ES2332047T3 - Procedimiento para ensayar un sistema de red celular. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para ensayar un sistema de red celular en el que el establecimiento de un enlace de comunicación entre dos abonados comienza con una fase de negociación que comprende los dos pasos siguientes: a) Uno de los abonados envía a una administración de la red una solicitud (1; 21) para la conexión con el otro abonado; b) La administración de la red envía de retorno una respuesta (4, 7, 10; 23) al abonado, en base a lo cual el enlace puede ser establecido, siempre que la respuesta (4, 7, 10; 23) de la administración de la red cumpla con ciertas condiciones; procedimiento éste que está caracterizado porque, para comprobar el sistema de la red celular, la solicitud (1; 21) del abonado y la respuesta (4, 7, 10; 23) de la administración de la red son controladas y analizadas; y caracterizado porque la solicitud enviada a la administración de la red es una solicitud específica (21); así como caracterizado porque el proceso del establecimiento es finalizado activamente después de la fase de negociación, antes de ser establecido un enlace efectivo.
Description
Procedimiento para ensayar un sistema de red
celular.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para ensayar un sistema de red celular según el cual
el establecimiento de un enlace de comunicación entre dos abonados
comienza con una fase de negociación que comprende los pasos de que
uno de los abonados envía a una administración de la red una
solicitud para la conexión con el otro abonado, y la administración
de la red envía, en base a esta solicitud, una respuesta al abonado
después de lo cual el enlace puede ser establecido, siempre que la
respuesta de la administración de la red cumpla con ciertas
condiciones. La invención se refiere, además, a un dispositivo para
ensayar un sistema de red celular así como a un sistema de red
celular.
Las redes celulares o redes de telefonía móvil
han evolucionado desde las anteriores redes de segunda generación
-en las que la comunicación principal consiste en las llamadas de
voz- hasta las redes de segunda generación (y las generaciones
siguientes), en las que está disponible, asimismo, una comunicación
de datos y de multimedia. Los típicos ejemplos de las redes de
segunda generación comprenden las tecnologías de GSM, TDMA, etc.,
mientras que las redes de tercera generación están basadas en las
tecnologías como UMTS/WCDMA, cdma 1x, etc., etc. En las redes de
tercera generación se ofrecen unos servicios como son telefonía por
vídeo, o los flujos de audio o de vídeo. También son ofrecidas las
conexiones de MMS con la transmisión de imagen, de fotos, de texto
y/o de voz. Cada uno de estos diferentes servicios establece
distintas exigencias a las capacidades, tanto de la red celular
como del terminal del usuario, y ello requiere diferentes
condiciones de radio-comunicación en relación con la
disponible potencia de transmisión, el ancho de banda libre, el
porcentaje tolerable de errores durante la transmisión, así como en
relación con el estado momentáneo de interferencias desde otras
fuentes, etc., etc.
Al interesarse un abonado por un servicio
particular como, por ejemplo, por la telefonía con vídeo, no es
seguro que la solicitada conexión pueda ser establecida con éxito
en todos los lugares y en cada momento. Esto es debido a que las
capacidades necesarias y las condiciones para una
radio-comunicación de telefonía con vídeo o no
pueden estar disponibles o pueden no ser apropiadas en este momento
y en este lugar.
El resultado final consiste en que el abonado
puede, a veces, establecer una conexión de telefonía con vídeo y,
otras veces, la red no puede ofrecer este servicio (o solamente
puede ofrecer una conexión degradada en la cual son pobres las
calidades, tanto del vídeo como de la voz). Esta incertidumbre es
aplicable también a la posición geográfica del abonado que solicita
el servicio, y ello depende si el mismo se encuentra cerca de las
estaciones de base, cerca de otras fuentes de interferencias, etc.,
etc.
Por consiguiente, los operadores de las redes
celulares necesitan ensayar sus redes para averiguar en qué momento
y en qué lugar están disponibles qué tipo de servicios así como
para conocer sus respectivas calidades. Es difícil deducir estos
resultados de cálculos teóricos, teniendo en cuenta que el estado
de la red y las interferencias varía fuertemente en función del
tiempo y del lugar.
Los ensayos para establecer si un tipo
particular de servicio puede ser ofrecido por la red en un momento
dado y en un determinado lugar, así como para evaluar la respectiva
calidad, están basados normalmente en un "procedimiento
intrusivo", es decir, para el servicio a ensayar es efectuada
una conexión real. En el ejemplo de una llamada de voz, resulta que
un dispositivo de ensayo es colocado en un lugar determinado, y en
el momento deseado es establecida una conexión de llamada de voz
con otro abonado. La conexión es controlada y la información así
obtenida es analizada ulteriormente para evaluar la calidad de la
red.
Si bien este procedimiento intrusivo ha sido
aplicado ampliamente para ensayar las llamadas de voz en las redes
de segunda generación el mismo tiene, sin embargo, importantes
inconvenientes al ser empleado para ensayar los distintos servicios
ofrecidos por las redes de tercera generación (y de generación
siguientes). El problema principal consiste en et hecho de que el
procedimiento intrusivo requiere que sea establecida una conexión
momentánea y, por consiguiente, este procedimiento emplea un tanto
de las apreciadas capacidades de la red. El procedimiento genera,
simultáneamente, una interferencia adicional. De este modo, los
ensayos intrusivos molestan en la red que se está ensayando. A
título de ejemplo, una célula de radiocomunicación en el sistema
WCDMA, puede hoy hacer frente solamente a tres o cuatro conexiones
de 384 kbps, en función de la distancia entre el abonado y la
célula de radiocomunicación y del estado actual de interferencias.
Obviamente, el establecimiento de una momentánea conexión de 384
kbps según el ensayo intrusivo empleará una de estas tres (o cuatro)
conexiones disponibles, y ello conduce a una pérdida en la
capacidad de la red y, por lo tanto, en la recaudación obtenida del
abonado.
