetros para
reducir al mínimo las diferencias entre el modelo y la realidad.
La publicación de D. J. Y Lee y W. C. Y Lee
"Fine Tune Lee Model", pp. 406-410 IEEE
Conference on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 18 a
21 de septiembre de 2000, es un ejemplo de este estado actual de la
técnica.
El documento WO 02/073997 A1 da a conocer un
procedimiento para adaptar un modelo de pérdida de trayecto a las
condiciones de una red radioeléctrica real en el que, en primer
lugar, a partir de informaciones de una estación base, es decir,
potencia de emisión, patrón de emisión y cota, informaciones
topográficas y datos de medición, es decir, la intensidad de la
señal, en posiciones de medición se obtiene un modelo de pérdida de
trayecto. El modelo resultante de los datos físicos se apoya
mediante los datos de medición reales. Como ya se ha indicado
anteriormente, los datos de medición influyen en los parámetros del
modelo. Un modelo de pérdida de trayecto de este tipo proporciona
una magnitud de modelo en forma de un valor de pérdida de trayecto
para cada punto de un área de emisión considerada. Por regla general
existen diferencias entre los valores de pérdida de trayecto
obtenidos del modelo y los datos de medición reales. Estas
diferencias se han de atribuir a zonas de sombra. Para tener en
cuenta estas zonas de sombra, en el siguiente paso, la zona de
sombra se evalúa estadísticamente, con lo que se obtienen
parámetros para una previsión de zonas de sombra en el área en
cuestión. Por consiguiente, para las zonas de sombra se utiliza un
segundo modelo cuyos parámetros se determinan a partir de las
diferencias entre los datos de medición y los valores de pérdida de
trayecto obtenidos a partir del primer modelo. Los valores de zona
de sombra así obtenidos se superponen a los valores de pérdida de
trayecto obtenidos a partir del primer modelo. Si los valores de
medición son muy fiables, los valores de pérdida de trayecto así
obtenidos a partir de los modelos se pueden sustituir en las
posiciones de medición por los datos de medición reales. En cambio,
en caso de una menor fiabilidad de los valores de medición se
utiliza una media ponderada de valores de medición y magnitudes de
modelo.
Por consiguiente, en el procedimiento descrito
en el documento WO 02/073997 A1 se trabaja en dos etapas con dos
modelos cuyos parámetros se determinan mediante datos de medición
obtenidos en determinados posiciones de medición. En consecuencia,
al igual que en el estado anterior de la técnica arriba mencionado,
en este caso también se trata de la determinar parámetros de
modelos. La sustitución de las magnitudes de modelo por los datos
de medición reales tiene lugar en todo caso en las propias
posiciones de medición.
El documento US 2002/0009992 describe un
procedimiento en el que se mide la intensidad de la señal en una
célula mediante una unidad de recepción móvil y se pone en relación
con la potencia de emisión para registrar las pérdidas de trayecto.
Las intensidades de señal se combinan con una información de
posición obtenida por ejemplo mediante navegación por satélite.
El documento WO 02/10942 A1 se refiere a un
ordenador que proporciona un modelo tridimensional de un entorno en
el que está instalada o se va a instalar una red de
telecomunicaciones. Un ordenador portátil incluye medios para
descargar y almacenar en memoria al menos una parte de este modelo
tridimensional y medios para visualizar la representación de la
imagen tridimensional. Del mismo modo, en este modelo tridimensional
del entorno también se pueden visualizar valores de modelo
correspondientes a un modelo de red radioeléctrica y en caso dado
valores de medición.
La invención tiene por objetivo adaptar un
modelo de red radioeléctrica a las circunstancias reales en la red
radioeléctrica con ayuda de datos de medición, de un modo más
sencillo que en el estado actual de la técnica.
Este objetivo se resuelve según la invención en
un procedimiento del tipo indicado en la introducción mediante los
siguientes pasos de procedimiento:
(a) establecer una cuadrícula fina (10) en una
célula, mediante la cual se forman pequeñas parcelas de superficie
(12), asignando el modelo de red radioeléctrica un valor de la
magnitud de modelo a cada parcela de superficie;
(b) establecer una cuadrícula gruesa (20)
superpuesta a la cuadrícula fina (10), mediante la cual se forman
áreas que abarcan respectivamente una pluralidad de parcelas de
superficie (12) de la cuadrícula fina (10);
(c) obtener datos de medición (18) en posiciones
de medición; y
(d) modificar las magnitudes de modelo asignadas
a las parcelas de superficie (12) en las diferentes áreas (22)
mediante una operación matemática determinada directamente por las
magnitudes de medición obtenidas en el área correspondiente y la
posición de la parcela de superficie.
