DE4434372A1 - Mobile radio network for cellular digital radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Mobilfunknetz für zellulare digitale Funknetze, mit einer Vielzahl von Basisstationen (BT1, BT2, . . .), die jeweils einer Zelle zugeordnet sind und jeweils aus einem Sender, einem Empfänger sowie Sende- und Empfangseinrichtungen gebildet sind, mit einer Basisstationssteuerung (BSC), die jeweils mehreren Basisstationen (BT1, BT2, . . .) zugeordnet sind und diese steuern, wobei mehrere Basisstationssteuerungen (BSC) mit einem Schaltverbindungssystem (SS) verbunden sind, das die Verbindung zu einem anderen Funk- und/oder Festnetz (PSTN, ISDN) herstellt und wobei ferner in jeder Basisstationssteuerung (BSC) ein Handover-Algorithmus implementiert ist, der den Handover von mobilen Stationen (MS1, MS2, . . .) im Mobilfunknetz steuert, wodurch Zellflächen entstehen, in denen jeweils eine Basisstation (BT1, BT2, . . .) vorhanden ist.The invention relates to a mobile radio network for cellular digital radio networks, with a A large number of base stations (BT1, BT2,...), Each of which is assigned to a cell and each made up of a transmitter, a receiver and transmitting and Receiving devices are formed with a base station controller (BSC) are assigned to several base stations (BT1, BT2,...) and control them, wherein several base station controllers (BSC) with a switching connection system (SS) are connected, which is the connection to another radio and / or landline network (PSTN, ISDN) and also in each base station controller (BSC) Handover algorithm is implemented, the handover of mobile stations (MS1, MS2,...) Controls in the mobile radio network, which creates cell areas in which a base station (BT1, BT2,...) is available.
Derartige digitale Mobilfunknetze werden rechnergestützt entworfen (R. Simon und andere: "Rechnergestützter, integrierter Funknetzentwurf für zellulare Funksysteme", NTG-Fachtagung, München, 25. bis 27. November 1985).Such digital mobile radio networks are designed with computer support (R. Simon and others: "Computer-aided, integrated radio network design for cellular radio systems", NTG conference, Munich, November 25-27, 1985).
Derartige rechnergestützte Entwürfe von Mobilfunknetzen berücksichtigen naturgemäß nicht die in der Praxis benötigten Betriebsparameter. Die Bestimmung optimaler Betriebsparameter für Mobilfunknetze ist wiederum sehr komplex und kann in großen Mobilfunknetzen nicht durchgeführt werden.Such computer-aided designs of mobile radio networks naturally take into account not the operating parameters required in practice. The determination more optimal Operating parameters for cellular networks is again very complex and can be large Cellular networks are not carried out.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde Mobilfunknetze mit optimalen Betriebsparametern zu betreiben, um die Anzahl der Mobilfunknetz-Teilnehmer maximal und die Anzahl notwendiger Basisstationen, Sende- und Empfangseinrichtungen u. dgl. minimal zu gestalten. The invention is therefore based on the object of mobile radio networks with optimal Operate operating parameters to the number of mobile network participants maximum and the number of necessary base stations, transmitting and Receiving devices u. Like minimal.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Betriebsparameter eines Mobilfunknetzes durch computergestützte Simulation des Mobilfunknetzes ermittelbar sind, wobei die Ermittlung iterativ durchgeführt wird. Dadurch können auch große Mobilfunknetze mit verbesserten Betriebsparametern betrieben werden, so daß die Anzahl der Mobilfunknetz-Teilnehmer sehr hoch gehalten werden kann, dagegen die Anzahl notwendiger Basisstationen, Sende- und Empfangseinrichtungen u. dgl. so gering wie möglich.The object is achieved in that the Operating parameters of a mobile radio network through computer-aided simulation of the Mobile radio network can be determined, the determination being carried out iteratively. This means that even large mobile networks with improved operating parameters can be used are operated so that the number of mobile network participants is very high can be held, however, the number of necessary base stations, transmitting and Receiving devices u. Like. As little as possible.