El problema queda agravado por el hecho de que
para cada tipo de servicio (telefonía con vídeo, conexión de datos
de 384 kbps, flujo de vídeo, llamada de voz, etc.) es necesario
establecer por lo menos una conexión para averiguar si el servicio
está disponible y si es buena la calidad del mismo.
\newpage
Existe otro conocido procedimiento de ensayo que
elimina estos problemas, se trata, concretamente, del ensayo "no
intrusivo", según el cual no es establecida ninguna conexión de
ensayo. En lugar de ello, el sistema de ensayo intenta controlar el
tráfico real entre los abonados y deduce del mismo la calidad de
una conexión.
Sin embargo, al ser las condiciones de la red de
tal manera que el abonado ni siquiera pueda establecer su deseada
conexión, para los sistemas no intrusivos no hay nada que
controlar. Por consiguiente, resulta difícil ensayar con el
procedimiento no intrusivo de una manera fiable la calidad de una
red.
La Patente Núm. 5.394.540 (AT & T) de los
Estados Unidos se refiere a un sistema para ensayar las partes
componentes de una red de comunicación. Para esta finalidad, un
simulador de red simula la comunicación de mensajes entre
relevantes entidades de la red, al mismo tiempo que los mensajes
transmitidos son interceptados y seguidamente examinados, cambiados
o borrados. Este sistema puede ser empleado, por ejemplo, para
ensayar un centro de conmutación móvil (Mobile Switching Center o
MSC). Dentro de este marco existe la posibilidad de ensayar la
fiabilidad de la capacidad de conmutaciones de las estaciones
móviles si el establecimiento de una llamada ha de ser tratado al
mismo tiempo. A este efecto, el simulador de la red envía, después
de la transmisión de cada mensaje, una solicitud de conmutación al
centro MSC; seguidamente son observados los resultados y el flujo
de mensajes.
La Patente Núm. 2002/072358 A1 (Ericsson) de los
Estados Unidos describe un proceso así como un dispositivo para
controlar las prestaciones de la información de un sistema
inalámbrico de comunicación. Para esta finalidad es empleado un
controlador de prestaciones de la red, el cual está configurado
para controlar los mensajes en la interfase de comunicación de un
nodo de la red, y el mismo está en condiciones de analizar los
mensajes controlados y de generar, en base a este análisis, unos
datos de las prestaciones en tiempo real. Por ejemplo, los mensajes
relacionados con el establecimiento de la llamada pueden ser
obtenidos por emplear una interfase entre un controlador de la
estación de base de emisión (BSC) y un centro de conmutación móvil
(MSC). De estos datos sobre las prestaciones de los mensajes pueden
ser deducidos los intentos de unos establecimientos de llamada con
y sin éxito. Existe la posibilidad de introducir en el sistema unos
mensajes de ensayo y de controlar el procesamiento de estos
mensajes de ensayo por parte del sistema.
La presente invención tiene el objeto de
proporcionar un procedimiento para ensayar un sistema de red
celular, el cual forme parte del campo de aplicación mencionado al
principio y el que permita efectuar una comprobación fiable de la
calidad de la red, con un más reducido empleo de las capacidades de
la red.
El objeto de la presente invención es conseguido
por medio de un procedimiento, de un dispositivo así como mediante
un sistema de red celular conforme a los aspectos indicados en las
reivindicaciones 1), 8) y 10), respectivamente. De acuerdo con la
presente invención, para el ensayo del sistema de red celular son
controladas y analizadas la petición de llamada del abonado al
igual que la respuesta de la administración de la red.
El control y el análisis de la información
intercambiada durante la fase de negociación -concretamente durante
la solicitud de llamada del abonado y la correspondiente respuesta
de la administración de la red- producen una información acerca del
estado de la red, incluso en los casos en los que no puede estar
establecido ningún enlace de comunicación para el servicio
solicitado. Este caso se puede presentar si la calidad de la red
está deteriorada debido a, por ejemplo, una elevada interferencia o
a un lugar que no sea el óptimo para el abonado. Al mismo tiempo,
es mínimo el tráfico, originado dentro de la red celular por parte
de la fase de negociación, con independencia del tipo de servicio
solicitado. Por consiguiente, se hace posible un ensayo en tiempo
real, fiable y exacto, de cualquier tipo de servicio y sin tener
que emplear para ello la capacidad de la red.
En particular es así, que la solicitud del
abonado comprende una descripción del deseado enlace de
comunicación, incluidos los parámetros del enlace como son el
destino, el tipo de servicio y/o la requerida calidad. Estos
parámetros del enlace son controlados e incluidos en el análisis. La
descripción puede formar parte de un llamado "contexto PDP".
Este contexto PDP puede contener, por ejemplo, una solicitud del
abonado como puede ser "quisiera un servicio de flujo de vídeo,
con un garantizado rendimiento de enlace ascendente/enlace
descendente de 64/384 kbps y con retardo máximo de transferencia de
20 ms". Todos estos parámetros de enlace pueden ser tenidos en
consideración en el correspondiente análisis. En cuanto al
funcionamiento de la invención es irrelevante si el otro abonado
(destino del enlace) es un abonado del mismo sistema de red celular
o de otra red que de alguna manera está enlazada con el sistema de
red celular.
La respuesta de la administración o dirección de
la red, la cual es controlada y analizada según el procedimiento de
la presente invención, puede corresponder, por ejemplo, o a la
aceptación del deseado enlace de comunicación, a la aceptación de
un enlace degradado o bien al rechazo del enlace. Esta respuesta
está en función de los actuales parámetros de la red como, por
ejemplo, de la potencia de transmisión de una estación de base; de
un porcentaje de errores bajo las condiciones actuales de la
radio-comunicación y/o del número de las conexiones
activas. La respuesta momentánea es incluida en el análisis. Si la
administración de la red no puede aceptar el enlace solicitado,
pero ofrece al abonado un enlace degradado, la respuesta de la
misma comprende los parámetros del ofrecido enlace degradado (o una
información similar que permite decidir, por parte del abonado,
sobre la aceptación o el rechazo del enlace degradado).