Por consiguiente, de acuerdo con el
procedimiento según la invención, los parámetros de un modelo de
canalón se modifican conforme a los datos de medición, con lo cual
(de acuerdo con el estado actual de la técnica) se calcularían de
nuevo los valores de las magnitudes de modelo en todas las parcelas
de superficie. En lugar de ello, las magnitudes de modelo se
modifican directamente sin tener en cuenta ningún modelo de canal.
Esto se lleva a cabo en las magnitudes de modelo de todas las
parcelas de superficie mediante una operación matemática
determinada. Esta operación depende directamente de manera
respectiva de datos de medición y de la posición de la parcela de
superficie correspondiente.
La operación matemática puede incluir una
interpolación.
Esta interpolación se puede llevar a cabo
mediante las siguientes etapas de procedimiento:
- hacer resumen de los datos de medición de las
posiciones de medición de cada área de la cuadrícula gruesa para
obtener en cada caso un valor representativo de la magnitud general
de estos datos de medición;
- establecer un punto de referencia dentro del
área de la cuadrícula gruesa a la que se le asigna el valor
representativo de los datos de medición;
- establecer un radio de influencia alrededor
del punto de referencia;
- modificar las magnitudes de modelo en todas
las parcelas de superficie dentro del radio de influencia de
acuerdo con una función decreciente con la distancia correspondiente
entre la parcela de superficie y el punto de referencia.
Ventajosamente, el valor representativo de la
magnitud de los datos de medición es un valor promedio (aritmético
o geométrico) de los datos de medición. También se puede tratar de
una media ponderada.
En una utilización preferente del procedimiento
según la invención, las magnitudes de modelo son datos modelados de
pérdida de trayecto y los datos de medición son datos de pérdida de
trayecto determinados a partir de la potencia de recepción de las
señales de referencia emitidas por las células de la red
radioeléctrica.
No obstante, las magnitudes de modelo también
pueden ser respuestas de impulso modeladas en el sentido
anteriormente explicado. Estas respuestas de impulso están
caracterizadas por varias magnitudes físicas, a saber: potencias de
recepción o datos de pérdida de trayecto y las diferencias de fase y
de tiempo de propagación correspondientes. Estas magnitudes físicas
se pueden resumir en matrices.
Preferentemente, en primer lugar están previstas
las siguientes etapas de procedimiento:
- obtener datos de medición en toda la
célula;
- determinar un valor representativo de las
magnitudes de estos datos de medición;
- formar un valor representativo de las
magnitudes de modelo en toda la célula;
- calcular la diferencia entre los valores
representativos de las magnitudes de datos de medición y datos de
modelo; y
- corregir las magnitudes de modelo con esta
diferencia.
También en este caso, las magnitudes de los
valores representativos de las magnitudes de modelo y los datos de
medición ventajosamente son valores medios.
De este modo, en primer lugar se elimina una
"desviación" sistemática entre los valores de las magnitudes
de modelo y los datos de medición de toda la célula. El valor medio
de los datos de medición de toda la célula coincide con el valor
medio de las magnitudes de modelo de toda la célula. No obstante,
por regla general puede haber y habrá desviaciones locales. Estas
desviaciones locales se compensan del modo arriba descrito.
Un dispositivo para realizar el procedimiento
descrito, con una base de datos en la que está almacenado un modelo
de red radioeléctrica virtual con magnitudes de modelo dependientes
de la posición, y con un dispositivo de medición para generar datos
de medición dependientes de la posición de la red radioeléctrica
real modelada en posiciones de medición, está caracterizado según
la invención por medios de procesamiento de datos a través de los
cuales se puede modificar cada una de las magnitudes de modelo
directamente conforme a los datos de medición mediante una
operación matemática en el sentido de adaptar las magnitudes de
modelo a los datos de medición.
El dispositivo de medición puede responder a la
potencia de recepción de señales de referencia emitidas por las
células. Además, el dispositivo de medición puede estar adaptado
para detectar la identificación de la célula. Preferentemente, el
dispositivo de medición es móvil, por ejemplo está montado en un
automóvil de medición que recorre carreteras en el área de la
célula. El dispositivo de medición también puede consistir en una
unidad terminal de la red radioeléctrica. También resulta
conveniente que el dispositivo de medición incluya medios para
determinar la posición de recepción actual correspondiente, por
ejemplo un receptor para navegación por satélite. También pueden
estar previstos medios para registrar y emitir los datos de medición
junto con la identificación de la célula y la posición en el
momento de la medición.
