EP1559289B1

Method and device for the optimisation of cellular wireless message networks

Abstract

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EP1559289B1, drawing sheet 1
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Expired 5 November 2023, 2.9 years ago.

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18 claims: 13 independent, 5 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Optimierung von zellularen drahtlosen Nachrichtennetzen mit mobilen Teilnehmern, a) in denen ein Dienst oder eine Mischung aus mehreren Diensten zur Nachrichtenübertragung einem Teilnehmer gleichzeitig angeboten wird, und b) für kleinste einer bestimmten Funkzelle zugeordnete rechteckige Flächenstücke, denen ortsbezogene Werte sowohl des Teilnehmerverkehrs je angebotenem Dienst als auch der zellbezogenen Empfangsleistung eines mit konstanter Sendeleistung von jeder Funkzelle ausgestrahlten Referenzsignals zugeordnet sind (210), c) die beiden ortsbezogene Werte jeweils entweder durch Messungen, - analytische Methoden oder - Simulationen oder auch - beliebige Kombinationen davon gewonnen werden, und d) in flächenmäßiger Auflösung in Form von eine bestimmte Region abdeckenden Matrizen dieser ortsbezogenen Werte , vorliegen, e) in einem Modell des Nachrichtennetzes eine iterativ optimierte Netzkonfiguration durch Akkumulation von vorliegenden Daten, welche von geeignet für den Ausgleich einer Verkehrsverteilung gewichteten diensupezifischen Teilnehmerverkehrswerten der rechteckigen Flächenstücke gebildet werden, wobei die Wichtung sich nach der durch den jeweiligen Dienst erzeugten Funkinterferenz und Ressourcenauslastung richtet, und f) durch Aufnahme von Messwerten von Größen aus dem realen Nachrichtennetz, bewertet wird und diese Messwerte als zusätzliche Eingaben in die Optimierung der Verkehrsverteilung zwischen den Funkzellen des Nachrichtennetzes einfließen. g) lokal begrenzte Anpassung der ursprünglichen Netzkonfiguration zur Verwendung in dem realen Nachrichtennetz bereitgestellt wird (280).
  2. 2
    Verfahren zur Optimierung von Nachrichtennetzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Pfadverluste bei der Signalübertragung, die durch entfernungsmäßige Dämpfung der Sendeleistung hervorgerufen werden, in dem Modell des Nachrichtennetzes berücksichtigt werden.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfadverluste bei der Wichtung der dienstspezifischen Teilnehmerverkehrswerte berücksichtigt werden.
  4. 4
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wichtung der einzelnen dienstspezifischen Teilnehmerverkehrswerte jeweils nach der durch den zugehörigen Dienst effektiv erzeugten Funkinterferenz und der Ressourcenauslastung pro Teilnehmer berechnet wird, wobei je nach im Nachrichtennetz verwendetem Funkstandard die Parameter Systembandbreite, Kanalbandbreite, das zu erreichende Verhältnis von Signalleistung zu Interferenzleistung, Spreizfaktor, mittlere bzw. maximale Datenrate, Aktivitätsfaktor und Codebegrenzung, des jeweiligen Dienstes Berücksichtigung finden.
  5. 5
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die iterative Veränderung von Einstellungen der Netzkonfiguration zur Erzielung einer größtmöglichen Ausgeglichenheit der Verteilung des Teilnehmerverkehrs pro Funkzelle zwischen den einzelnen Funkzellen ein rechnergestütztes Optimierungsverfahren eingesetzt wird.
  6. 6
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optimierte Netzkonfiguration durch anschließende Netzsimulation eines Funknetzmodells validiert wird.
  7. 7
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die optimierte Netzkonfiguration im Funknetzmodell angewandte Netzsimulation nach einer dynamischen Netzsimulationsmethode arbeitet, bei der das zeitbezogene Verhalten des Nachrichtennetzes zwecks Ermittlung von aussagekräftigen Kenngrößen zur Beurteilung der Netzeigenschaften, der Netzqualität und des Netzverhaltens modelliert wird.
  8. 8
    Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die optimierte Netzkonfiguration im Funknetzmodell angewandte Netzsimulation nach einer statistischen Netzsimulationsmethode, wie einer Monte-Carlo-Simulation, arbeitet, die sich dadurch auszeichnet, dass sie eine große Anzahl von Augenblickszuständen des Nachrichtennetzes, in der Regel ohne Betrachtung der vorher und nachher folgenden Zustände zwecks Ermittlung statistischer Kenngrößen zur Beurteilung der Netzeigenschaften modelliert.
  9. 9
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der optimierten Netzkonfiguration vor und nach jeder Veränderung der Netzkonfiguration, und / oder zu Beginn und am Ende des Verfahren, die jeweilige Verteilung des Teilnehmerverkehrs auf die einzelnen Funkzellflächen sowie gegebenenfalls noch weitere Parameter aus Eingabedaten des Verfahrens und/oder Netzsimulationsergebnissen in einer Karte des von dem Nachrichtennetz abgedeckten Gebietes grafisch dargestellt werden, wobei die genannte Verkehrs verteilung auf die Funkzellen derart illustriert wird, dass jede Zellfläche in der grafischen Darstellung mit einer dem in ihr angebotenen Teilnehmervcrkehr eindeutig zugeordneten Farbe eingefärbt ist.
