DE19619205A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Optimieren eines Mobilfunknetzes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Optimieren eines MobilfunknetzesInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und eine dafür vorgesehene Vorrichtung nach dem
Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.
Aus WO 92/21182 sind ein Verfahren zum Optimieren eines sich im
Betrieb befindenden Mobilfunknetzes und eine dafür vorgesehene
Vorrichtung bekannt. Nach dem dortigen Verfahren wird durch eine
Überwachung des Mobilfunknetzes mittels einer Betriebs- und
Wartungszentrale ("administrative center 200", Seite 13, Zeilen 26
ff) festgestellt, ob ein Fehler im Mobilfunknetz auftritt
("malfunctions and alarms", Seite 12, Zeilen 17-20). Falls dort ein
Fehler auftritt, werden an dem Mobilfunknetz Istdaten ("cell
parameters") abgerufen, um damit Solldaten ("set of proposed
changes") zum Optimieren von Parametereinstellungen im
Mobilfunknetz zu berechnen (s. dort Patentanspruch 1 sowie
Beschreibung zu Fig. 3). Die Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens ist die Betriebs- und Wartungszentrale selbst (s. dort
Seite 13, Zeilen 26 ff).
Aufgabe und Erfindung ist es, das eingangs genannte Verfahren zu
verbessern, damit es in einer Vorrichtung durchgeführt werden kann,
die besonders gut zur Berechnung der Solldaten aus den Istdaten
geeignet ist und die möglichst keine Rechnerkapazität von der
Betriebs- und Wartungszentrale benötigt.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und
durch eine Vorrichtung nach dem nebengeordneten Anspruch. Demnach
ist die Vorrichtung eine rechnergesteuerte Vorrichtung zum Planen
von Funknetzen, ein sogenanntes "Network Planning Tool", und die
Istdaten sind Eingangsdaten für diese rechnergesteuerte
Vorrichtung, die mittels Meßvorrichtungen gemessen werden. Außerdem
sind die Solldaten Ausgangsdaten der rechnergesteuerten
Vorrichtung, die diese mittels der Eingangsdaten und mittels gemäß
einem Funknetzmodell vorgegebener Planungsdaten berechnet.
Durch die Erfindung wird eine an sich für die Netzplanung
vorgesehene Vorrichtung zur Optimierung eines sich im Betrieb
befindenden Mobilfunknetzes eingesetzt. Damit gestaltet sich die
Optimierung sehr einfach. Zudem ist durch Aufbau einer die
Vorrichtung und die Betriebs- und Wartungszentrale enthaltene
Regelschleife eine vollautomatische Optimierung des Mobilfunknetzes
möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Im weiteren wird die Erfindung näher beschrieben anhand eines
Ausführungsbeispiels und unter Zuhilfenahme der folgenden
Zeichnungen:
Fig. 1, die schematisch den Aufbau einer Regelschleife zur
Optimierung darstellt;
Fig. 2, die schematisch den Aufbau einer drahtlosen Regelschleife
darstellt;
Fig. 3, die ein Blockschaltbild der Vorrichtung ist; und
Fig. 4, die ein Ablaufdiagramm des Verfahrens ist.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Regelschleife zur Optimierung eines
sich im Betrieb befindenden Mobilfunknetzes MRN. Die Regelschleife
enthält im wesentlichen eine rechnergesteuerte Vorrichtung NPT, die
erfindungsgemäß einem sogenannten "Network Planning Tool"
entspricht, und eine Betriebs- und Wartungszentrale OMC. Ein
Eingang 1 der Vorrichtung NPT ist mit der Betriebs- und
Wartungszentrale OMC verbunden. Ein Ausgang 2 der Vorrichtung NPT
ist mit einem Eingang der Betriebs- und Wartungszentrale verbunden.