A partir de un modelo de red radioeléctrica
adaptado del modo descrito se puede llevar a cabo una optimización
de la red radioeléctrica, por ejemplo modificando el ángulo de la
antena de la estación emisora.
A continuación se explica más detalladamente un
ejemplo de realización de la invención con referencia a los dibujos
correspondientes.
La figura 1 es una representación esquemática
para explicar el procedimiento según la invención y muestra una
cuadrícula fina y una cuadrícula gruesa sobre un área de una célula,
formando la cuadrícula fina pequeñas parcelas de superficie y la
cuadrícula gruesa áreas grandes que abarcan varias parcelas de
superficie de la cuadrícula fina.
La figura 2 es una representación esquemática de
un dispositivo para la realización del procedimiento según la
invención.
La figura 3 es un diagrama de bloques que
muestra el desarrollo del procedimiento según la invención.
La figura 4 es un diagrama de bloques que
muestra detalladamente el procesamiento previo de acuerdo con el
bloque 48 de la figura 3.
La figura 5 es un diagrama de bloques que
muestra detalladamente la corregir la desviación total de acuerdo
con el bloque 50 de la figura 3.
La figura 6 es un diagrama de bloques que
muestra detalladamente la adaptación local de acuerdo con el bloque
52 de la figura 3.
La figura 7 es una representación esquemática
que ilustra la corregir una matriz de pérdida de trayecto
originalmente existente mediante valores de medición reales.
La figura 8 es una representación esquemática
que muestra el desarrollo de las funciones de interpolación
decrecientes desde los puntos de referencia en todas direcciones, en
forma de curvas de nivel.
En la figura 1 se designa con el número 10 una
cuadrícula fina que divide una célula de una red radioeléctrica en
una cuadrícula de pequeñas parcelas de superficie 12. Cada parcela
de superficie 12 tiene asignado un valor de una magnitud de modelo.
Esta magnitud de modelo está formada, por ejemplo, por datos de
pérdida de trayecto. Los datos de pérdida de trayecto indican la
atenuación de la potencia de emisión emitida por una estación
emisora en la dirección de la parcela de superficie correspondiente
por el canal radioeléctrico hasta la parcela de superficie 12
correspondiente. Las magnitudes de modelo asignadas a la parcela de
superficie 12 están indicadas mediante puntos 14. Las magnitudes de
modelo resultan de un modelo de canal. Este modelo de canal se ha
desarrollado en primer lugar como modelo matemático teniendo en
cuenta las diferentes influencias como distancia, topografía del
terreno, edificaciones y plantaciones, etc., y también mediante
relaciones halladas empíricamente. Por regla general, el modelo de
canal todavía no coincide con la realidad. Se adapta a la realidad a
través de mediciones. Las mediciones no se pueden llevar a cabo en
cada parcela de superficie individual. En la figura 1 se llevan a
cabo mediciones del valor real de la magnitud de modelo o de una
magnitud física a partir de la cual se deriva la magnitud de
modelo, por ejemplo las potencias de recepción a partir de las
cuales se obtienen los datos de pérdida de trayecto, a lo largo de
un recorrido 16. Este recorrido puede consistir por ejemplo en una
carretera a lo largo de la cual se desplaza un automóvil de
medición. Se obtienen datos de medición dependientes de la
posición, que están representados en la figura 1 mediante puntos
18.
A partir de estos datos de medición 18, que no
incluyen todas las parcelas de superficie 12, se lleva a cabo
directamente una corrección de las magnitudes de modelo 14 mediante
interpolación. Esto tiene lugar de la siguiente manera:
Sobre la cuadrícula fina 10 se superpone una
cuadrícula gruesa 20. La cuadrícula gruesa 20 divide una célula en
áreas 22. Cada una de estas áreas 22 incluye una cantidad grande de
pequeñas parcelas de superficie 12. En cada una de estas áreas se
fija un punto de referencia 24. Convenientemente, los puntos de
referencia 24 son los puntos centrales de las áreas 22
esencialmente rectangulares.