Nach einer Verbesserung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß in jeder Iteration die Einflüsse gewählter Betriebsparameter für ein betrachtetes Mobilfunknetz analysiert und aufgrund festgelegter Optimierungskriterien anpaßbar sind. Dadurch wird jeweils eine weitere Annäherung an die optimalen Werte erzielt.After an improvement of the invention it is proposed that in each iteration Influences of selected operating parameters for a considered mobile network are analyzed and are adaptable based on defined optimization criteria. This will each achieved a further approximation to the optimal values.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß als Betriebsparameter die Sendeleistung des Basisstationssenders, der Antennentyp, die Antennenhöhe, die Hauptstrahlrichtung der Antenne, der Neigungswinkel der Antenne und die Handover- Parameter anpaßbar sind. Dadurch können wesentliche Netzkriterien erfaßt werden.A further development of the invention is that as the operating parameters Transmission power of the base station transmitter, the antenna type, the antenna height, the Main beam direction of the antenna, the angle of inclination of the antenna and the handover Parameters are customizable. This enables essential network criteria to be recorded.
Die Erfindung wird außerdem dahingehend ausgeführt, daß jeder Iterationsschritt aus der Mobilfunknetz-Analyse und der nachfolgenden Anpassung geänderter Betriebsparameter besteht.The invention is also carried out in such a way that each iteration step consists of the mobile network analysis and the subsequent adjustment changed Operating parameters exist.
Andere Erfindungsmerkmale sind darauf hingerichtet, daß eine Datenbank mit allen optimalen Betriebsparametern und/oder Startparametern angelegt ist. Dadurch wird eine ständig verbesserungsfähige Grundlage für die Iterationsschritte geschaffen.Other features of the invention are directed to having a database of all optimal operating parameters and / or start parameters. This will created a basis for the iteration steps that can be continuously improved.
Das Iterationsverfahren ist ferner derart gestaltet, daß eine Analyse eines vorgegebenen Mobilfunknetzes in folgenden Schritten durchgeführt wird:The iteration process is also designed such that an analysis of a specified mobile network is carried out in the following steps:
- a) Eingeben aller Betriebsparameter für jede Basisstation des Mobilfunknetzes in eine Datenbank,a) Enter all operating parameters for each base station of the mobile network in a database,
- b) Prädiktion der Feldstärke jeder Basisstation in dem zugrundegelegten Mobilfunknetz,b) Prediction of the field strength of each base station in the base Cellular network,
- c) Berechnen der Zellflächen aller Basisstationen, c) calculating the cell areas of all base stations,
- d) Bestimmen der Interferenzen zwischen jeweils zwei Zellen von allen Zellen,d) determining the interferences between two cells from all cells,
- e) Aufsummieren von aktiven bzw. passiven Interferenzen für jede Zelle,e) summing up active or passive interference for each cell,
- f) Auflisten der paarweisen Interferenzen und Sortieren nach aktiven und passiven Interferenzen,f) List the paired interference and sort by active and passive Interference,
- g) Bestimmen eines Mittelwertes und/oder einer Standardabweichung aller aktiven und passiven Interferenzen undg) determining an average and / or a standard deviation of all active and passive interference and
- g) Ermitteln aller Zellen, deren Differenz zwischen aktiven und passiven Interferenzen größer als ein gewählter Schwellenwert ist.g) Determine all cells, their difference between active and passive Interference is greater than a selected threshold.
Dabei kann noch so vorgegangen werden, indem folgende Schritte zusätzlich ausgeführt werden:This can be done by adding the following steps be carried out:
- a) in der ersten Iteration wird die Sendeleistung bei den Zellen erhöht, bei denen die aktiven Interferenzen kleiner als die passiven Interferenzen sind,a) in the first iteration, the transmission power is increased for the cells in which the active interferences are smaller than passive interferences,
- b) in der zweiten Iteration wird die Sendeleistung bei den Zellen erniedrigt bei denen die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen sind undb) in the second iteration, the transmission power in the cells is reduced in those the active interferences are greater than the passive interferences and
- c) in der dritten Iteration wird der Neigungswinkel der Antennen bei den Zellen erhöht , bei denen die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen sind.c) in the third iteration the angle of inclination of the antennas at the cells increases where the active interference is greater than the passive interference are.