Außerdem führt eine Verbindung zur Übertragung von Steuersignalen
GTR von der Betriebs- und Wartungszentrale zu der Vorrichtung. Die
Betriebs- und Wartungszentrale OMC ist in diesem Beispiel mit einer
Mobilfunkvermittlungsstelle MSC und mit einer
Funkfeststationssteuerung BSC verbunden. Das Mobilfunknetz enthält
in der Regel mehrere Mobilfunkvermittlungsstellen und
Funkfeststationssteuerungen. Die Mobilfunkvermittlungsstelle MSC,
die daran angeschlossene Funkfeststationssteuerung BSC und die
damit verbundenen Funkfeststationen BTS bilden Komponenten des
Mobilfunknetzes MRN, welches hier ein Mobilfunknetz nach dem
GSM-Standard ist. Die Verbindung zwischen der
Mobilfunkvermittlungsstelle und der Funkfeststationssteuerung ist
eine X.25-Verbindung AIF. Die Funkfeststationssteuerung steuert
mehrere der Funkfeststationen und ist über PCM-30-Verbindungen ABIF
mit diesen verbunden. Die Verbindung AIF wird im weiteren auch kurz
A-Schnittstelle genannt, die Verbindung ABIF wird im weiteren auch
kurz ABIS-Schnittstelle genannt, entsprechend der im GSM-Standard
festgelegten Nomenklatur.
Zur Überwachung des Signalisierungs- und Nachrichtenverkehrs auf
diesen Schnittstellen sind dort Meßvorrichtungen angeordnet, die
über ein Koppelfeld mit Auswertereinheiten zur Netzanalyse ANLI bis
ANLn verbunden sind. Diese Auswertereinrichtungen sind hier
Protokollanalysatoren, die die Datenübertragung über die genannten
Schnittstellen AIF und ABIF anhand der vorgegebenen verschiedenen
Protokollen (z. B. MAP, ISUP, LAPD) auswerten. Falls Fehler bei der
Datenübertragung über die genannten Schnittstellen auftreten,
werden diese mittels der Analysatoren festgestellt. Die
Analysatoren ANL1 bis ANLn erzeugen Istdaten, d. h. Meßdaten zur
Datenübertragung, die als Eingangsdaten DIN über eine Verbindung
zum Eingang 1 der Vorrichtung NPT geführt werden. Auch die
Betriebs- und Wartungszentrale OMC erzeugt Eingangsdaten DIN und
überträgt diese an die Vorrichtung NPT. Die von der Betriebs- und
Wartungszentrale erzeugten Eingangsdaten betreffen im wesentlichen
den Istzustand der genannten Komponenten MSC, BSC und BTS.
Eingangsdaten werden u. a. aus Betriebsdaten gewonnen, die etwa die
momentane Verkehrslast, die Anzahl der gesperrten Funkkanalzugänge
oder die Anzahl der Zugriffswünsche angeben.
Außerdem ist in Fig. 1 eine Datenbank DBX dargestellt, die mit dem
Eingang der Vorrichtung NPT verbunden ist und auch Eingangsdaten
DIN überträgt. Die dargestellte Datenbank DBX ist eine
Kundendatenbank, in der vom Netzbetreiber des Mobilfunknetzes
eingehende Teilnehmerbeschwerden gespeichert werden.
Das in Fig. 1 dargestellte Mobilfunknetz mit der oben beschriebenen
Regelschleife arbeitet nach folgendem Verfahren, dessen
Flußdiagramm in Fig. 4 dargestellt ist (Im weiteren werden Fig. 1
und Fig. 4 zusammen betrachtet):
In dem Verfahren 100 überwacht die Betriebs- und Wartungszentrale
OMC zunächst die Funktionen des Netzes, indem sie u. a. Fehler in
der Datenübertragung auf den Schnittstellen AIF und ABIF
feststellt, durch Steuerung der Analysatoren ANL1 bis ANLn. Auch
ist die Betriebs- und Wartungszentrale OMC in der Lage, Fehler
innerhalb der Komponenten MSC, BSC und BTS festzustellen. Außerdem
ist die Betriebs- und Wartungszentrale mit der Datenbank DBX
verbunden (nicht dargestellt), um dort gespeicherte
Kundenbeschwerden auszuwerten (Schritt 110).
In einem zweiten Schritt 120 wird festgestellt, ob ein Fehler im
Netz auftritt. Ist dies nicht der Fall, so werden in einem Schritt
121 keine Änderungen durchgeführt. Ist dies jedoch der Fall, so
werden in einem Schritt 130 die Eingangsdaten für die Vorrichtung
NPT ermittelt. Der Inhalt dieser Eingangsdaten DIN gibt Auskunft
über die Netzüberwachung, insbesondere Auskunft über Fehler in den
genannten Komponenten oder in der Datenübertragung auf den
genannten Schnittstellen. Außerdem umfassen die Eingangsdaten DIN
auch Informationen aus der Kundendatenbank DBX.