A continuación, para corregir el modelo de red
radioeléctrica se procede de la siguiente manera:
En primer lugar se lleva a cabo una corrección
global de una desviación de las magnitudes de modelo de toda la
célula. Para ello se forman por un lado los valores medios de los
valores de medición y por otro lado los valores medios de las
magnitudes de modelo en toda la célula. Todas las magnitudes de
modelo se corrigen a partir de la diferencia de estos valores
medios.
Sin embargo, después de esta etapa todavía puede
haber desviaciones locales entre los valores de medición y las
magnitudes de modelo corregidas de este modo. Por consiguiente, a
continuación se lleva a cabo otra adaptación local de las
magnitudes de modelo mediante una interpolación. Con este fin se
forman los valores medios de los datos de medición para cada área
22 de la cuadrícula gruesa 20 en la que se han obtenido estos datos
de medición. La magnitud de modelo en el punto central 24 de una de
estas áreas se fija en un valor dependiente de dicho valor medio.
Las magnitudes de modelo de las otras parcelas de superficie 12 de
este área se corrigen conforme a una función que decrece desde este
punto a medida que aumenta la distancia al punto central.
En la figura 2 está representado un dispositivo
para la realización del procedimiento arriba descrito. En la figura
2 se designa con el número 26 la red radioeléctrica, que aquí está
representada esquemáticamente. Un dispositivo de medición 28 recibe
datos de medición de la red radioeléctrica. El dispositivo de
medición 28 es móvil y, en el presente ejemplo, se mueve a lo largo
del recorrido 16 de la figura 1. El dispositivo de medición 28
puede estar montado sobre un automóvil de medición. También se puede
tratar de una unidad terminal de la red radioeléctrica. El
dispositivo de medición incluye un dispositivo para determinar la
posición instantánea del dispositivo de medición. Éste puede
consistir en un receptor de navegación por satélite (por ejemplo
GPS) o un dispositivo radiogoniométrico que determina la posición
del dispositivo de medición tomando marcaciones de varias
estaciones emisoras.
La red radioeléctrica incluye varias células que
se pueden solapar. Cada célula posee su propia identificación. El
dispositivo de medición responde a estas identificaciones. De este
modo, en caso de un solapamiento los datos de medición obtenidos
pueden ser respectivamente asignados a las células individuales.
El dispositivo de medición 28 puede determinar,
registrar y emitir los datos de medición obtenidos.
Los datos de la red radioeléctrica 26 están
almacenados en una base de datos. Estos datos también incluyen las
magnitudes de modelo del modelo de red radioeléctrica
"original" no corregido. Esto está representado en la figura 2
mediante una interfaz bidireccional entre la base de datos 32 y la
red radioeléctrica 26. La base de datos 32 presenta a su vez una
conexión de intercambio de datos con un dispositivo de cálculo 36 a
través de una interfaz bidireccional 34.
En el dispositivo de cálculo 36 está almacenado
en una memoria 38 en primer lugar el modelo de red radioeléctrica
con magnitudes de modelo en forma de datos de planificación de red
radioeléctrica. Una unidad de cálculo 40 obtiene datos de medición
del dispositivo de medición 28. Esto está indicado mediante una
flecha 42. La unidad de cálculo 40 presenta una conexión
bidireccional de intercambio de datos con la memoria 38. Por
consiguiente, obtiene las magnitudes de modelo del modelo de red
radioeléctrica y los datos de medición. A partir de ello, la unidad
de cálculo realiza las operaciones matemáticas arriba descritas, es
decir, la corrección de una desviación de las magnitudes de modelo
con respecto a las magnitudes de medición y la corrección local
subsiguiente. Las magnitudes de modelo así corregidas son
transmitidas de vuelta a la memoria y almacenadas en la base de
datos 32 a través de la interfaz 34. La unidad de cálculo 40 es
manejada por una persona a la que se le ha encomendado la
planificación y optimización de la red radioeléctrica.
La base de datos obtiene a través de la interfaz
30 informaciones de la red radioeléctrica 26 sobre cambios en la
red radioeléctrica o por ejemplo sobre la cantidad de conexiones no
establecidas. Éstas son tenidas en cuenta para la optimización de
la red radioeléctrica.
En una realización concreta del procedimiento
según la invención de acuerdo con la figura 3 existían datos de
planificación de red radioeléctrica 44 para un territorio urbano de
aproximadamente 53 km^{2} con 66 estaciones emisoras de una red
UMTS. Cada una de las estaciones emisoras disponía de una a tres
células con una respectiva antena individual.