  10. 10
    Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass a) Identifikation derjenigen Funkzellen, die deutlich vom mittleren je Funkzelle angebotenen Teilnehmerverkehr abweichen, wobei die grafische Darstellung des Teilnehmorveikehrs pro Funkzelle und gegebenenfalls weitere Parameter aus Eingabedaten des Verfahrens und/oder Netzsimulationsergebnissen benutzt werden, b) eine Veränderung von Parametern der Netzkonfiguraion in iterativen Folgeschritten , gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Randbedingungen, die durch die weiteren dargestellten Parameter definiert werden, zur Erreichung einer gleichmäßigeren Verteilung des Teilnehmerverkehrs zwischen den Funkzellen erreicht werden kann.
  11. 11
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Iterationsschritt aus einer Analyse der geografischen Nachbarschaftsbeziehungen der Funkzellen eine Matrix ermittelt wird, deren Spalten und Zeilen jeweils mit den Funkzellen des untersuchten Netzausschnittes bezeichnet sind und in deren Felder die Differenzen der Verkehrswerte der jeweiligen Funkzellen und gegebenenfalls weitere Randbedingungen eingetragen werden, um daraus in einem automatisierten Prozess mindestens eine Funkzelle zu ermitteln, für die darauf folgend gewisse Netzkonfigurationsparameter zwecks Verbesserung der Netzkonfiguration im Funknetzmodell verändert werden.
  12. 12
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die anfängliche Netzkonfiguration durch Netzsimulation eines Funknetzmodells bewertet wird und gewisse Größen, insbesondere der funkzellenbezogene Durchsatz, als zusätzliche Eingaben sowie andere Ergebnisse, insbesondere die Gründe und Orte von lokal auftretenden Verbindungswunschabweisungen und Verbindungsabbrüchen, als zusätzliche Randbedingungen in die Optimierung der Verkehrsverteilung zwischen den Funkzellen des Nachrichtennetzes einfließen.
  13. 13
    Vorrichtung zur Optimierung von zellularen drahtlosen Nachrichtennetzen mit mobilen Teilnehmern, a) die mit einem Funkzugangsnetz (310) zur drahtlosen Anbindung der mobilen Teilnehmer und b) einem damit in Verbindung stehenden Nachrichtenvenrmittlungnetz (330) mit fest vernetzten Übertragungskanälen, c) über eine Datenbank (350) mit entsprechenden bidirektionalen Schnittstellen zum Nachrichtenvermittlungsnetz (330) in Verbindung steht, wobei d) die Datenbank (350) alternativ oder in Kombination aktuelle Standortdalen, Konfigurationen der Netzelement, Messdaten verschiedener Größen aus dem Nachrichtennetz, Zählerdaten aus den Netzelementen, Rufstatistiken, Planungsdaten enthält, wobei, e) Simulationsmittel vorgesehen sind, welche in einer Recheneimichtung (370) ein virtuelles Modell des Nachrichtennetzes erzeugen, wobei die Konfiguration der simulationsmittel aus der Datenbank (350) mit dem aktuellen Stand der Netzkonfiguration geladen wird und f) der jeweilige Zustand der simulationsmittel umgekehrt in die Datenbank (350) übermittelt werden kann, und g) die Konfiguration der simulationsmittel durch ein in der Recheneinrichtung (370) implementiertes Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche angepasst wird.
  14. 14
    Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die fest vernetzten Ühertragungskanäle zur Nachrichtenübennittlung frei verschaltbar unterteilt ausgebildet sind.
  15. 15
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Datenbank (350) aus der Recheneinheit (370) übertragene, angepasste Netzkonfiguration in das Nachrichtennetz übertragen wird.
  16. 16
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank (350) auch in mehrere, im Bedarfsfalle auch untereinander verkoppelte, Datenbanken nach Art der gehaltenen Daten untergliedert sein kann.
  17. 17
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer mobilen Messeinrichtung (399) im Nachrichtennetz (310, 330) aufgezeichnete Messwerte in der Datenbank abgelegt werden können.
  18. 18
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Netzkonfiguration und aktuelle Verkehrsdaten aus der Datenbank (350) in die Recheneinrichtung (370) überspielt werden, um dort durch automatische Anwerndung des Optimierungsverfahrens nach Anspruch 1 eine der aktuellen Netzsituation besser angepasste Netzkonfiguration zu ermitteln und diese verbesserte Netzkonfiguration direkt anschließend zurück in die Datenbank (350) und von dort aus in das Nachrichtennetz (310, 330) einzuspielen, wo sie zeitnah zur Wirkung kommt.
Independent claims18