Mediante unos modelos teóricos resulta difícil
pronosticar la evaluación de que el servicio solicitado está
disponible en un momento dado y en un determinado lugar. Esto se
pone de manifiesto, por ejemplo, si se tiene en cuenta que podría
ser rechazado un abonado, que está muy alejado de la célula y que
solicita un servicio de 384 kbps, mientras que otro abonado, más
cerca de la célula y solicitando el mismo servicio en este preciso
momento, podría ser aceptado (habida cuenta de que el segundo
abonado necesita menos potencia de transmisión que el primer
abonado).
Por consiguiente, la administración de la red
representa un específico equipo físico y/o lógico para la
evaluación de la calidad de la red, con el fin de responder a la
solicitud del abonado. Uno de los parámetros, que la red puede
aplicar para realizar esto, consiste en la potencia de transmisión
en la correspondiente estación de base. Conforme se presenten más
cargas y más abonados, el equipo transmisor intentará aumentar su
potencia transmitida, especialmente para los abonados que se
encuentran muy alejados de la estación de base. Aunque con ello
consiga el objetivo de alcanzar a los abonados más alejados, al
mismo tiempo son generadas, sin embargo, más interferencias para
todos los demás abonados, tanto dentro de la célula como en las
células colindantes, con lo cual se introducirá, a su vez, un más
elevado porcentaje de errores en la transmisión. De este modo, la
administración de la red comenzará a rechazar las solicitudes de
servicio (o solamente ofrece unos servicios degradados) al llegar
la potencia de transmisión a un determinado límite. Otros
acontecimientos, que pueden desencadenar el rechazo de las
solicitudes de servicio, son unos insoportables porcentajes de error
en las transmisiones; la salida de la administración de la red de
los códigos de canalización (códigos únicos asignados temporalmente
a cada abonado dentro de la célula); o que el tráfico combinado,
procedente de distintas células, es tan elevado que el retardo de
transmisión de paquetes de datos dentro del núcleo de la red (es
decir, no en el enlace de radio-comunicación)
sobrepasa un determinado valor de umbral (que está en función del
servicio solicitado).
El procedimiento de la presente invención
aprovecha la compleja evaluación de la administración de la red por
emplear la respuesta de la misma a la solicitud del abonado, y esto
con el fin de recabar información acerca de la disponibilidad del
servicio en un momento dado y en un determinado lugar. Por
consiguiente, para esta finalidad no es necesario llevar otra vez a
efecto las complejas determinaciones de la calidad de la red.
Es así, concretamente, que tan sólo la solicitud
del abonado y la correspondiente respuesta de la administración de
la red son controladas y analizadas para comprobar la red celular.
No es acumulada ninguna información adicional como, por ejemplo,
los datos relativos a un efectivo enlace de comunicación. De este
modo, se mantiene a un reducido nivel la cantidad de datos que han
de ser guardados y seguidamente analizados, y el análisis queda
simplificado. Otro aspecto muy importante consiste en el hecho de
que para los propósitos del ensayo es eliminada la necesidad de
establecer cualquier efectivo enlace de comunicación que originaría
un tráfico sustancial dentro de la red y que consumiría cierto ancho
de banda.
Como alternativa, los datos relacionados con la
solicitud del abonado y con la respuesta de la administración de la
red son analizados en combinación con otras informaciones como, por
ejemplo, informaciones relativas a los enlaces de comunicación
efectivos o con unos ensayos externos de la red.
De forma preferente, la solicitud enviada a la
administración de la red es una específica solicitud de ensayo, y
el proceso del ajuste queda terminado activamente después de la
fase de negociación, antes de ser establecido un enlace efectivo.
En comparación con un sistema de ensayo intrusivo, en el que el
enlace es establecido después de la fase de negociación, el
procedimiento de la presente invención evita, por consiguiente,
sustancialmente un tráfico dentro de la red. Sin embargo, se sabe
ya que el servicio solicitado está disponible dentro de la red en
este momento y en este lugar, así como cual es la calidad de la
conexión, toda vez que esta información puede ser deducida de las
informaciones intercambiadas durante la fase de negociación. Además,
las solicitudes de ensayo pueden ser iniciadas sistemáticamente en
un momento previamente definido, desde un lugar previamente
determinado y con respecto a un tipo de servicio fijado de
antemano. De este modo, y de forma contraria a los sistemas no
intrusivos o a solamente un control de las solicitudes de los
abonados usuales, los ensayos sistemáticos pueden ser efectuados en
cualquier momento y desde cualquier lugar, y los mismos pueden ser
repetidos hasta que sea alcanzada cierta fiabilidad estadística.
La información acerca de la calidad del sistema
de la red celular puede ser extraída exclusivamente de las
solicitudes de ensayo y de las correspondientes respuestas de la
administración de la red o los datos obtenidos de las solicitudes
pueden ser combinados con los datos obtenidos de los enlaces de
comunicación normales dentro de la red como, por ejemplo, dentro
del propio centro de administración de la red. En este caso, las
solicitudes de ensayo y los datos del centro de administración de la
red se complementan entre si. Las solicitudes de ensayo pueden
conseguir una exacta información geográfica sobre las zonas con
problemas, mientras que los datos de la administración de la red
son mucho menos exactos en cuanto a la geografía. Las solicitudes
de ensayo pueden ser seleccionadas de tal manera que las mismas
complementen las informaciones estadísticas con respecto a ciertos
lugares, a los periodos de tiempo o a los tipos
de servicio para los cuales no es suficiente la cantidad de datos, disponibles de los enlaces de comunicación normales.
de servicio para los cuales no es suficiente la cantidad de datos, disponibles de los enlaces de comunicación normales.
La solicitud de ensayo es seleccionada
preferentemente de tal modo que puedan ser ensayados los mejores
servicios que actualmente están siendo ofrecidos por el sistema de
red celular, es decir, en lugar de procesar una solicitud fija y
previamente determinada o un conjunto de solicitudes, la selección
de la solicitud de ensayo, que ha de ser efectuada, está basada en
informaciones o en unas estimaciones relativas al estado actual de
la red.