Los datos de planificación de red radioeléctrica
incluían mapas de alturas del terreno con cuya ayuda se calcularon
matrices de pérdida de trayecto para todas las células conforme a un
modelo de propagación radioeléctrica bastante impreciso. En
particular, con este modelo de propagación no se pudo tener en
cuenta la influencia de la estructura de los edificios en el
territorio en cuestión, ya que no había datos disponibles para ello.
Por consiguiente, era de esperar que hubiera en parte desviaciones
claras entre estos datos de predicción de pérdida de trayecto y los
datos de medición de las pérdidas de trayecto registrados en dicho
territorio. Para las matrices de pérdida de trayecto se eligió una
resolución de 25 m x 25 m, con lo que establecieron las pequeñas
parcelas de superficie de la cuadrícula fina mencionada en la
reivindicación 1.
Los datos de planificación de red radioeléctrica
también incluían datos sobre las posiciones de las estaciones
emisoras, las antenas utilizadas en las células junto con su
orientación, y otros factores de atenuación adicionales. Las
antenas se representaron mediante un modelado tridimensional
adecuado de sus diagramas de antena. Además, en los datos de
planificación de red radioeléctrica también estaban almacenadas las
potencias de emisión de las señales piloto y de referencia emitidas
por las células individuales, y las identificaciones de célula
también transmitidas en forma de códigos de aleatorización
(srambling codes). Con ayuda de estos datos, a partir de las
pérdidas de trayecto dadas en las matrices se pudo calcular la
distribución superficial de la potencia de recepción predicha de
las señales piloto también en forma de matriz. Estas matrices de
potencia de recepción tienen la misma división en cuadrícula que
las matrices de pérdida de trayecto utilizadas como base, es decir,
en el ejemplo 25 m x 25 m.
En el territorio real de la red radioeléctrica
UMTS reflejado en los datos de planificación de red radioeléctrica
presentes se realizaron mediciones con un aparato de radiodetección
móvil. El aparato de medición podía medir la potencia de recepción
de la señal piloto y también, por medio del código de
aleatorización correspondiente, detectar desde qué célula había
sido emitida cada señal piloto. Además, la posición de recepción de
cada valor de medición registrado se determinó mediante un receptor
GPS y se almacenó en memoria. Durante la medición, el aparato de
radiodetección móvil recorrió una serie de carreteras, por lo que
había disponible una cantidad suficiente de valores de medición 46
del territorio examinado en forma de datos de entrada según la
figura 3. Para comparar los valores de medición con los valores de
predicción de la potencia de recepción de las señales piloto antes
de la adaptación, en primer lugar se halló adecuadamente la media
local de los dos valores y a continuación se compararon en todos
las posiciones de medición. En el presente ejemplo resultó que entre
ambos valores había una desviación media de más de 13,5 dB con una
desviación estándar de más de 11 dB.
El procedimiento según la invención se ejecutó
en un dispositivo de cálculo, por lo que la adaptación de las
matrices de pérdida de trayecto mediante los valores de medición
pudo tener lugar de forma automática. En primer lugar, los datos de
entrada fueron sometidos a un procesamiento previo en un paso 48. En
este contexto, de acuerdo con la figura 4 primero se estableció una
cuadrícula gruesa de 250 m x 250 m en la etapa 56, correspondiendo
la distancia entre dos parcelas de superficie adyacentes de esta
cuadrícula gruesa aproximadamente a la distancia media entre dos
carreteras con valores de medición disponibles. A continuación, con
esta parametrización, en la etapa 58 se asignaron los valores de
medición geográficamente a las parcelas de superficie
correspondientes de la cuadrícula gruesa y en la etapa 60 se obtuvo
el promedio célula a célula. Además, en la etapa 62 se contaron
todos los valores de medición asignados a una célula determinada,
tanto en total como por parcela de superficie de la cuadrícula
gruesa. La asignación a las células se estableció mediante el código
de aleatorización de la célula correspondiente medido en cada caso.