Liegen nun die Eingangsdaten DIN am Eingang der Vorrichtung NPT an,
so löst die Betriebs- und Wartungszentrale OMC mittels eines
Steuersignales CTR die Berechnung von Ausgangsdaten aus diesen
Eingangsdaten innerhalb der Vorrichtung NPT aus. Es ist auch
denkbar, daß die Berechnung der Ausgangsdaten durch die Übertragung
der Eingangsdaten selbst, d. h. ohne das Steuersignal CTR,
ausgelöst wird. In einem Schritt 140 werden die Ausgangsdaten DOUT
anhand einer Funktion berechnet, die das Funknetzmodell (z. B. nach
WALFISH u. IKEGAMI) des Mobilfunknetzes MRN wiedergibt. Variablen
dieser Funktion sind u. a. die Eingangsdaten DIN und Planungsdaten
DNW für das Netz. Zur Nachbildung eines Funknetzmodells werden i.
d. R. nichtlineare Gleichungssysteme benötigt. Die Darstellung in
Fig. 4 der Funktion f (DIN, DNW) ist hier nur eine schematische
Darstellung eines solchen Gleichungssystems. Mittels der
Eingangsdaten DIN und der Planungsdaten DNW für das Netz berechnet
die Vorrichtung NPT die Ausgangsdaten DOUT. Dazu enthält die
Vorrichtung NPT ein lernfähiges, neuronales Netzwerk, das vor der
Berechnung mittels Eingabe von sogenannten Trainingssequenzen
eingerichtet wurde, d. h. auf das Mobilfunknetz MRN geeicht wurde.
In einem Schritt 150 wird nun überprüft, ob die berechneten
Ausgangsdaten DOUT von den Planungsdaten DNW abweichen. Ist dies
der Fall, so werden in einem Schritt 151 die Planungsdaten DNW
korrigiert, indem diese gleich den Ausgangsdaten DOUT gesetzt
werden. Weichen die berechneten Ausgangsdaten DOUT nur unwesentlich
von den Planungsdaten DNW ab, so wird in einem Schritt 160 die
Parametereinstellung im Netz geändert mittels der berechneten
Ausgangsdaten. Unter Korrektur der Parametereinstellungen im Netz
werden hier folgende Maßnahmen verstanden:
Korrektur von Einstellungen in den Komponenten MSC, BSC und BTS, wie etwa sogenanntes "frequency redefinition" an der BSC oder "power ramping" an der BTS. Diese Maßnahmen betreffen im wesentlichen Softwareparameter und können zum großen Teil von der Betriebs- und Wartungszentrale OMG über Steuerbefehle im Netz durchgeführt werden. Außerdem werden unter der Korrektur von Parametereinstellungen auch Maßnahmen an der Hardware HW im Netz MRN verstanden. Die Änderungen der Hardware HW des Mobilfunknetzes werden im wesentlichen im Feld durchgeführt. Dazu zählen z. B. die Installation und Justierung von Sektorantennen oder die Einrichtung zusätzlicher Funkträger. Sind im Schritt 160 die notwendigen Parametereinstellungen mittels der berechneten Ausgangsdaten geändert worden, so ist die Optimierung des Netzes durchgeführt. Das Verfahren nach Fig. 4 kann dadurch fortlaufend durchgeführt werden, indem dem Schritt 160 der Schritt 110 folgt (nicht dargestellt).
Korrektur von Einstellungen in den Komponenten MSC, BSC und BTS, wie etwa sogenanntes "frequency redefinition" an der BSC oder "power ramping" an der BTS. Diese Maßnahmen betreffen im wesentlichen Softwareparameter und können zum großen Teil von der Betriebs- und Wartungszentrale OMG über Steuerbefehle im Netz durchgeführt werden. Außerdem werden unter der Korrektur von Parametereinstellungen auch Maßnahmen an der Hardware HW im Netz MRN verstanden. Die Änderungen der Hardware HW des Mobilfunknetzes werden im wesentlichen im Feld durchgeführt. Dazu zählen z. B. die Installation und Justierung von Sektorantennen oder die Einrichtung zusätzlicher Funkträger. Sind im Schritt 160 die notwendigen Parametereinstellungen mittels der berechneten Ausgangsdaten geändert worden, so ist die Optimierung des Netzes durchgeführt. Das Verfahren nach Fig. 4 kann dadurch fortlaufend durchgeführt werden, indem dem Schritt 160 der Schritt 110 folgt (nicht dargestellt).