Außerdem ist es vorteilhaft, daß die Schritte a), b) und c) zumindest dreimal hintereinander durchgeführt werden.It is also advantageous that steps a), b) and c) at least three times be carried out in succession.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in einer einzigen Figur dargestellt, anhand deren das Iterationsverfahren beschrieben wird.An embodiment of the invention is in the drawing in a single figure with which the iteration method is described.
Das digitale Mobilfunknetz besteht aus mehreren Basisstationen BTS1, . . . BTSn. Jede Basisstation BTSn weist einen Sender, einen Empfänger, Antennen u. dgl. auf. Mehrere Basisstationen BTSn werden von je einer Basisstationssteuerung BSC gesteuert. Mehrere Basisstationensteuerungen BSC sind mit einem Schaltungssystem SS verbunden, das die Verbindung zu anderen analogen oder digitalen Netzen, wie z. B. PSTN (öffentliches Festnetz), ISDN etc. herstellt.The digital mobile radio network consists of several base stations BTS1,. . . BTSn. Each Base station BTSn has a transmitter, a receiver, antennas and the like. Like. Several base stations BTSn are each controlled by a base station controller BSC controlled. Several BSC base station controllers are with one circuit system SS connected, which is the connection to other analog or digital networks, such as e.g. B. PSTN (public landline), ISDN, etc.
In jeder Basisstationssteuerung BSC ist ein Handover-Algorithmus implementiert, der den Handover von Mobilstationen MS1, MS2, . . . MSn im Mobilfunknetz steuert. Dadurch entstehen Zellflächen 1 im Mobilfunknetz, wobei jeder Basisstation BTSn eine Zelle 1a zugeordnet ist.A handover algorithm is implemented in each base station controller BSC, which handles the handover of mobile stations MS1, MS2,. . . MSn controls in the mobile network. This results in cell areas 1 in the mobile radio network, with each base station BTSn being assigned a cell 1 a.
Der Handover-Algorithmus wird durch Handover-Parameter beeinflußt. Die Sendeleistung des BTS-Senders 2, der jeweilige Antennentyp, die Antennenhöhe, die Hauptstrahlrichtung der Antenne, der Downtilt der Antenne und die Handover- Parameter sind allgemeine Betriebsparameter für die Mobilfunknetze.The handover algorithm is influenced by handover parameters. The transmission power of the BTS transmitter 2 , the respective antenna type, the antenna height, the main beam direction of the antenna, the down tilt of the antenna and the handover parameters are general operating parameters for the mobile radio networks.
Jeder Iterationsschritt bei der computergestützten Ermittlung optimaler Betriebsparameter besteht aus der Mobilfunknetz-Analyse und der Wahl neuer Betriebsparameter. Bei der computergestützten Ermittlung optimaler Betriebsparameter wird eine Datenbank mit allen Betriebsparametern verwendet. Die Analyse eines Mobilfunknetzes soll wie folgt durchgeführt werden:Each iteration step in the computer-assisted determination more optimal Operating parameters consist of the cellular network analysis and the selection of new ones Operating parameters. Optimal in computer-aided determination Operating parameters, a database with all operating parameters is used. The Analysis of a mobile network should be carried out as follows:
- a) Eingabe aller Betriebsparameter für alle BTSn im Mobilfunknetz in die Datenbank (ggf. werden Startparameter für die Betriebsparameter eingegeben),a) Entry of all operating parameters for all BTSs in the mobile radio network in the database (if necessary, start parameters for the operating parameters are entered),
- b) Prädiktion der Feldstärke aller BTSn im Mobilfunknetz,b) prediction of the field strength of all BTSs in the mobile radio network,
- c) Berechnung der Zellflächen aller BTSn im Mobilfunknetz,c) calculation of the cell areas of all BTSs in the mobile radio network,
- d) Bestimmung der Interferenzen zwischen jeweils zwei Zellen (paarweise Interferenzen) von allen Zellen (jede Zelle mit jeder Zelle) im Mobilfunknetz. Dabei werden interferierte Flächen in einer Zelle auf die gesamte Fläche der Zelle aus der Zellberechnung bezogen. Die Interferenz zwischen zwei Zellen wird somit als Prozentwert angegeben. Der Prozentwert der Interferenz in Zelle 1, hervorgerufen von Zelle 2, kann sich von dem Wert der Interferenz in Zelle 2 hervorgerufen von Zelle 1 unterscheiden. Für den Fall, daß die Zelle 2 in der Zelle 1 Interferenzen hervorruft, interferiert die Zelle 2 aktiv und die Zelle 1 passiv. d) Determination of the interference between two cells (pairwise interference) from all cells (every cell with every cell) in the mobile radio network. Interfered areas in a cell are related to the entire area of the cell from the cell calculation. The interference between two cells is thus given as a percentage. The percentage of interference in cell 1 caused by cell 2 may differ from the value of interference in cell 2 caused by cell 1 . In the event that the cell 2 1 causes interference in the cell, the cell interferes 2 active and the passive cell 1.