Por medio de la cantidad total de valores de medición por célula,
en la etapa 64 se decidió si era necesaria una adaptación de la
matriz de pérdida de trayecto en el sentido de la invención para
cada célula. Si había demasiado pocos valores de medición para una
célula no se realizaba la adaptación, ya que los valores de
medición existentes no eran suficientemente fiables. Por ejemplo,
para algunas células no había disponible ningún valor de medición,
ya que durante el recorrido de medición estaban desconectadas y no
emitían. En consecuencia, estas células fueron excluidas
automáticamente de la adaptación. Además, en la etapa 66 se decidió
si había suficientes valores de medición para la posterior
adaptación local de cada célula y parcela de superficie de la
cuadrícula gruesa. Si la cantidad de valores de medición en una
parcela de superficie determinada para una célula concreta era
inferior a una cantidad mínima predeterminada, la parcela de
superficie correspondiente para la célula respectiva se excluía de
la adaptación local.
Después tuvo lugar la adaptación propiamente
dicha de las matrices de pérdida de trayecto mediante los valores
de medición en dos pasos 50 y 52 según la figura 3.
En primer lugar se llevó a cabo una adaptación
total de cada una de las células para las que se disponía de
suficientes valores de medición, de acuerdo con el esquema de
proceso de la figura 5. Para ello, en la etapa 68 se halló la
media, célula a célula, de todos los valores de medición asignados a
la célula correspondiente a través del código de aleatorización.
Además, en la etapa 70 se halló la media de los valores de potencia
de recepción predichos de la señal piloto en las posiciones de
medición correspondientes de cada célula, y las dos medias se
compararon entre sí. La relación (o la diferencia en el caso de la
unidad logarítmica decibelio) de las dos medias dio como resultado
en la etapa 72 la desviación total de los valores predichos con
respecto a los valores de medición. En la etapa 74, los valores de
matriz correspondientes de todas las parcelas de superficie de la
cuadrícula fina se corrigieron conforme a dicha desviación
total.
Después, en la segunda etapa se llevó a cabo la
adaptación local de las matrices de pérdida de trayecto de acuerdo
con el esquema de proceso de la figura 6. En la etapa 76, en cada
parcela de superficie de la cuadrícula gruesa se fijó el punto
central correspondiente como punto de referencia. En la etapa 78 se
calcularon las desviaciones entre los valores de medición
previamente promediados y los valores de potencia de recepción
predichos de las señales piloto por cada célula y parcela de
superficie de la cuadrícula gruesa. A continuación, en la etapa 80,
estas desviaciones (en adelante también denominadas valores de
desviación de medición) se asignaron a los puntos de referencia
correspondientes célula a célula. Utilizando los valores de
desviación de medición como punto de apoyo, en la etapa 82 se formó
una función de interpolación con la que se rellenaron los espacios
entre los puntos de apoyo conforme a una función decreciente con la
distancia. En la figura 7 está representado un ejemplo de una
función de interpolación 88 para una célula cualquiera, estando
indicados los valores de desviación de medición en los puntos de
apoyo mediante los puntos 86. Para la función de interpolación se
puede definir un radio de influencia alrededor de cada punto de
apoyo, que indica el área de influencia de la función decreciente
con la distancia. Este radio de influencia puede corresponder por
ejemplo a la anchura de la cuadrícula gruesa (es decir, en este
caso 250 m). La figura 8 representa las curvas de nivel del ejemplo
de función de interpolación 88. Se pueden reconocer claramente los
óvalos alrededor de los puntos de apoyo, que ilustran la caída
creciente con la distancia. Una vez formada la función de
interpolación, ésta se utiliza en la etapa 84 en todas las pequeñas
parcelas de superficie de la matriz original de pérdida de trayecto
90 de la célula correspondiente. Si las dos matrices están a escala
logarítmica, esta operación consiste en una suma. El resultado es
la matriz adaptada de pérdida de trayecto 92 representada en la
parte derecha de la figura 7, que incluye las influencias de la
potencia de recepción de señal piloto medida en la célula
correspondiente. En comparación con la matriz original de pérdida
de trayecto 90, aquí se puede observar claramente el efecto de la
función de interpolación. Los tres valores de apoyo 86 escogidos a
modo de ejemplo se pueden encontrar de nuevo claramente en forma de
elevaciones 94 correspondientes en la matriz de pérdida de trayecto
resultante.
Gracias a la automatización informática, este
procedimiento de dos etapas se pudo ejecutar por completo en apenas
unos segundos para todas las matrices de pérdida de trayecto.
Después de adaptar las matrices de pérdida de trayecto de todas las
células a los valores de medición del modo descrito, se llevó a cabo
una nueva comparación entre los datos de medición y las matrices de
potencia de recepción predichas. Se comprobó que la desviación
media se podía reducir a menos de 1,4 dB con una desviación estándar
de menos de 9 dB.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencia citada por el solicitante
lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los
documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido
cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones
y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.