De una manera conveniente, a la administración
de la red es enviada una multitud de solicitudes de ensayo
específicas que se refieren a distintos tipos de enlaces de
comunicación. Por consiguiente, existe la posibilidad de comprobar
la disponibilidad y la calidad de distintos servicios (en el momento
y en el lugar deseados) por llevar a efecto diferentes
negociaciones para cada tipo de servicio, sin establecer
efectivamente ninguna conexión después de las fases de
negociación.
De forma preferente, la multitud de solicitudes
de ensayo específicas, al igual que las correspondientes respuestas
de la administración de la red, son analizadas estadísticamente con
el fin de obtener una información sobre la disponibilidad de
servicios y/o sobre la calidad de los servicios en el respectivo
lugar del abonado, que envía la solicitud de ensayo. El envío de una
multitud de solicitudes de ensayo, que se refieren a distintos
tipos de enlaces de comunicación -como, por ejemplo, referentes al
necesario ancho de banda y al máximo porcentaje de errores- permite
una exacta evaluación, no solamente de la disponibilidad de los
servicios solicitados sino también de las esperadas calidades de
servicio. Esto se hace posible gracias a una combinación estadística
entre la información sobre las respuestas de la administración de
la red y las solicitudes de servicio. Si la administración de la
red no permite, por ejemplo, el establecimiento de una conexión de
flujo con un elevado ancho de banda, ello puede ser una indicación
de que la calidad de los enlaces, que justamente pueden ser
establecidos, representa el caso de una situación límite o que los
mismos corren actualmente el peligro de no poder ser efectuados, es
decir, la información sobre disponibilidad y sobre calidad de
combinaciones no ensayadas de los parámetros de enlace queda
interpolada de los resultados de unos enlaces de comunicación
ensayados.
En particular, el análisis estadístico de los
datos obtenidos de las solicitudes así como de las correspondientes
respuestas puede generar una información sobre el "encogimiento
celular" dentro del sistema de la red celular. El enlace más
débil dentro de todas las redes basadas en CDMA (incluidos
UMTS/WCDMA) es el funcionamiento bajo carga. Conforme aumenta la
carga (por demandas del abonado), se produce una acentuada reducción
en la capacidad de la red, etc., a causa de una interferencia
adicional, producida por el mayor número de abonados. El resultado
efectivo en tierra consiste en que la cobertura de la célula
"encoge", es decir, el radio de efectividad de la célula de
radio-comunicación se reduce con el incremento de la
carga. Teniendo en cuenta que, dentro de una auténtica red de
WCDMA, la cobertura de las distintas células solapan un tanto
mutuamente (y, por consiguiente, interfiere entre si), se hace
bastante difícil pronosticar teóricamente si habrá "agujeros"
dentro de la red al incrementar la carga y, en el caso afirmativo,
como son de grandes estos agujeros y donde están los mismos. El
sistema de ensayo, que emplea el procedimiento de la presente
invención, se desarrolla a las horas de un tráfico punta, y el
mismo pide distintos servicios en un lugar particular o a lo largo
de calles concurridas. El resultado indica donde están los
agujeros, si los hay. A continuación, la planificación de la red
tendría que ser enmendada para reducir estos agujeros al mínimo.
Como quiera que los agujeros aparecen con frecuencia solamente en
las horas de tráfico punta, resulta especialmente conveniente el
hecho de que el procedimiento de la presente invención apenas
introduce en la red una carga adicional.
Un dispositivo para ensayar un sistema de red
celular comprende lo siguiente:
- a)
- Un transmisor para la comunicación con el sistema de red celular;
- b)
- Un controlador para generar las solicitudes del abonado a efectos de los enlaces de comunicación dentro del sistema de red celular; así como
- c)
- Una memoria para guardar la información sobre las solicitudes generadas por el abonado y las correspondientes respuestas de una administración de la red;
y este dispositivo queda definido,
adicionalmente, por los aspectos característicos de la
reivindicación
8).
Debido a los reducidos datos obtenidos del
proceso de la presente invención, en comparación con Los procesos
en los que ha de ser controlada la momentánea comunicación, et
dispositivo de esta invención puede ser de un diseño bastante
sencillo y, por consiguiente, ser más barato. Esto permite emplear
un mayor número de dispositivos, lo cual conduce a unas mejoras
estadísticas. El análisis de la información guardada puede ser
efectuado por el propio dispositivo o bien la información puede ser
transmitida a una unidad central que procesa la información y la
combina con las informaciones procedentes de otros dispositivos. En
este último caso, la memoria trabaja principalmente como una
memoria intermedia para los datos recopilados.
Con el fin de aprovechar la ventaja de una más
reducida carga de la red, conforme a la presente invención, el
controlador del dispositivo está programado de tal manera que et
mismo pueda terminar -activamente y de forma automática- los
procesos de establecimiento o de apertura, iniciados por las
solicitudes de ensayo, y esto antes de que sean establecidos los
efectivos enlaces de comunicación. De este modo, se reduce al mínimo
el tráfico originado dentro de la red por el dispositivo de
ensayo.
Como alternativa, el proceso de la apertura es
finalizado automáticamente y de forma activa por la administración
de la red, es decir, en función de algunos parámetros especiales,
comunicados a la administración de la red conjuntamente con la
solicitud del usuario, o bien en función de la fuente o del destino
de la solicitud de ensayo como, por ejemplo, que todas las
solicitudes para una comunicación, procedentes de unas fuentes dadas
o con un destino determinado, son finalizadas automáticamente en
base a la respuesta de la administración de la red a la solicitud
del usuario. Sin embargo, al ser la finalización del proceso de
apertura iniciada por el dispositivo de ensayo, no es necesario que
la administración de la red sea modificada en ningún modo con el
fin de asegurar que para las solicitudes de ensayo el proceso de
apertura quede terminado antes de ser establecido un efectivo
enlace de comunicación.
De una manera conveniente, el controlador tiene
acceso a una tabla de parámetros de enlace como son el destino, el
tipo de servicio y/o la deseada calidad correspondiente a los
distintos enlaces de comunicación. Esto permite la generación
(preferentemente automática) de una multitud de distintas
solicitudes de ensayo.