Das erfindungsgemäße Verfahren, wie etwa oben anhand der Fig. 1 und
4 beschrieben, ist sehr einfach durchführbar, da nur der Aufbau der
beschriebenen Regelschleife mittels an sich bekannter Vorrichtungen
(NPT und OMC) aufgebaut wird. Erfindungsgemäß wird somit die
Vorrichtung NPT, die an sich zur Netzplanung dient, hier zur
Optimierung des sich im Betrieb befindenden Mobilfunknetzes
verwendet.
In Fig. 2 ist ein Mobilfunknetz MRN′ dargestellt, in dem eine
Regelschleife mittels drahtloser Verbindungen zwischen der
Betriebs- und Wartungszentrale OMC und der Vorrichtung NPT
aufgebaut ist.
So enthalten die Betriebs- und Wartungszentrale OMC wie auch die
Vorrichtung NPT jeweils einen Sender TX und einen Empfänger RX. Die
Betriebs- und Wartungszentrale und die Vorrichtung sind drahtlos
über Funkschnittstellen DL und UL miteinander verbunden. Auch sind
die Analysatoren ANL1 und die Kundendatenbank DBX drahtlos mit der
Vorrichtung NPT verbunden. Die Regelschleife in Fig. 2 arbeitet
nach dem bereits beschriebenen Verfahren (vgl. Fig. 4), d. h. die
Betriebs- und Wartungszentrale OMC, die Analysatoren ANL1 und die
Kundendatenbank DBX liefern Eingangsdaten für die Vorrichtung NPT.
Aus den Eingangsdaten werden anhand der beschriebenen Funktion des
Netzmodelles Ausgangsdaten berechnet, die die Vorrichtung NPT an
die Betriebs- und Wartungszentrale wie auch an Einrichtungen zur
Änderung der Hardware HW sendet. In Fig. 2 ist außerdem eine mobile
Einrichtung MON zur Überwachung von Netzfunktionen, insbesondere
zur Überwachung der Funkfeldversorgung, dargestellt. Diese mobile
Einrichtung MON liefert ebenfalls Eingangsdaten an die Vorrichtung
NPT.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild dargestellt, daß den
schematischen Aufbau der Vorrichtung NPT erläutern soll. Die
Vorrichtung NPT (Network Planning Tool) ist eine von einem
Prozessor PROC gesteuerte Vorrichtung. Der Prozessor PROC ist über
einen Daten- und Signalisierungsbus BUS mit folgenden Komponenten
verbunden: mit einer Eingangsdatenschnittstelle IFI, mit einer
Schnittstelle für Ein-/Ausgabegeräte IFT, mit einem Datenumsetzer
CON, mit einer Schaltung NNW, mit einer Datenbank DB und mit einer
Ausgangsdatenschnittstellenschaltung IFO.
Über die Eingangsdatenschnittstelle IFI empfängt die Vorrichtung
NPT die Eingangsdaten DIN, welche vorzugsweise nach dem
X.25-Protokoll strukturiert sind. Sollten die Eingangsdaten DIN
nach einem anderen Protokoll strukturiert sein, so werden sie
mittels des Datenumsetzers CON in die Struktur nach dem
X.25-Protokoll umgesetzt.
Die Eingangsdaten DIN bilden im wesentlichen Meßdaten, die den
Ist-Zustand des Mobilfunknetzes wiedergeben. Aus den Eingangsdaten
DIN werden nun die Ausgangsdaten DOUT zur Parametereinstellung
berechnet. Dazu steuert der Prozessor PROC die Schaltung NNW,
welche ein lernfähiges, neuronales Netzwerk ist. Die Eingangsdaten
DIN und die aus der Datenbank DB abgerufenen Planungsdaten DNW
werden in der Schaltung NNW entsprechend der beschriebenen Funktion
f (DIN, DNW) miteinander verknüpft, um die Ausgangsdaten DOUT zu
berechnen. Über die Ausgangsdatenschnittstelle IFO werden die
Ausgangsdaten DOUT an die Betriebs- und Wartungszentrale und ggfs.
an andere Einrichtungen zur Einstellung von Software- und
Hardwareparametern im Mobilfunknetz übertragen.
Die Erfindung wurde anhand eines nach dem GSM-Standard ausgelegten
öffentlichen Mobilfunknetzes beschrieben. Es sind jedoch auch
andere Ausführungsbeispiele denkbar, wie etwa der Einsatz der
Erfindung in einem privaten Mobilfunknetz, z. B. nach dem
TETRA-Standard, oder der Einsatz in einem universellen
Mobilfunknetz, dem sogenannten UMTS (Universal Mobile
Telecommunication System).
Claims (7)
1. Verfahren (100) zum Optimieren eines sich im Betrieb
befindenden Mobilfunknetzes (MRN) mit folgenden Schritten:
- - durch eine Überwachung (Schritt 110) des Mobilfunknetzes mittels einer Betriebs- und Wartungszentrale (OMC) wird festgestellt, ob ein Fehler im Mobilfunknetz auftritt (Schritt 120),
- - falls ein Fehler auftritt, werden aus dem Mobilfunknetz Istdaten abgerufen, um damit Solldaten zum Optimieren von Parametereinstellungen im Mobilfunknetz (MRN) zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Istdaten Eingangsdaten (DIN) für eine rechnergesteuerte Vorrichtung (NPT) zum Planen von Funknetzen sind, die mittels Meßvorrichtungen (ANL1) ermittelt werden (Schritt 130), und daß
- - die Solldaten Ausgangsdaten (DOUT) von der rechnergesteuerten Vorrichtung (NPT) sind, die von dieser mittels der Eingangsdaten (DIN) und mittels gemäß einem Funknetzmodell vorgegebener Planungsdaten (DNW) berechnet werden (Schritt 140).
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Eingangsdaten (DIN) von den Meßvorrichtungen (ANL1) direkt oder von dort indirekt über die Betriebs- und Wartungszentrale (OMC) an die rechnergesteuerte Vorrichtung (NPT) übertragen werden.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Planungsdaten (DNW) mit den Ausgangsdaten (DOUT) verglichen werden (Schritt 150), um festzustellen, ob die Planungsdaten korrigiert werden müssen (Schritt 151).
4. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- - Parametereinstellungen im Mobilfunknetz (MRN) mittels der Ausgangsdaten (DOUT) berichtigt werden (Schritt 160), falls die Ausgangsdaten (DOUT) um mehr als ein vorgebbares Maß von den Planungsdaten (DNW) abweichen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Parametereinstellungen Software- und/oder Hardwareparameter betreffen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Schrittfolge von der Überwachung des Mobilfunknetzes (Schritt 110) bis zur Berichtigung der Parametereinstellungen (Schritt 160) so lange wiederholt wird, bis die Ausgangsdaten (DOUT) um weniger als das vorgebbare Maß von den Planungsdaten (DNW) abweichen.
7. Vorrichtung (NPT) zum Optimieren eines sich im Betrieb
befindenden Mobilfunknetzes (MRN) mittels einer Betriebs- und
Wartungszentrale (OMC), die das Mobilfunknetz überwacht und
feststellt, ob ein Fehler auftritt, um dann Istdaten aus dem
Mobilfunknetz abzurufen, mittels denen die Vorrichtung Solldaten
zum Optimieren von Parametereinstellungen im Mobilfunknetz (MRN)
berechnet,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung eine rechnergesteuerte Vorrichtung (NPT) zum Planen von Funknetzen ist,
die Istdaten mittels Meßvorrichtungen (ANL1) ermittelte Eingangsdaten (DIN) für die rechnergesteuerte Vorrichtung (NPT) sind, und daß
die Solldaten Ausgangsdaten (DOUT) von der rechnergesteuerten Vorrichtung (NPT) sind, die diese mittels der Eingangsdaten (DIN) und mittels gemäß einem Funknetzmodell vorgegebener Planungsdaten (DNW) berechnet.
die Vorrichtung eine rechnergesteuerte Vorrichtung (NPT) zum Planen von Funknetzen ist,
die Istdaten mittels Meßvorrichtungen (ANL1) ermittelte Eingangsdaten (DIN) für die rechnergesteuerte Vorrichtung (NPT) sind, und daß
die Solldaten Ausgangsdaten (DOUT) von der rechnergesteuerten Vorrichtung (NPT) sind, die diese mittels der Eingangsdaten (DIN) und mittels gemäß einem Funknetzmodell vorgegebener Planungsdaten (DNW) berechnet.
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DE19619205A1 true DE19619205A1 (de) | 1997-11-13 |
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Family Applications (1)
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