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Lee. Fine Tune Lee Model. IEEE Conference on Personal, Indoor
ans Mobile Radio Communications, 18 Septiembre 2000,
406-410 [0008]
Claims (15)
1. Procedimiento para adaptar un modelo de red
radioeléctrica a las condiciones de una red radioeléctrica real,
que proporciona magnitudes de modelo dependientes de la posición, a
partir de datos de medición de las magnitudes de modelo de la red
radioeléctrica real obtenidos en posiciones de medición, con las
siguientes etapas de procedimiento
(a) establecer para una célula radioeléctrica
una cuadrícula fina (10), mediante la cual se definen pequeñas
parcelas de superficie (12), asignando el modelo de red
radioeléctrica un valor de la magnitud de modelo a cada parcela de
superficie;
(b) establecer una cuadrícula gruesa (20)
superpuesta a la cuadrícula fina (10), mediante la cual se forman
áreas (22) que abarcan respectivamente una pluralidad de parcelas de
superficie (12) de la cuadrícula fina (10);
(c) obtener datos de medición (18) en posiciones
de medición; y
(d) modificar las magnitudes de modelo asignadas
a las parcelas de superficie (12) en las diferentes áreas (22)
mediante una operación matemática determinada directamente por las
magnitudes de medición obtenidas en el área correspondiente y la
posición de la parcela de superficie.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la operación matemática incluye una
interpolación.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la operación matemática incluye las
siguientes etapas de procedimiento:
- hacer resumen de los datos de medición (18) de
las posiciones de medición de cada área (22) de la cuadrícula
gruesa (20) para obtener un respectivo valor representativo de la
magnitud general de estos datos de medición;
- establecer un punto de referencia (24) dentro
del área (22) de la cuadrícula gruesa (20) a la que se le asigna el
valor representativo de los datos de medición (18);
- establecer un radio de influencia alrededor
del punto de referencia (24); y
- modificar las magnitudes de modelo en todas
las parcelas de superficie (12) dentro del radio de influencia de
acuerdo con una función decreciente con la distancia entre la
parcela de superficie correspondiente y el punto de referencia.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque el valor representativo de la magnitud
de los datos de medición es un valor promedio de los datos de
medición.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las magnitudes
de modelo son datos modelados de pérdida de trayecto y los datos de
medición son datos de pérdida de trayecto determinados a partir de
la potencia de recepción de las señales de referencia emitidas por
las células de la red radioeléctrica.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las magnitudes
de modelo son respuestas de impulso modeladas.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en primer lugar
están previstos las siguientes etapas de procedimiento:
- obtener datos de medición en toda la célula
radioeléctrica;
- determinar un valor representativo de las
magnitudes de estos datos de medición;
- formación de un valor representativo de las
magnitudes de modelo en toda la célula radioeléctrica;
- calcular la diferencia entre los valores
representativos de las magnitudes de datos de medición y datos de
modelo; y
- corregir las magnitudes de modelo con esta
diferencia.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque las magnitudes de los valores
representativos de las magnitudes de modelo y los datos de medición
son valores promedio.
9. Dispositivo para llevar a cabo el
procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo
una base de datos (38) en la se almacena un modelo de red
radioeléctrica virtual con magnitudes de modelo dependientes de la
posición, y con un dispositivo de medición (28) para generar datos
de medición (18) dependientes de la posición de la red
radioeléctrica real modelada en posiciones de medición,
caracterizado por medios de procesamiento de datos (36)
adaptados para modificar cada una de las magnitudes de modelo
directamente conforme a los datos de medición (18) mediante una
operación matemática en el sentido de adaptar las magnitudes de
modelo a los datos de medición.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque el dispositivo de medición (28)
responde a la potencia de recepción de señales de referencia
emitidas por las células radioeléctricas.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el dispositivo de medición (28) está
adaptado para detectar la identificación de la célula
radioeléctrica.
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque el dispositivo
de medición es móvil.
13. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el dispositivo
de medición (28) consiste en un terminal de la red
radioeléctrica.
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque el dispositivo
de medición (28) incluye medios para detectar la posición de
recepción actual correspondiente.
15. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 11 y 14, caracterizado por medios para
registrar y emitir datos de medición junto con la identificación de
la célula y la posición en el instante de la medición.
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