Como alternativa, los parámetros de enlace para
las solicitudes de ensayo pueden ser generados de forma dinámica,
en especial en función del resultado de las negociaciones que ya
han sido efectuadas. Al ser rechazada, por ejemplo, una solicitud
para un enlace de 384 kbps, el dispositivo de ensayo está
programado para solicitar automáticamente un enlace de 128 kbps. Si
también esta solicitud es rechazada, el dispositivo solicita un
enlace de 62 kbps, etc. Por consiguiente, puede ser determinado el
mejor enlace posible que actualmente es ofrecido por la red.
Un sistema de red celular, en el cual puede ser
aplicada la presente invención, comprende lo siguiente:
- a)
- Una administración o dirección para el establecimiento de los enlaces de comunicación entre un terminal de abonado del sistema de la red y otro abonado; en este caso, la administración de la red está en condiciones de recibir del abonado las solicitudes de conexión y de enviar una respuesta al abonado dentro de una fase de negociación, previo al establecimiento efectivo de un enlace efectivo;
- b)
- Un dispositivo de control para controlar y analizar la solicitud del abonado al igual que la respuesta de la administración de la red;
y este sistema de red celular queda
definido, además, por los aspectos característicos de la
reivindicación
10).
El dispositivo de control o está acoplado a la
administración de la red, a un usual terminal de abonado como, por
ejemplo, a un teléfono móvil, o este dispositivo se encuentra
integrado en un dispositivo de ensayo, tal como anteriormente
descrito.
Otras convenientes formas de realización y
combinaciones de los aspectos de la invención pueden ser apreciadas
en la detallada descripción, relacionada a continuación, así como
en la totalidad de las reivindicaciones.
En los planos, empleados para explicar las
formas de realización:
La Figura 1 muestra un diagrama de flujo que
representa el establecimiento de un enlace de comunicación dentro
de una red celular;
La Figura 2 indica un diagrama de flujo que
representa et procedimiento de la presente invención para ensayar o
comprobar una red celular; mientras que
La Figura 3 muestra la representación
esquematizada de un dispositivo de ensayo según la presente
invención así como la interacción del mismo con la red celular.
En estas Figuras, las partes componentes, que
entre si son idénticas, están indicadas por las mismas
referencias.
La Figura 1 muestra un diagrama de flujo que
representa el establecimiento de un enlace de comunicación dentro
de una red celular para lo cual puede ser aplicado el procedimiento
de la presente invención. Los pasos del proceso, los que son
efectuados por el terminal del abonado, están indicados en la parte
izquierda, mientras que en la parte derecha se indican los pasos
del proceso, los cuales son llevados a efecto por la administración
de la red. El proceso del establecimiento queda iniciado en el
terminal del usuario por enviar éste a la administración de la red
una solicitud 1 para la conexión con otro abonado (de la misma red
o de otra red, que está conectada a la red celular). Esta solicitud
1 contiene, entre otros datos, la siguiente información acerca del
solicitado enlace de comunicación:
- a.
- El destino (otro abonado);
- b.
- El tipo de servicio (voz; SMS; MMS; telefonía por vídeo; transferencia de datos; flujo de audio/vídeo; etc.);
- c.
- El solicitado índice de datos de enlace ascendente;
- d.
- El solicitado índice de datos de enlace descendente;
- e.
- El máximo retardo de transferencia;
- f.
- El tolerable porcentaje de errores; y/o
- g.
- Cualquier otro parámetro específico para el enlace solicitado.
La forma concreta de la solicitud 1 depende de
la normativa de cada red celular. Al tratarse, por ejemplo, de una
red de tipo UMTS, la información de la solicitud está contenida en
el llamado contexto PDP.
Los datos de la solicitud 1 son recibidos por la
administración de la red, y los mismos son empleados en el paso 2
del proceso para recabar la información que sea relevante para el
establecimiento del enlace de comunicación solicitado. Esta
información describe el estado actual de la red, y la misma
comprende:
- i.
- La potencia de transmisión en la correspondiente estación de base;
- ii.
- La tasa de errores para las actuales condiciones de radio-comunicación;
- iii.
- El número actual de usuarios dentro de la célula del abonado;
- iv.
- El actual retardo de transmisión de paquetes de datos entre la célula del abonado y el destino; y/u
- v.
- Otra información relevante acerca del estado actual de la red como, por ejemplo, las condiciones de radio-comunicación dentro de las células colindantes.
Esta información es utilizada para la decisión
del paso 3, la cual puede tener tres resultados diferentes:
- OK:
- Es actualmente establecer el solicitado enlace de comunicación;
- DEG:
- Actualmente no es posible establecer el solicitado enlace de comunicación, pero para el mismo tipo de servicio es posible un enlace degradado (menor rendimiento, más reducida velocidad de actualización, etc.);
- REJ:
- Actualmente no es posible establecer ningún enlace de comunicación para el servicio solicitado.
La clase de enlaces degradados, que es ofrecida
al abonado al no poder ser establecido el solicitado enlace de
comunicación, está en función de la actual implementación de la red
celular. Sin embargo, en cualquier caso existen unos criterios
definitivos que son conocidos por el operador de la red.
Si el resultado de la decisión del paso 3 es OK,
una correspondiente respuesta 4 es enviada de retorno al terminal
del abonado, en el que la misma es recibida y procesada de forma
correspondiente (paso 5). Con ello finaliza la fase de negociación.
Al mismo tiempo, queda establecido el enlace de comunicación (paso
6) por parte de la administración de la red.
Si el resultado de la decisión del paso 3 es REJ
(rechazo de la solicitada comunicación), una correspondiente
respuesta 7 es enviada de retorno al terminal del abonado, en el
que la misma es procesada ulteriormente (paso 8) como, por ejemplo,
es visualizada al usuario o es desencadenado otro intento para
establecer una comunicación. Al mismo tiempo, la administración de
la red finaliza la conexión con el terminal del abonado (paso
9).
Si el resultado de la decisión del paso 3 es DEG
(disponible un enlace degradado), una respuesta 10 es enviada de
retorno al terminal del abonado. Esta respuesta 10 contiene una
información sobre las propiedades del enlace degradado las que son,
como principio, los valores de los anteriormente mencionados
parámetros, a hasta g. Estos parámetros de enlace son empleados en
el terminal del abonado para la decisión 11 en la cual se decide si
el ofrecido enlace de comunicación degradado es todavía aceptable.
Esta decisión 1 puede estar basada en unos criterios previamente
determinados con respecto a unas restricciones tolerables para un
servicio particular, o la decisión también puede comprender la
interrogación del usuario. Si la respuesta de la decisión 11 es SI,
la fase de negociación finaliza y el enlace de comunicación es
establecido por parte de la administración de la red (paso 12), una
vez que ésta esté informada de la aceptación del enlace degradado.
Al ser la respuesta de la decisión 11 NO, el terminal del usuario
informa a la administración de la red, después de lo cual queda
finalizada la conexión con el terminal del abonado (paso 9).
La Figura 2 muestra un diagrama de flujo que
representa el procedimiento de la presente invención para comprobar
una red celular, empleando para ello un dispositivo de ensayo.
También aquí es así que los pasos del proceso, los que son llevados
a efecto por el dispositivo de ensayo (correspondiente al terminal
del abonado), están visualizados en la parte izquierda, mientras
que los pasos del proceso, los cuales son efectuados por la
administración de la red, están visualizados en la parte derecha. El
proceso de comprobación es iniciado por el dispositivo de ensayo
por enviar una primera solicitud de ensayo 21.1 a la administración
de la red. Esta solicitud de ensayo 21.1 representa una solicitud
normal para un enlace de comunicación, y la misma especifica, entre
otros datos más, los parámetros de enlace, a hasta g, anteriormente
mencionados. Estos parámetros son leídos de una tabla que contiene
una información sobre todas las solicitudes de ensayo que han de ser
efectuadas. Tal como anteriormente descrito, la solicitud 21.1 es
procesada por la administración de la red (paso 22.1) de la misma
forma como cualquier otra solicitud procedente del terminal del
usuario, teniendo como resultado una respuesta 23.1, que puede ser
OK, DEG (incluyendo los parámetros del enlace degradado) o REJ.
Esta respuesta 23.1 es enviada de retorno al dispositivo de ensayo,
en el que la misma es guardada dentro de una memoria (paso 24.1).
Si la respuesta es OK o DEG, el dispositivo de ensayo solicita a la
administración de la red la finalización del proceso de
establecimiento (paso 25.1), antes de ser establecido un enlace de
comunicación. Al ser la respuesta REJ, el proceso de establecimiento
queda finalizado, de todos modos, por parte de la administración de
la red.
A continuación, una segunda solicitud de ensayo
21.2 (referente a otro tipo de servicio o a distintos parámetros de
enlace como, por ejemplo, correspondiente a unos más reducidos
requisitos para la calidad de la red en comparación con la
solicitud anterior) es enviada a la administración de la red, y la
misma es también procesada (paso 22.2) para conseguir la respuesta
23.2 de la administración de la red. También esta respuesta 23.2 es
guardada en el dispositivo de ensayo (paso 24.2) y el proceso de
establecimiento está terminado (paso 25.2). Esta secuencia de
pasos, 21 hasta 24, es repetida un número n de veces hasta que la
respuesta 23.n a la última solicitud de ensayo 21.n esté guardada
dentro de la memoria del dispositivo de ensayo (paso 24.n).
Seguidamente, los datos guardados dentro de la
memoria del dispositivo de ensayo son procesados para obtener una
información acerca del actual estado de la red (paso 26). Esta
información es enviada a una unidad central en la que la misma
puede ser analizada ulteriormente y ser combinada con los datos
obtenidos de otros dispositivos de ensayo (paso 27). Los últimos
dos pasos pueden ser efectuados por el dispositivo de ensayo o los
datos guardados, referentes a las solicitudes 21 y a las respuestas
23, son transmitidos a una unidad de análisis que puede ser la
unidad central para la red celular en su conjunto o para una
determinada zona de la red.
Después de (o durante) toda una serie de
solicitudes de ensayo, el dispositivo de ensayo puede ser
trasladado hacia otro lugar con el fin de conseguir una información
sobre distintos sitios. Esta serie de solicitudes de ensayo puede
ser repetida periódicamente al objeto de obtener una información
acerca del estado de la red a distintas horas del día, al igual que
sobre unas variaciones temporales en la calidad y disponibilidad de
la red.
La Figura 3 indica una representación
esquematizada de un dispositivo de ensayo según la presente
invención y de la interacción del mismo con la red celular. El
dispositivo de ensayo 30 comprende un usual transmisor 31, que está
conectado a una antena 32. El transmisor 31 puede corresponder, por
ejemplo, al transmisor de un teléfono móvil normal, previsto para la
red celular que ha de ser comprobada. Este dispositivo de ensayo 30
comprende, además, un controlador 33 que controla el procedimiento
del ensayo. Este controlador tiene acceso a una tabla que está
guardada en la memoria de instrucciones 34 y la que contiene los
parámetros de enlace de las conexiones que han de ser negociadas
con la administración de la red. La administración de la red es
alcanzada mediante la conexión a una estación de base 40 de la red.
El establecimiento de las conexiones, que están definidas en la
tabla, es desencadenado por un circuito temporizador 35, que
también está conectado al controlador 33.
A través del transmisor 31, la solicitud para
una conexión -con un conjunto de parámetros de enlace, guardados en
la tabla- es enviada a la estación de base 40 y luego a la
administración de la red. Tan pronto que la respuesta (OK, REJ o
DEG, con los parámetros de enlace de la ofrecida conexión
degradada) de la administración de red 40 haya sido recibida por el
transmisor 31, la misma es enviada hacia el controlador 33. Et
controlador 33 instruye de forma inmediata al transmisor 31 para
solicitar que el proceso de establecimiento sea finalizado por
parte de la administración de la red, antes de que sea establecido
un enlace de comunicación normal.
Los parámetros de las solicitudes, conjuntamente
con las respuestas de la administración de la red, están guardadas
dentro de una memoria de resultados 36. Un circuito analizador 37,
que tiene acceso a esta memoria de resultados 36, analiza los datos
de toda una multitud de negociaciones de ensayo. Los resultados del
análisis son transmitidos hacia un circuito de entrada/salida (I/O)
38 para su comunicación a una unidad de análisis central del
operador de la red. Esta comunicación puede tener lugar a través de
cualquier medio de comunicación como, por ejemplo, mediante el
transmisor 31 que está incorporado en el dispositivo de ensayo 30.
Además, el circuito de entrada/salida 38 está conectado a la
memoria de instrucción 34 y de tal manera que el conjunto de
instrucciones pueda ser modificado.
La siguiente tabla indica, a título de ejemplo,
los parámetros de enlace correspondientes a una multitud de
solicitudes de ensayo, que han de ser efectuadas en un momento dado
y en un determinado lugar, conjuntamente con el ejemplo de dos
conjuntos de respuestas, obtenidas en unos momentos y/o lugares
distintos. Se ha de tener en consideración que los servicios de
flujo de audio/vídeo aquí indicados permiten un elevado retardo
máximo, toda vez que varios segundos del contenido están guardados
en el dispositivo receptor. Sin embargo, las permitidas variaciones
en el tiempo de retardo pueden estar limitadas de tal modo que las
mismas tengan que ser tenidas en cuenta durante la evaluación de la
calidad de la red.
La fiabilidad está expresada en el porcentaje
máximo de error de marco (FER), mientras que el retardo máximo se
refiere al canal de comunicación en su conjunto, y no solamente al
enlace de radio-comunicación con la estación de
base. Los resultados, indicados a título de ejemplo, pueden ser
interpretados de la siguiente manera: Es obvio que las respuestas II
se refieren a un estado más crítico de la red. Del conjunto de las
respuestas I puede ser deducido que las mejores comunicaciones, que
en el momento dado y en el determinado lugar podrían ser
establecidas, son unas conexiones de transmisión de datos de 128/128
kbps (enlace ascendente/enlace descendente), con un retardo máximo
de 4 segundos, así como unas conexiones de teléfono con vídeo de
64/64 kbps (enlace ascendente/enlace descendente), con un retardo
máximo de 150 milisegundos. Para ambos tipos de servicio no había
ninguna posibilidad de establecer un enlace de comunicación a los
niveles de servicio más elevados de los niveles ensayados. En lugar
de ello ha sido ofrecido un enlace de comunicación degradado. Si los
parámetros del enlace degradado (no indicados en la tabla) son
mejores que los parámetros de enlace del mejor nivel de servicio
disponible, puede ser supuesto que los mismos corresponden al mejor
enlace posible. Por el otro lado, el inferior nivel de servicio
correspondería al peor enlace posible.
De una manera similar, del conjunto de
respuestas II puede ser deducido que las mejores comunicaciones
posibles, que podrían ser establecidas, son un enlace de voz de
16/16 kbps (enlace ascendente/enlace descendente), con un retardo
máximo de 150 milisegundos, así como un enlace de flujo de audio de
64/64 kbps (enlace ascendente/enlace descendente), con un retardo
máximo de 4000 milisegundos. En relación con las solicitudes
referentes a las conexiones para la comunicación de datos, ambas
solicitudes han tenido por respuesta el ofrecimiento de un enlace
degradado. Por consiguiente, los parámetros del enlace degradado
-cuyo nivel está por debajo de los niveles de los servicios
ensayados- corresponden al mejor posible enlace de la comunicación
de datos.
Los resultados obtenidos desde el mismo lugar,
pero a distintas horas, pueden ser analizados estadísticamente con
el fin de detectar las fluctuaciones en la calidad del servicio,
tanto a corto plazo como a largo plazo. Los resultados obtenidos a
la misma hora, pero en distintos lugares, pueden ser analizados
estadísticamente al objeto de detectar "agujeros" dentro de la
red, en los que la calidad del servicio no alcanza un determinado
nivel de servicio, que es pretendido por el operador de la red.
En lugar de emplear unas tablas fijas, tal como
anteriormente descrito, también existe la posibilidad de generar
dinámicamente unos conjuntos de parámetros de enlace. Las
solicitudes de ensayo son iniciadas a un determinado nivel de la
calidad del servicio. Si las solicitudes de ensayo tienen éxito (es
decir, si la respuesta de la administración de la red consiste en
OK), se efectúan otros ensayos a un más elevado nivel de servicio
y, al contrario, si las solicitudes de ensayo no tienen éxito
(sobre todo si la respuesta consiste en REJ), otros ensayos serán
efectuados a unos niveles de servicio más bajos (si los hay), hasta
que pueda ser detectado el mejor nivel posible para un determinado
tipo de servicio.
El análisis de los datos recogidos puede ser
efectuado completamente dentro del dispositivo de ensayo, es decir,
el resultado de toda una serie de solicitudes de ensayo representa
un informe sobre el estado actual de la red en un momento dado y en
un determinado lugar. Como alternativa, una primera parte del
proceso del análisis puede tener lugar dentro del dispositivo de
ensayo, después de lo cual el generado resultado intermedio es
transmitido hacia una unidad de procesamiento central de la red.
Finalmente, el análisis completo puede tener lugar de forma
central, es decir, las solicitudes y las correspondientes
respuestas están guardadas en la memoria de resultados y son
transmitidas, tal como están, a la unidad de procesamiento
central.
De una manera similar, en lugar de controlarse
las solicitudes de ensayo y las correspondientes respuestas de la
administración de la red en el dispositivo de ensayo, esta
información también puede ser recabada y guardada de forma central
en la administración de la red, con lo cual queda impedida la
necesidad de transmitir los resultados del ensayo y/o del análisis
desde los dispositivos de ensayo hacia la unidad de procesamiento
central. Toda la información que ha de ser guardada, concretamente
las solicitudes y las correspondientes respuestas, están siempre
disponibles en la administración de la red; la información de que
han de ser guardados para su ulterior procesamiento los datos sobre
una determinada fase de negociación, esta información es
transmitida a la administración de la red o dentro del contexto de
la solicitud de ensayo (destino, con una marca especial como
anteriormente indicado) o bien en la base de datos de la
administración de la red está incluida una tabla de números de
identificación de los dispositivos de ensayo. De este modo, resulta
que serán guardados automáticamente los datos sobre las
negociaciones de todos los terminales con un número de
identificación, que se encuentra en la tabla.
Como resumen, se quisiera hacer constar que la
presente invención proporciona un procedimiento para ensayar un
sistema de red celular, et cual permite una comprobación fiable de
la calidad de la red, con un reducido uso de las capacidades de la
misma.
Claims (10)
1. Procedimiento para ensayar un sistema de red
celular en el que el establecimiento de un enlace de comunicación
entre dos abonados comienza con una fase de negociación que
comprende los dos pasos siguientes:
- a)
- Uno de los abonados envía a una administración de la red una solicitud (1; 21) para la conexión con el otro abonado;
- b)
- La administración de la red envía de retorno una respuesta (4, 7, 10; 23) al abonado,
en base a lo cual el enlace puede
ser establecido, siempre que la respuesta (4, 7, 10; 23) de la
administración de la red cumpla con ciertas condiciones;
procedimiento éste que está caracterizado porque, para
comprobar el sistema de la red celular, la solicitud (1; 21) del
abonado y la respuesta (4, 7, 10; 23) de la administración de la
red son controladas y analizadas; y caracterizado porque la
solicitud enviada a la administración de la red es una solicitud
específica (21); así como caracterizado porque el proceso del
establecimiento es finalizado activamente después de la fase de
negociación, antes de ser establecido un enlace
efectivo.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1)
y caracterizado porque la solicitud (1; 21) del abonado
comprende una descripción del deseado enlace de comunicación,
incluyendo los parámetros del enlace como, por ejemplo, el destino,
el tipo de servicio y/o la calidad deseada; así como
caracterizado porque los parámetros del enlace están
incluidos en el análisis.
3. Procedimiento conforme a las reivindicaciones
1) o 2) y caracterizado porque la respuesta (4, 7, 10; 23)
de la administración de la red corresponde o a la aceptación del
deseado enlace de comunicación, o a la aceptación de un enlace
degradado o al rechazo del enlace, en función de los actuales
parámetros de la red como pueden ser la potencia de transmisión en
la estación de base, un porcentaje de error bajo las actuales
condiciones de radio-comunicación o un número de
las conexiones activas; así como caracterizado porque la
actual respuesta (4, 7, 10; 23) queda incluida en el análisis.
4. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque para el
ensayo de la red celular son controladas y analizadas
exclusivamente la solicitud (1; 21) del abonado así como la
respuesta (4, 7, 10; 23) de la administración de la red.
5. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque la
solicitud de ensayo (21) es seleccionada de tal modo que puedan ser
comprobados los mejores servicios que actualmente están siendo
ofrecidos por el sistema de la red celular.
6. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 5) y caracterizado porque a la
administración de la red es enviada una multitud de solicitudes de
ensayo específicas (21.1...21.n) que se refieren a distintos tipos
de enlaces de comunicación.
7. Procedimiento conforme a la reivindicación 6)
y caracterizado porque la multitud de las solicitudes de
ensayo específicas (21.1...21.n), al igual que las correspondientes
respuestas (23.1...23.n) de la administración de la red, son
analizadas estadísticamente con el fin de obtener una información
sobre la disponibilidad y/o la calidad del servicio en el
respectivo lugar del abonado que envía las solicitudes de ensayo
(21.1...21.n).
8. Dispositivo (30) para comprobar un sistema de
red celular, el cual comprende:
- a)
- Un transmisor (31) para la comunicación con el sistema de red celular;
- b)
- Un controlador (33) para la generación de las solicitudes (21) del abonado en cuanto a los enlaces de comunicación dentro del sistema de red celular; así como
- c)
- Una memoria (31) para guardar la información acerca de las generadas solicitudes (21) del abonado y de las correspondientes respuestas (23) de la administración de la red;
y este dispositivo está
caracterizado porque las solicitudes del abonado son unas
solicitudes específicas y el controlador (33) está programado de tal
manera que el mismo finaliza -automáticamente, de forma activa y
antes de que sean establecidos los efectivos enlaces de
comunicación- los procesos del establecimiento, los que son
iniciados por las solicitudes de ensayo
(21).
9. Dispositivo conforme a la reivindicación 8) y
caracterizado porque el controlador (31) del mismo tiene
acceso a una tabla de parámetros de ensayo como son el destino, el
tipo de servicio y/o la deseada calidad correspondiente a los
distintos enlaces de comunicación, con el fin de generar una
multitud de diferentes solicitudes de ensayo
(21.1...21.n).
(21.1...21.n).
\newpage
10. Sistema de red celular que comprende:
- a)
- Una administración de la red para establecer los enlaces de comunicación entre un terminal del abonado del sistema de la red y otro abonado, con lo cual la administración de la red está en condiciones de recibir las solicitudes (1; 21) del abonado para las conexiones y de enviar de retorno la respuesta (4, 7, 10; 23) al abonado, dentro de una fase de negociación y previo al establecimiento momentáneo de un enlace efectivo de comunicación;
- b)
- Un dispositivo de control para controlar y analizar las solicitudes (1; 21) del abonado así como la respuesta (4, 7, 10; 23) de la administración de la red;
y este sistema está
caracterizado porque el dispositivo de control está previsto
para enviar las específicas solicitudes de ensayo (21); así como
caracterizado porque el dispositivo de control está adaptado
para ser controlado de tal manera que los procesos de
establecimiento, iniciados por las solicitudes de ensayo (21), sean
finalizados -automáticamente y de forma activa- antes de que sean
establecidos los efectivos enlaces de
comunicación.
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