- e) Aufsummierung der aktiven bzw. passiven Interferenzen für jede Zelle ungeachtet des Zellpaares,e) regardless of the active or passive interference for each cell of the cell pair,
- f) Auflistung der paarweisen Interferenzen sortiert nach aktiven und passiven Interferenzen.f) List of paired interference sorted by active and passive Interference.
- g) Bestimmung des Mittelwertes und der Standardabweichung aller aktiven und passiven Interferenzen.g) determining the mean and standard deviation of all active and passive interference.
- h) Ermittlung aller Zellen, deren Differenz zwischen aktiven und passiven Interferenzen größer als ein gewählter Schwellwert ist. Dabei soll unterschieden werden, ob die aktiven Interferenzen größer oder kleiner als die passiven Interferenzen für eine Zelle sind.h) Determination of all cells, their difference between active and passive Interference is greater than a selected threshold. A distinction should be made whether the active interference is larger or smaller than the passive one Interferences for a cell are.
Die Wahl neuer Betriebsparameter wird anschließend bei den Zellen vorgenommen, die in der Analyse (Schritt h) ermittelt wurden. Welche Betriebsparameter wie geändert werden, hängt davon ab, ob die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen oder kleiner als die passiven Interferenzen sind. Die Sendeleistung bzw. die Antennenhöhe wird bei den Zellen aus dem Schritt h) erhöht, bei denen die aktiven Interferenzen kleiner als die passiven Interferenzen sind. Andernfalls wird die Sendeleistung erniedrigt. Der Downtilt der Antenne wird bei den Zellen erhöht, bei denen die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen sind. Die Hauptstrahlrichtung der Antenne bzw. der Antennentyp wird geändert, wenn z. B. physikalische Grenzen eine Veränderung der Sendeleistung, des Downtilts bzw. der Höhe der Antenne nicht mehr möglich macht. Welche Handover-Parameter wie geändert werden können, hängt von dem angewendeten Handover-Algorithmus ab.The cells are then selected for new operating parameters, which were determined in the analysis (step h). Which operating parameters changed how depends on whether the active interference is greater than the passive Interference or less than the passive interference. The transmission power or the antenna height is increased for the cells from step h) in which the active ones Interference is smaller than the passive interference. Otherwise the Transmission power reduced. The down tilt of the antenna is increased for the cells, at where the active interference is greater than the passive interference. The The main beam direction of the antenna or the antenna type is changed if e.g. B. physical limits a change in the transmission power, downtilt or Height of the antenna is no longer possible. Which handover parameters like can be changed depends on the handover algorithm used.
Die geänderten Betriebsparameter werden in die Datenbank eingetragen und der nächste Iterationsschritt kann beginnen. Die Iterationen werden beendet, wenn ein gewähltes Abbruchkriterium erreicht ist. Dann stehen die optimalen Betriebsparameter für das betrachtete Mobilfunknetz fest. Ein Abbruchkriterium kann z. B. sein, daß der Mittelwert aller aktiven und passiven Interferenzen ein Minimum erreicht oder eine feste Anzahl Iterationsschritte durchgeführt wurde. Ein Spezialfall der computergestützten Ermittlung optimaler Betriebsparameter für den Betrieb von Mobilfunknetzen besteht aus den folgenden Schritten: The changed operating parameters are entered in the database and the the next iteration step can begin. The iterations are ended when a selected termination criterion has been reached. Then there are the optimal operating parameters for the considered mobile network. A termination criterion can e.g. B. be that the Average of all active and passive interferences reached a minimum or one fixed number of iteration steps was carried out. A special case of computer-assisted determination of optimal operating parameters for the operation of Mobile networks consist of the following steps:
Es wird die Analyse aus den vorstehend genannten Schriften a) bis h) vorausgesetzt.The analysis from the above-mentioned documents a) to h) is assumed.
