Tiempo medio entre decisiones en el proceso de autocalibración

Uno de los principales factores para llevar a cabo un proceso de autocalibración eficiente es la selección del tiempo medio necesario para decidir sobre la realización de cambios operativos en el mapa radio. Además, la decisión de llevar a cabo la recalibración como tal, se ha de llevar a cabo basándose en las mediciones realizadas sobre el terreno, durante el periodo de tiempo inmediatamente anterior al momento de tomar la citada decisión.

Parece claro que no conviene tomar la decisión en función de una medición instantánea, sino que se haga a partir de la observación del cambio durante un tiempo determinado, relativamente prolongado. Si se hiciera a partir de valores instantáneos, o capturados durante un intervalo de tiempo demasiado corto, podrían ocurrir variaciones espúreas del canal radio que llevaran a la toma de decisiones erróneas y la realización de cambios innecesarios en los valores almacenados. Por el lado contrario, si el tiempo medio para evaluar las medidas (y por tanto el tiempo entre tomas de decisiones) es demasiado largo, el riesgo de llevar a cabo posicionamientos erróneos se incrementa, debido a que el sistema estaría siguiendo las variaciones en la señal demasiado lentamente.

Tomando en consideración la tecnología LTE para profundizar en las reflexiones que se llevan a cabo en este apartado (un proceso de análisis similar habría que emplear en caso de seleccionar cualquier otra tecnología de acceso radio), una importante referencia que debe ser tenida en cuenta para establecer el tiempo entre mediciones a emplear en el proceso de autocalibración, es el valor homólogo normalizado por el 3GPP [STD12], correspondiente al tiempo para realizar sucesivos reportes de mediciones por parte de los terminales móviles (en el caso concreto que nos ocupa, esto se aplicaría a los receptores de los puntos de calibración).

Este estándar diferencia entre dos posibles estados a la hora de realizar el reporte de las medidas realizadas por el terminal móvil: estado de reposo, y estado conectado (denominados dentro del estándar RRC_IDLE y RRC_CONNECTED, respectivamente).

El principal objetivo en el estado de reposo es que el terminal de abonado (UE) se encuentre asignado permanentemente a una misma celda de servicio, con restricción del uso de recursos, entre ellos las medidas de señal, para poder optimizar la duración de la batería. No se monitorizan las celdas vecinas a menos que se produzca una caída de la calidad de la señal recibida por debajo del umbral establecido. Por tanto, hemos de considerar que los receptores de los puntos de calibración deben encontrarse siempre en estado conectado, con el objeto de mantener permanentemente disponible su capacidad de realizar las mediciones de potencias recibidas en relación a las celdas que les rodean, y de transmitirlas vía radio; y a los efectos de esta investigación tan solo se tendrán en cuenta los valores definidos por el estándar para el citado estado.

Estando conectado, el estándar diferencia entre varios tipos de reportes de medidas: intra-frecuencia, inter-frecuencia e inter-tecnología radio (o inter-RAT). Este último grupo contempla la convivencia con otras tecnologías de acceso radio diferentes al LTE, como GSM, HSPA, etc. Como para el caso que nos ocupa, supondremos un entorno únicamente LTE, este último grupo de reportes de mediciones serán descartados en los pasos subsiguientes.

En el caso de las medidas intra-frecuencia, que son las que se realizan en relación a las celdas vecinas que ocupan la misma frecuencia que la usada por el terminal, para el caso de LTE, por ejemplo, se puede medir la potencia RSRP (Reference Signal Received Power), cuya periodicidad de reporte está fijada en 200 ms.

Para las medidas inter-frecuencias, que son las realizadas en relación a las celdas vecinas que ocupan una frecuencia distinta a la usada por el terminal, el tiempo de reporte de las mediciones tiene un periodo mayor que, además, es variable. Esa variabilidad depende básicamente del número de frecuencias escuchadas, de si el terminal móvil emplea o no técnicas de recepción discontinua (DRX) y, en el caso de emplearlas, de la duración de la discontinuidad. En cualquier caso, se trata de un valor de tiempo que puede incluso llegar al rango de los segundos.

Otro aspecto a considerar es el relativo al hecho de que las mediciones cuyos reportes se llevan a cabo por el terminal móvil en relación a las celdas vecinas, han debido ser previamente promediadas, tanto para las medidas de potencias intra-frecuencias como para las inter-frecuencias.

Por tanto se tiene que, en el peor de los casos, cuando se emplea recepción discontinua y la duración del ciclo DRX es mayor que 0,08 segundos, el tiempo de reporte de mediciones fijado por la norma se establece en 5*Nfreq segundos, donde Nfreq es el número de frecuencias

identificadas por el terminal móvil. De acuerdo siempre a la normativa LTE, el terminal móvil debe ser capaz de medir al menos 4 celdas inter-frecuencia diferentes, y hasta 3 frecuencias diferentes, y si llevamos a cabo los cálculos encontramos que el tiempo máximo para reportar las medidas realizadas puede alcanzar los 15 segundos.

A partir de un tiempo de reporte de medidas conocido, es posible especificar el tiempo adecuado para cubrir un número suficiente de muestras que han de ser tomadas por el receptor ubicado en el punto de calibración. Como ya se ha indicado con anterioridad, esto se realiza con la intención de caracterizar los cambios en el entorno con la suficiente rapidez en el tiempo, lo cual permitirá mejorar la precisión del posicionamiento en los momentos posteriores al cambio de la señal de radio; pero intentando evitar las recalibraciones frecuentes o innecesarias del mapa radio.

Por ejemplo, si el tiempo de medida seleccionado para realizar la evaluación en el proceso de autocalibración, que sería el empleado para promediar las RSS reportadas por el punto de calibración, se fijara en 3 minutos, habría tiempo suficiente para capturar un número de muestras adecuado incluso en el peor de los casos, porque en el caso mejor (celdas intra- frecuencia) el número de muestras medio es 900, y en el peor el número de muestras promedio es de 12. Como para el resto de casos posibles, las mediciones inter e intra-frecuencias podrían estar presentes, y entonces el número de muestras promediado podría ser un valor intermedio entre 12 y 900.

En el Anexo Ase describen con algo más de detalle, junto con la herramienta empleada para las simulaciones, todos estos conceptos relativos a las señales LTE.