- a) In der ersten Iteration wird die Sendeleistung bei den Zellen erhöht, bei denen die aktiven Interferenzen kleiner als die passiven Interferenzen sind.a) In the first iteration, the transmission power is increased for the cells in which the active interferences are smaller than passive interferences.
- b) In der zweiten Iteration wird die Sendeleistung bei den Zellen erniedrigt, bei denen die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen sind.b) In the second iteration, the transmission power is reduced in the cells in which the active interference is greater than the passive interference.
- c) In der dritten Iteration wird der Downtilt der Antennen bei den Zellen erhöht, bei denen die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen sind.c) In the third iteration, the down tilt of the antennas at the cells is increased at where the active interference is greater than the passive interference.
Vorteilhafterweise werden die Schritte a) bis c) insgesamt dreimal durchgeführt.Steps a) to c) are advantageously carried out a total of three times.
BezugszeichenlisteReference list
BTS1, BTS2, . . . BTSn Basisstationen
BSC Basisstationssteuerung
SS Schaltungssystem
MS1, MS2, . . . MSn Mobilstationen
1 Zellfläche
1a Zelle
2 BTS-SenderBTS1, BTS2,. . . BTSn base stations
BSC base station control
SS circuit system
MS1, MS2,. . . MSn mobile stations
1 cell area
1a cell
2 BTS transmitters
Claims (8)
- a) Eingeben aller Betriebsparameter für jede Basisstation des Mobilfunknetzes in eine Datenbank,
- b) Prädiktion der Feldstärke jeder Basisstation in dem zugrundegelegten Mobilfunknetz,
- c) Berechnen der Zellflächen aller Basisstationen,
- d) Bestimmen der Interferenzen zwischen jeweils zwei Zellen von allen Zellen,
- e) Aufsummieren von aktiven bzw. passiven Interferenzen für jede Zelle,
- f) Auflisten der paarweisen Interferenzen und Sortieren nach aktiven und passiven Interferenzen,
- g) Bestimmen eines Mittelwertes und/oder einer Standardabweichung aller aktiven und passiven Interferenzen und
- h) Ermitteln aller Zellen, deren Differenz zwischen aktiven und passiven Interferenzen größer als ein gewählter Schwellenwert ist.
- a) entering all operating parameters for each base station of the mobile radio network in a database,
- b) prediction of the field strength of each base station in the underlying cellular network,
- c) calculating the cell areas of all base stations,
- d) determining the interferences between two cells from all cells,
- e) summing up active or passive interference for each cell,
- f) listing the pairwise interference and sorting by active and passive interference,
- g) determining an average and / or a standard deviation of all active and passive interferences and
- h) determining all cells whose difference between active and passive interference is greater than a selected threshold value.
- a) in der ersten Iteration die Sendeleistung bei den Zellen erhöht wird, bei denen die aktiven Interferenzen kleiner als die passiven Interferenzen sind,
- b) in der zweiten Iteration die Sendeleistung bei den Zellen erniedrigt wird, bei denen die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen sind,
- c) und in der dritten Iteration der Neigungswinkel der Antennen bei den Zellen erhöht wird, bei denen die aktiven Interferenzen größer als die passiven Interferenzen sind.
- a) in the first iteration, the transmission power is increased in the cells in which the active interference is smaller than the passive interference,
- b) in the second iteration, the transmission power is reduced in the cells in which the active interference is greater than the passive interference,
- c) and in the third iteration, the angle of inclination of the antennas is increased in the cells in which the active interference is greater than the passive interference.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |