DE60035755T2

DE60035755T2 - Verfahren und Anordnung zur Charakterisierung, Anpassung und Optimierung von drahtlosen Netzwerken

Info

Publication number: DE60035755T2
Application number: DE60035755T
Authority: DE
Inventors: Kenneth L. Madison Clarkson; Karl Georg New York Hampel; John D. Piscataway Hobby; Paul Matthew Glen Fardner Mankiewich; Paul Anthony Marlboro Polakos
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: BR0006769A; EP1098545A2; EP1098545A3; US20030147353A1; CA2324387A1; AU6958500A; US6842431B2; KR20010060259A; DE60035755D1; KR100757884B1; CN1295388A; JP2001204069A; EP1098545B1

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationsnetze und insbesondere Charakterisierungs-, Anpassungs- und Optimierungsverfahren zur Verwendung bei Auslegung, Implementierung und Betrieb solcher drahtlosen Netze.
Hintergrund der Erfindung
Ein typisches drahtloses Netz umfaßt eine Vielzahl zusammengeschalteter Basisstationen, die drahtlosen Verkehr für eine veränderliche Anzahl fester oder mobiler Benutzer bereitstellen, die über einen geographisch wohldefinierten Versorgungsbereich verteilt sind. Die drahtlose Schnittstelle muß allgemein unter Bedingungen einschließlich des Verlangens von Vielfachzugriff auf das Netz, unregelbarer Signalausbreitung und begrenzter Bandbreite fungieren. Das Verlangen nach Vielfachzugriff auf das Netz bedeutet, daß Ort und Zeit von Dienstanforderungen nicht a priori bekannt sind. Das Netz muß daher die erforderliche Diensthöhe mit genügend Kapazität über einen großen geographischen Bereich bereitstellen. Die oben bemerkte Bedingung unregelbarer Signalausbreitung zeigt an, daß eine drahtlose Strecke zwischen einer Basisstation und einem Benutzer auf Signalausbreitung in einer Umgebung angewiesen ist, die typischerweise mit hohem Ausbreitungsverlust und Reflexions-, Beugungs- oder Streuungseffekten an Anhäufungen, Gelände oder sonstigen Arten von Hindernissen verbunden ist.
Die Kombination dieser Bedingungen ergibt häufig konkurrierende Auslegungsziele. Beispielsweise erfordert der Bedarf an hoher Kapazität innerhalb einer begrenzten Bandbreite im allgemeinen einen Betrieb mit hoher Frequenzökonomie. Dies führt zu reduzierter Orthogonalität zwischen Kommunikationskanälen und ergibt gegenseitige Störungen aufgrund ihrer überlappenden Ausbreitungswege in der Umgebung. Durch diese Störungen wird der Netzabdeckungsbereich verringert oder, was gleichwertig ist, die Dienstgüte erniedrigt. Das Erfordernis einer hohen Bereichsabdeckung oder hohen Dienstgüte steht immer im Wettbewerb mit dem Verlangen nach hoher Netzkapazität.
In TDMA-(Time Division Multiple Access – Vielfachzugriff im Zeitmultiplex) oder FDMA-(Frequency Division Multiple Access – Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex)Systemen kann die Frequenzökonomie durch Verringern des Frequenzwiederverwendungsfaktors erhöht werden. Damit wird auch der physikalische Durchschnittsabstand zwischen mit der gleichen Frequenz arbeitenden Zellen verringert und ihre gegenseitige Störung daher erhöht. In CDMA-Systemen (Code Division Multiple Access – Vielfachzugriff im Codemultiplex) sind die verschiedenen Kommunikationskanäle durch Codes unterschieden. Aufgrund der Ausbreitungswirkungen in der Umgebung kann die Orthogonalität zwischen Codes verwischt sein, so daß Störung zwischen Kommunikationskanälen mit Verkehrsbelastung ansteigt.
Neben Frequenzökonomie ist das Verkehrsaufkommen, das vom Netz bewältigt werden kann, davon abhängig, wie gut die räumliche Verteilung der Kapazität an die des Verkehrsbelastungsangebots angepaßt ist. Dadurch wird eine zusätzliche Beschränkung der Zuteilung und Größenbemessung von Zellen im Netz gesetzt, die natürlich sehr von der örtlichen Ausbreitungsumgebung abhängig ist.
Weitere Beschränkungen, die die Netzleistung beeinflussen können, umfassen z.B. zeitabhängige Schwankungen im Verkehrsverlauf, Hardwarebegrenzungen, Auswirkungen externer Störungen wie beispielsweise Wärmerauschen, morphologische Fragen wie Erfordernisse zur Gebäudedurchdringung usw.
Bei der Auslegung oder Anpassung eines Netzes müssen auch eine Vielzahl weiterer Systemparameter in Betracht gezogen werden. Diese Parameter umfassen z.B. Basisstationsstandort, Anzahl von Sektoren pro Basisstation, Antennenparameter wie beispielsweise Höhe, Orientierung, Neigung, Antennengewinn und Antennenstrahlungsdiagramm, Sendeleistungspegel pro Kommunikationskanal und Basisstation, Frequenzplan, Weiterschaltungsschwellwerte, Anzahl von Trägern pro Basisstation oder Sektor, usw.
Einige dieser Parameter sind mit grundlegenden Beschränkungen verbunden wie beispielsweise Basisstationsstandorte oder Antennenhöhen, die durch die örtliche morphologische Umgebung vorbestimmt sein können, z.B. Verfügbarkeit von Land, hohen Gebäuden für Antennen usw. Zusätzlich können gewisse Parameter wie beispielsweise Antennenneigung oder Antennenorientierung leicht in der Auslegungsphase angepaßt werden, sie sind aber kosten- und zeitaufwendig, wenn sie danach abgeändert werden müssen. Andere Parameter wie beispielsweise Frequenzplan, Leistungspegel und Weiterschaltungsschwellwerte können leicht geändert oder abgestimmt werden, selbst wenn das Netz in Betrieb ist.
Infolge der Komplexität der drahtlosen Umgebung, konkurrierender Auslegungsziele wie beispielsweise Verlangen nach hoher Kapazität und hohe Streckenleistung und der Vielzahl von Systemparametern sind Netzauslegung und -anpassung schwierige Aufgaben.
Gegenwärtige Verfahren zur Netzauslegung umfassen Auslegungswerkzeuge, die die Netzleistung auf Grundlage der gegebenen Netzparameter unter Verwendung von statistischen oder sonstigen mathematischen Ausbreitungsmodellen modellieren. Ein Beispiel eines solchen Auslegungswerkzeuges ist das Werkzeug Planet von Mobile Systems International, http:://www.rmrdesign.com/msi. Diese und sonstige Netzauslegungswerkzeuge berechnen gewisse Hochfrequenz(HF-)Streckenmetriken wie z.B. Signalstärke oder Signal-Störungsverhältnis, die für bestimmte Netzleistungsmerkmale von Bedeutung sind. Die Genauigkeit dieser Vorhersagen ist größtenteils von der Genauigkeit der Ausbreitungsmodelle und der Genauigkeit der Modellierung der Umgebung, z.B. Gelände, Türechos usw., abhängig.
Obwohl diese herkömmlichen Werkzeuge genügend Genauigkeit bei der Vorhersage von Netzleistung bereitstellen können, klassifizieren sie im allgemeinen nicht die Gesamtnetzleistung und bieten daher keine Informationen darüber, wie weit das Netz aus seinem optimalen Zustand heraus getrieben wird. Aufgrund der Komplexität der Wechselwirkungen im Netz wird die Netzleistung mit einem empirischen Verfahren abgestimmt und mögliche Verbesserungen müssen durch Vergleichen von HF-Strecken-Metrikaufzeichnungen für unterschiedliche Netzkonfigurationen identifiziert werden. Bei der Anzahl von Netzparametern, die einzustellen sind, und den unterschiedlichen Auslegungszielen ist dieses Verfahren sehr unzufriedenstellend, und es ist schwierig, einer optimalen Leistung auch nur nahe zu kommen.
Andere herkömmliche Einsätze umfassen Frequenzplanungswerkzeuge. Ein Beispiel eines solchen Werkzeuges ist das Netzauslegungswerkzeug Asset von Aircom, www.aircom.co.uk. Das Asset-Werkzeug enthält einen Frequenzplanungsalgorithmus. Für TDMA- und FDMA-Netze, d.h. Netze mit einem größeren Frequenzwiederverwendungsfaktor als Eins sind viele Bemühungen angestellt worden, Algorithmen zu erzeugen, die die Netzleistung bezüglich seines Frequenzplans verbessern. Diese Algorithmen haben gewöhnlich ein Ziel, das auf die Verbesserung von Frequenzökonomie abzielt. Ein solcher Algorithmus kann beispielsweise versuchen, die Menge an bei Versorgung einer gegebenen Verkehrsdichte benutzten Frequenzen zu minimieren. Diese Algorithmen bieten jedoch im allgemeinen keine Informationen über die Netzleistung für jeden Frequenzplan, es sei denn sie sind mit einem Netzauslegungswerkzeug wie beispielsweise dem oben angeführten Werkzeug PLANET verknüpft.
Ein wohlbekannter herkömmlicher Ansatz zur Netzoptimierung ist Optimierung im Feld. Da Auslegungswerkzeuge nicht alle Ausbreitungseffekte in der Umgebung perfekt widerspiegeln, können die Netze durch Betriebsversuche im Feld verbessert werden. Betriebsversuche sind jedoch nur als alternatives Datenerfassungsverfahren anzusehen, und die Ableitung von Netzverbesserungen unterliegt den gleichen Problemen wie oben. Weiterhin können Betriebsversuchsdaten nur aus begrenzten Bereichen gewonnen werden und sind kosten- und zeitaufwendig.
Es wird erachtet, daß US-A-5826218 eine ergänzende Besprechung des Standes der Technik bietet.
Obwohl viele der oben angeführten herkömmlichen Verfahren Beistand bei der Auslegung und Anpassung eines Netzes bieten können, erlauben sie im allgemeinen nicht, eine Optimierung der Gesamtnetzleistung für unterschiedliche, gegenseitig konkurrierende Auslegungsziele. Es besteht daher ein Bedarf an verbesserten Netzcharakterisierungs-, Anpassungs- und Optimierungsverfahren, mit denen z.B. die Leistung eines drahtlosen Netzes unzweideutig für konkurrierende Auslegungsziele und für unterschiedliche Systemkonfigurationen klassifiziert werden kann.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bietet verbesserte Verfahren zur Charakterisierung, Anpassung und/oder Optimierung der Gesamtleistung eines drahtlosen Netzes.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Gesamtnetzleistung für eine bestimmte Netzkonfiguration durch einen Vektor mit zwei Komponenten charakterisiert, von denen einer Netzabdeckung darstellt und ein weiterer Netzkapazität darstellt, wobei die Netzabdeckungskomponente mindestens eine einer bereichsgewichteten Netzabdeckungskomponente und einer verkehrsgewichteten Netzabdeckungskomponente umfaßt. Erfindungsgemäß wird Netzabdeckung vorteilhafterweise durch die Wahrscheinlichkeit von Dienst unter Belastung einschließlich von Störungen definiert und kann weiterhin durch Verkehrsdichte gewichtet werden. Netzkapazität wird vorteilhafterweise durch das Verkehrsaufkommen mit einer gegebenen räumlichen Verteilung definiert, die mit einer gegebenen Gesamt-Zielblockierungsrate versorgt werden kann. Es ist bestimmt worden, daß diese Definitionen eine genaue und wirkungsvolle Quantifizierung bieten, wie gut Netzressourcen benutzt werden.
Erfindungsgemäß kann die Gesamt-Netzleistung durch Verwendung eines zweidimensionalen Kapazitäts-/Abdeckungsdiagramms charakterisiert werden. Im Diagramm sind Gesamt -Netzleistungsvektoren aufgezeichnet, die jeweils eine Netzkapazitätskomponente und eine Netzabdeckungskomponente für verschiedene Netzkonfigurationen umfassen. So erlaubt das Diagramm den Vergleich verschiedener Netzkonfigurationen bezüglich ihrer Gesamtnetzleistung auf optisch sehr klare und wirkungsvolle Weise. Auch bietet es ein optisches Verständnis des Kompromisses zwischen den zwei konkurrierenden Netzleistungsmerkmalen der beispielhaften Ausführungsform, d.h. Netzkapazität und Netzabdeckung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung läßt sich die Gesamtnetzleistung bezüglich einer gegebenen Teilmenge von Netzparametern durch Verwendung der Gesamt-Netzleistungsklassifizierung auf Grundlage von Netzkapazität und Netzabdeckung verbessern bzw. optimieren. Dies kann durch Verwendung eines Optimierungsalgorithmus durchgeführt werden, der mögliche Netzkonfigurationen vorschlägt und sie bezüglich ihrer Gesamt-Netzleistung auswertet. Die entsprechenden Netzleistungspunkte können in ein Kapazitäts-/Abdeckungsdiagramm aufgetragen werden. Diejenigen Netzkonfigurationen, die die äußere Hüllkurve aller durch den Algorithmus als relevant erachteten Konfigurationen bilden, stellen die beste Kompromißkurve für das in diesem Verfahren festgestellte Netz dar.
Die vorliegende Erfindung läßt sich in einem oder mehreren Softwareprogrammen implementieren, die auf einem Personal Computer, einem Arbeitsplatz, einem Mikrocomputer, auf einem Großrechner oder irgendeiner sonstigen Art von programmierbarem Digitalprozessor ablaufen. Durch die Erfindung wird das Verfahren der Auslegung, Anpassung und Optimierung der Leistung drahtloser Netze wesentlich verbessert. Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den beiliegenden Zeichnungen und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild eines Verarbeitungssystems, in dem ein Charakterisierungs-, Anpassungs- und/oder Optimierungsverfahren gemäß der Erfindung implementiert werden kann. Das System kann zur Erzeugung der in 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B und 5 gezeigten beispielhaften graphischen Anzeigen benutzt werden.
2A zeigt eine zweidimensionale Aufzeichnung, die die Gesamt-Netzleistung einschließlich einer Kompromißkurve zur Bestimmung maximaler Leistung charakterisiert.
2B zeigt einen Satz von für unterschiedliche Mengen an Netzressourcen erzeugten Netz-Kompromißkurven.
3A zeigt eine nicht optimierte Netzaufzeichnung, in der die räumliche Verteilung der Verkehrsdichte und Netzkapazität nicht übereinstimmen.
3B zeigt eine optimierte Netzaufzeichnung, in der die räumliche Verteilung der Verkehrsdichte und Netzkapazität so übereinstimmen, daß Netzkapazität maximal ist.
4A zeigt eine Kapazitätsaufzeichnung für ein Netz mit voller Abdeckung.
4B zeigt eine Kapazitätsaufzeichnung für ein Netz mit einem Abdeckungsloch.
5 zeigt eine Aufzeichnung von Gesamt-Netzleistungspunkten für verschiedene, in einem Monte-Carlo-Verfahren gemäß der Erfindung erhaltene Netzkonfigurationen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird untenstehend in Verbindung mit in einem computerbasierten Verarbeitungssystem implementierten beispielhaften Verarbeitungsverfahren von Informationen über drahtlose Netze dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung mit irgendeiner bestimmten Art von Verarbeitungssystem begrenzt ist.
Die offenbarten Verfahren sind zur Verwendung mit einer großen Vielzahl anderer Systeme und in zahlreichen alternativen Anwendungen geeignet. Weiterhin sind die beschriebenen Verfahren auf viele unterschiedliche Arten von drahtlosen Netzen einschließlich von TDMA-, FDMA- und CDMA-Netzen mit Mobilteilnehmereinheiten, Festteilnehmereinheiten oder Kombinationen mobiler und fester Einheiten anwendbar. Der Begriff „drahtloses Netz", so wie er hier benutzt wird, soll diese und sonstige Arten von Netzen so wie auch von Teilnetzen und anderer Teile von derartigen Netzen und Kombinationen von mehrfachen Netzen umfassen. Die hier benutzten Begriffe „optimieren", „Optimieren" und „Optimierung" sollen als eine beliebige Art von Verbesserung der Netzleistung umfassend ausgelegt werden, z.B. einer Verbesserung, die eine Leistung bietet, die als für eine gegebene Anwendung annehmbar erachtet wird. Diese Begriffe, so wie sie hier benutzt werden, erfordern daher nicht irgendeine Art von wahrem Optimum wie beispielsweise ein tatsächliches Minimum oder Maximum einer bestimmten Leistungsfunktion.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein auf einem Prozessor implementiertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung, Anpassung und/oder Optimierung eines drahtlosen Netzes.
1 zeigt ein beispielhaftes Verarbeitungssystem 10, in dem Charakterisierungs-, Anpassungs- und/oder Optimierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert werden können. Das Verarbeitungssystem 10 enthält einen Prozessor 12 und einen Speicher 14, die zum Kommunizieren über einen Bus 16 angeschlossen sind. Das System 10 enthält weiterhin eine Eingangs-/Ausgangs-(E/A-)Steuerung 18, die an den Bus 16 angeschlossen ist, um mit dem Prozessor 12 und Speicher 14 zu kommunizieren. Von der E/A-Steuerung 18 in Verbindung mit Prozessor 12 wird die Funktionsweise einer Anzahl von Peripheriekomponenten einschließlich einer Anzeige 20, eines Druckers 22, einer Tastatur 24 und einer externen Speichervorrichtung 26 geleitet.
Eines oder mehrere der Elemente des Systems 10 können Teile des Tischrechners oder tragbaren Personal Computers, eines Arbeitsplatzes, eines Mikrocomputers, eines Großrechners oder einer sonstigen Art von auf einem Prozessor basierenden Informationsverarbeitungsvorrichtung darstellen. Der Speicher 14 und die externe Speichervorrichtung 26 können elektronische, magnetische oder optische Speichervorrichtungen sein. Die externe Speichervorrichtung 26 kann eine Datenbank von Informationen des drahtlosen Netzes, z.B. eine Datenbank von Informationen über Betriebsparameter des drahtlosen Netzes usw. enthalten, die zur Erzeugung graphischer Anzeigen benutzt wird, die unten beschrieben werden. Die externe Speichervorrichtung 26 kann eine einzelne Vorrichtung sein oder kann verteilt sein, z.B. über mehrere Computer oder ähnliche Vorrichtungen verteilt sein. Der Begriff „Datenbank", so wie er hier benutzt wird, soll eine beliebige Anordnung von gespeicherten Daten umfassen, die in Verbindung mit einem Netzcharakterisierungs-, Anpassungs- und/oder Optimierungsverfahren benutzt werden können.
Die vorliegende Erfindung kann mindestens teilweise in der Form eines im Speicher 14 oder einer externen Speicherung 26 gespeicherten Computersoftwareprogramms implementiert sein. Ein solches Programm kann vom Prozessor 12 gemäß vom Benutzer gelieferter Eingangsdaten zur Erzeugung einer gewünschten Ausgabe in einem vorbestimmten Format, z.B. auf der Anzeige 20 oder auf einem vom Drucker 22 erzeugten Ausdruck ausgeführt werden. Die vom Benutzer gelieferten Eingangsdaten können an der Tastatur 24 eingegeben, aus einer oder mehreren Dateien der externen Speichervorrichtung 26 ausgelesen oder über eine Netzverbindung von einem Server oder einer sonstigen Informationsquelle erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung bietet verbesserte Verfahren zum Charakterisieren, Anpassen und Optimieren der Gesamtleistung eines drahtlosen Netzes. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Gesamt-Netzleistung für eine bestimmte Netzkonfiguration durch einen Vektor mit zwei Komponenten charakterisiert, von denen eine Netzabdeckung und eine andere Netzkapazität darstellt. Gemäß der Erfindung wird Netzabdeckung vorteilhafterweise durch die Wahrscheinlichkeit des Dienstes unter Belastung einschließlich von Störungen definiert und kann weiterhin durch Verkehrsdichte gewichtet werden. Netzkapazität wird vorteilhafterweise durch das Verkehrsaufkommen mit einer gegebenen räumlichen Verteilung definiert, die mit einer gegebenen Gesamt-Zielblockierungsrate versorgt werden kann. Es ist bestimmt worden, daß diese Definitionen eine genaue und wirkungsvolle Quantifizierung bieten, wie gut Netzressourcen benutzt werden.
2A zeigt ein Beispiel eines zweidimensionalen Kapazitäts-/Abdeckungsdiagramms, das durch das System der 1 gemäß der Erfindung erzeugt werden kann. In dem Diagramm sind Gesamt-Netzleistungsvektoren aufgezeichnet, die jeweils eine Netzkapazitätskomponente und eine Netzabdeckungskomponente umfassen, für verschiedene Netzkonfigurationen. So erlaubt das Diagramm einen Vergleich verschiedener Netzkonfigurationen in bezug auf ihre Gesamt-Netzleistung auf eine optisch sehr klare und wirkungsvolle Weise. Auch bietet es ein optisches Verständnis des Kompromisses zwischen den zwei konkurrierenden Netzleistungsmerkmalen der beispielhaften Ausführungsform, d.h. Netzkapazität und Netzabdeckung. In der Figur stellen die nicht schattierten Kreise die willkürlichen Netzeinstellungen zugeordneten Netzleistungsvektoren dar und die schattierten Kreise stellen Kompromißpunkte für maximale Gesamt-Netzleistung dar.
So kann die Gesamt-Netzleistung bezüglich einer gegebenen Teilmenge von Netzparametern durch Benutzung einer auf Netzkapazität und Netzabdeckung basierenden Gesamt-Netzleistungsklassifizierung verbessert bzw. optimiert werden. Dies kann durch Verwendung eines Optimierungsalgorithmus geschehen, der mögliche Netzkonfigurationen vorschlägt und sie bezüglich ihrer Gesamt-Netzleistung auswertet. Die entsprechende Netzleistungspunkte werden in einem Kapazitäts-/Abdeckungsdiagramm aufgetragen. Diejenigen Netzkonfigurationen, die die äußere Hüllkurve aller als durch den Algorithmus relevant betrachteten Konfigurationen bilden, stellen die beste Kompromißkurve für das Netz dar, die in diesem Verfahren gefunden wurde.
2B zeigt einen beispielhaften Satz von auf diese Weise erzeugten Kompromißkurven, wobei jede der Kompromißkurven der Verwendung einer unterschiedlichen Menge von Netzressourcen, z.B. einer unterschiedlichen Anzahl von Zellen entspricht. Durch die Kompromißkurven wird sehr deutlich die Verbesserung aufgezeigt, die durch Vergrößern der Menge an Ressourcen an der Gesamt-Netzleistung erreicht werden kann.
Bei dem oben beschriebenen Optimierungsverfahren in der beispielhaften Ausführungsform kann jeder Algorithmus angewandt werden, der eine ausreichende Vielzahl von Netzkonfigurationen bestimmen kann. Beispielsweise kann der Algorithmus ein mathematischer Optimierungsalgorithmus sein, der direkt nach den zur besten Kompromißkurve führenden Netzkonfigurationen sucht. Mit einem solchen Algorithmus können gewöhnlich bessere Kompromißkurven in einer kürzeren Zeitdauer gefunden werden. Als Alternative kann ein mathematischer Algorithmus benutzt werden, der für unterschiedliche Zielsetzungen zu optimieren versucht. Beispielsweise kann ein Frequenzplanungsalgorithmus benutzt werden. Jeder Frequenzplan erzeugt einen Punkt auf der Kompromißkurve, und die Kompromißkurve stellt den Satz bester Frequenzpläne dar, die durch den Frequenzplanungsalgorithmus erzeugt wurden. Wie schon bemerkt ist ein Beispiel eines solchen Frequenzplanungsalgorithmus der vom Netzauslegungswerkzeug Asset von Aircom, www.aircom.co.uk, bereitgestellte. Es kann selbst eine Routine benutzt werden, die gewisse Netzkonfigurationen durch einen zufallsmäßigen Prozeß verändert.
Da das oben beschriebene Konzept von dem bestimmten benutzten Optimierungsalgorithmus unabhängig ist, stellt es eine Methodik zur Verbesserung und/oder Optimierung der Gesamt-Netzleistung dar. Auf Grundlage dieser Methodik können verfeinerte Algorithmen entwickelt werden. Die Güte eines bestimmten Algorithmus läßt sich durch die Verbesserung messen, die es an einem Netz innerhalb der oben beschriebenen Kapazitäts-/Abdeckungsklassifizierung von Gesamt-Netzleistung erreichen kann.
Vorteilhafterweise sollten die Gesamtbandbreite und sonstige bedeutsame Netzressourcen Beschränkungen für das Verbesserungs-/Optimierungsverfahren für eine bestimmte Kompromißkurve sein. Wie oben in Verbindung mit dem Satz von Kompromißkurven der 2B beschrieben, ergibt die Verwendung unterschiedlicher Mengen von Ressourcen, z.B. mehr Basisstationen oder Bandbreite, unterschiedliche Kompromißkurven, wodurch in einem Kurvenbild visualisiert die damit verbundene Änderung der Gesamt-Netzleistung sehr deutlich gezeigt wird. Auch zeigt ein solches Kurvenbild, wie sich die Gesamtleistung unter Verwendung vergleichbarer Ressourcen zwischen verschiedenen Netzauslegungen unterscheidet.
Es ist zu bemerken, daß die Netzabdeckungs- und Netzkapazitätseigenschaften in der beispielhaften Ausführungsform durch verwandte Eigenschaften in anderen Ausführungsformen ersetzt werden können. Beispielsweise kann Netzabdeckung mit statistischen Netzmetriken wie beispielsweise „Rufeinleitungsversagen" in Beziehung gebracht werden und Netzkapazität kann mit „Gesamtblockierungsrate bei gegebener Verkehrsbelastung" oder einfach „Rate blockierter Verbindungen" in Beziehung gebracht werden. Solche Eigenschaften wie auch andere, aus Netzstatistiken abgeleitete ähnliche Eigenschaften stehen in enger Beziehung mit Netzabdeckung und Netzkapazität und vermitteln im Grund die gleichen oder ähnliche Informationen. Die Begriffe „Netzabdeckung" und „Netzkapazität", so wie sie hier benutzt werden, sollen daher alle derartigen verwandten Eigenschaften einschließen.
Es wird nunmehr eine beispielhafte Implementierung der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ausführlicher beschrieben. In dieser Implementierung wird ein Ort als abgedeckt angesehen, wenn eine Kommunikationsstrecke ordnungsgemäß eingeleitet und abgeschlossen werden kann und wenn der Streckenverkehr während der Zeit, wenn die Strecke besteht, ausreichend Streckengüte aufweist. Diese Bedingungen können mehrere Kommunikationskanäle mit unterschiedlichen Streckenerfordernissen umfassen.
Beispielsweise kann in einem IS-95-CDMA-System die Abwärtsstrecke als abgedeckt angesehen werden, wenn der stärkste Pilot genügend Signalstärke bezüglich des Gesamtstörungspegels aufweist, mit Störungen von allen anderen Kommunikationskanälen und Rauschen:
wobei

Ec_ik:: Pilotleistung vom Sektor k am Antennenanschluß des Handys i.
Io_sk:: Störungsleistung am Antennenanschluß des Handys i bezüglich des Piloten vom Sektor k.
Etot_ik:: Empfangene Gesamtleistung vom Sektor k am Antennenanschluß des Handys i.
b:: Bruchteil von Pilotleistung zu Gesamtleistung der Zelle oder des Zellensektors.
NF_i:: Handy-Rauschzahl.
N₀:: Thermisches Grundrauschen.
θ_c:: Schwellwert für korrekte Pilotsignalwiedergewinnung.

Auf der Aufwärtsstrecke ist Abdeckung erreicht, wenn jedes Handy mit genügend relativer Signalstärke an der Basisstation empfangen werden kann:
wobei

S_ik:: Signalleistung vom Handy i am Antennenanschluß des Sektors k
I_ik:: Störungsleistung am Antennenanschluß des Sektors k bezüglich des Piloten vom Handy i
NF_i:: Handy-Rauschzahl.
N₀:: Thermisches Grundrauschen.
θ_RVS:: Schwellwert für korrekte Handysignalwiedergewinnung auf der Aufwärtsstrecke.

Ein Standort weist Abdeckung auf, wenn sowohl die Abwärts- als auch Aufwärtsstrecke Abdeckung aufweisen. Diese Bedingungen müssen für jeden Benutzer nur bezüglich einer Zelle oder eines Zellensektors, d.h. des stärksten Servers, erfüllt werden. Auf der Aufwärtsstrecke kann zusätzliche Diversity-Verstärkung aus einer sanften Weiterschaltung erhalten werden. Diese Verstärkung kann in die Streckenbilanz hineinaddiert werden.
Erfindungsgemäß wird eine Abdeckungsfunktion definiert als
Die gesamte, bereichsgewichtete Abdeckung kann durch Integrieren der Abdeckungsfunktion über den Zielabdeckungsbereich (TCA – Target Coverage Area) definiert werden: Coνtot = ∫TCACoν(x, y)·dx·dy/∫TCA·dx·dy. (4)
Als Alternative kann die gesamte verkehrsgewichtete Abdeckung definiert werden durch: Coνtot = ∫TCATD(x, y)·Coν(x, y)·dx·dy/∫TCATD(x, y)·dx·dy (5)wobei TD(x, y) eine örtliche Verkehrdichtefunktion zuweist. Durch die verkehrsgewichtete Gesamt-Abdeckung wird die statistische Netzleistung besser dargestellt, da sie verkehrsreiche Bereiche mehr als verkehrsarme Bereiche gewichtet.
Die Integrale in den Gleichungen (4) und (5) können durch Summen ersetzt werden, wenn statt eines Kontinuums eine diskrete Menge von Standorten ausgewertet wird. Die Anzahl von Standorten sollte groß genug und dicht genug für eine statistisch repräsentative Abdeckungsbewertung sein. Als Alternative kann die Bewertung unter Verwendung eines straßenbasierenden Gitters wie in der oben angeführten US-Patentanmeldung von K.L. Clarkson et al. mit dem Titel „Road-Based Evaluation and Interpolation of Wireless Network Parameters" (Straßenbasierte Bewertung und Interpolation von Parametern eines drahtlosen Netzes) durchgeführt werden.
Die einzelnen Leistungspegel am Empfängereingang können z.B. von herkömmlichen Netzauslegungswerkzeugen, von Feldmessungen, von Netzleistungsstatistiken oder aus einer Kombination dieser und anderer Verfahren erhalten werden.
Erfindungsgemäß ist die Gesamtkapazität eines Netzes bezüglich der räumlich veränderlichen Verkehrsverteilung definiert. Damit wird die Bereitstellung von zu vielen Ressourcen an Stellen vermieden, wo es keinen Verkehr gibt, während ein Mangel an Ressourcen in Bereichen mit hohem Verkehr besteht. Eine solche Situation würde zu Unterverwendung von Ressourcen in einigen Bereichen und zu hohen Blockierungsraten in anderen führen.
Bei Netzen, die in Betrieb sind, kann die Netzkapazität bezüglich einer bestimmten Gesamt-Zielblockierungsrate BR₀ angegeben werden:
wobei die erfolglosen Versuche Diensteinleitungsversagen sind, die einer Überlastung von Netzressourcen zuschreibbar sind.
3A zeigt eine Situation, in der die obige Definition der Netzkapazität zu bedeutend niedrigeren Kapazitätswerten für ein Netz mit einer gegebenen Verkehrsverteilung führen kann, als die, die durch einfaches Zusammenaddieren der Ressourcen aller Zellen erhalten werden. In der Figur entspricht die räumliche Verteilung einer Ziel-Verkehrsbelastung (durchgezogene Linie) nicht der räumlichen Verteilung verfügbarer Netzkapazität (Blöcke). Einige Zellen weisen daher zu wenig Kapazität auf (Zellen links und rechts), während andere Zellen Überkapazität aufweisen (Zellen in der Mitte). Um die Gesamt-Netzblockierungsrate auf einem kleinen Zielwert zu halten (kleiner Bereich „blockierter Verkehr") muß der Gesamtverkehr bedeutend verringert werden (gepunktete Linie). In diesem Diagramm würde eine einfache Addierung der Kapazität aller Zellen (Bereich aller Blöcke) zu einem Gesamtkapazitätswert führen, der der anfänglichen Verkehrsverteilung entspricht (Bereich unter der durchgezogenen Linie) und viel höher ist als der, der unter Verwendung der obigen Netzkapazitätsdefinition erhalten wird.
3B zeigt die gleiche Situation für ein optimiertes Netz. Da die Verteilung von Kapazität und Verkehr einander in diesem Fall entsprechen, ist der Verkehr, der mit der Zielblockierungsrate (gepunktete Linie) bewältigt werden kann, maximal.
Im folgenden wird die in 3B dargestellte Situation modelliert. Es wird angenommen, daß über das gesamte Netz nur eine Dienstart besteht. Jede Zelle bzw. jeder Zellensektor k weist eine bestimmte Anzahl von Verkehrskanälen Γ_k auf, die für Dienst benutzt werden können. Diese Anzahl von Verkehrskanälen kann für jeden Sektor unterschiedlich sein. Weiterhin ist die räumliche Verkehrsverteilung TD(x, y) gegeben und auf die Zielkapazität des Netzes normiert: ∫TCA(x, y) = TCap,wobei TCap die Zielkapazität des Netzes ist und TCA der Zielabdeckungsbereich ist. Diese Verkehrsverteilung wird in Einheiten von Erlang gegeben.
Während die Verkehrsverteilung TD(x, y) auf die Zielkapazität normiert ist, beträgt der Verkehr, der vom Netz mit der Gesamt-Zielblockierungsrate BR₀ bearbeitet werden kann, τ·TD(x, y), was bedeutend geringer sein kann. Der Verkehrslast-Multiplikator τ ist selbstverständlich von der Zielblockierungsrate abhängig: ⎕ = ⎕ (BR₀).
In jeder Zelle oder jedem Zellensektor k beträgt die Gesamt-Verkehrslast τ·TD_k: τ·TDk = τ·∫C(k)·TD(x, y), (7)wobei C(k) den Abdeckungsbereich von k, d.h. den Bereich, wo Dienstanforderungen durch k bearbeitet werden, anzeigt. Nach wohlbekannter Bündelungstheorie beträgt die zugehörige Blockierungsrate Br_k(τTD_k, Γ_i) für Zelle oder Zellensektor k:
Das Aufkommen blockierten Verkehrs in Zelle oder Zellensektor k, BT_k(τTD_k, Γ_k) ist das Produkt der Zellenblockierungsrate und des Zellenverkehrs: BTk(τTDk, Γk) = τTDk·BRk(τTDk, Γk) (9)
Das Gesamtaufkommen blockierten Verkehrs im gesamten Netz ist die Summe über den blockierten Verkehr in jeder Zelle: BTtot = ΣkτTDk·BRk(τTDk, Γk) (10)
Das führt zu der gesamten Gesamt-Blockierungsrate für das gesamte Netz, gegeben durch das Verhältnis des Gesamtaufkommens blockierten Verkehrs und des Gesamtaufkommens von Verkehr: BRtot = ΣkτTDk·BRk(τTDk, Γk)/τTC (11)
Diese Gleichung definiert eine Funktion BR_tot(τ), aus der der Verkehrsmultiplikator τ durch Lösen von BR_tot(τ) = BR₀ gefunden werden kann, wobei BR₀ eine Gesamt-Zielblockierungsrate ist.
In der obigen Berechnung stellt τ die Kapazität des Netzes bei Zielblockierungsrate für eine gegebene Verkehrsverteilung dar. Diese Definition ist jedoch allgemein nur für volle Abdeckung sinnvoll. Für realistische Netze, die Abdeckungslöcher aufweisen, wird die Netzkapazität stattdessen definiert durch: Netzkapazität = τ·Netzabdeckung, (12)wobei Netzabdeckung wie oben definiert wird. Diese Definition stellt Kapazität als die Gesamtverkehrsbelastung dar, die über dem Zielnetzbereich mit Zielblockierungsrate versorgt werden kann.
4A und 4B zeigen den Einfluß von Netzabdeckung in diesem Fall. Beide Figuren zeigen eine Situation, wo die Verteilung von Verkehrsdichte und Kapazitätsangebot pro Zelle perfekt aneinander angepaßt sind. Die Kapazität sollte daher in beiden Fällen 100% sein. In der 4B weist das Netz jedoch ein großes Abdeckungsloch auf. Die unbenutzten Kapazitätsressourcen in diesem Bereich sind umverteilt worden und stehen in den abgedeckten Bereichen des Netzes zur Verfügung. Dadurch wird τ durch 1/Abdeckung (gepunktete Linie zu durchgezogener Linie) erhöht. Das Gesamtaufkommen von Verkehr, der versorgt werden kann, ist jedoch nicht erhöht worden. Um dies zu berücksichtigen, sollte die Netzkapazität gemäß der Gleichung (12) definiert werden.
Es ist zu bemerken, daß zur Bestimmung des Verkehrsaufkommens, das von einer Zelle oder einem Zellensektor zu bewältigen ist, der Abdeckungsbereich jeder Zelle oder jedes Zellensektors C(k) bekannt sein muß.
Im CDMA-Standard IS-95 kann ein Benutzer einer Zelle oder einem Zellensektor zugewiesen werden, wenn die Bedingung der Gleichung (1) auf der Abwärtsstrecke erfüllt ist. Wenn diese Bedingung für mehrere Zellen oder Zellensektoren erfüllt ist, befindet sich der Benutzer in sanfter Weiterschaltung, d.h. benutzt Ressourcen von allen dieser Zellen oder Zellensektoren. Im allgemeinen kann ein Benutzer in einem IS95-Netz maximal drei Zellen zugewiesen werden. Der Abdeckungsbereich C(k) in einem solchen Netz definiert daher den Bereich, wo der Pilot von k sich unter den drei stärksten Piloten befindet, die die Bedingung der Gleichung (1) erfüllen.
Wie schon erwähnt, läßt sich der einzelne Pilotpegel aus Netzauslegungswerkzeugen, aus Feldmessungen oder aus einer Kombination dieser und sonstiger Verfahren erhalten.
Zur Bestimmung des Gesamtleistungsvektors für einen bestimmten Netzaufbau läßt sich der entsprechende Gesamtleistungspunkt durch Berechnen von Abdeckung und Kapazität wie oben beschrieben feststellen.
Im allgemeinen kann jede Zielfunktion in Verbindung mit jedem Optimierungsverfahren zum Optimieren des Netzes auf die oben beschriebene Weise benutzt werden.
Zum direkten Optimieren der Gesamt-Netzleistung im Rahmen der obigen Klassifizierung müssen zwei konkurrierende Zielfunktionen gleichzeitig angesprochen werden. Ein solches Optimierungsverfahren wird zu einer Kompromißkurve in dem Kapazität-/Abdeckungsdiagramm führen, die die beste Leistung in dieser Klassifizierung darstellt, die vom Optimierer gefunden werden konnte. Innerhalb des Optimierungsverfahrens kann dieses Ziel durch Optimieren auf eine der zwei Zielfunktionen, z.B. Abdeckung, und Bewahrung der anderen, z.B. Kapazität, als Beschränkung erreicht werden. Durch Wiederholen dieses Verfahrens für verschiedene Beschränkungswerte wird die Optimierung zu der gewünschten Kompromißkurve führen.
Um einen Punkt auf der Kompromißkurve zu erhalten, kann ein neues Ziel wie folgt definiert werden: Neues Ziel = α·Abdeckung + (1 – α)·Kapazität, α ∊ [0,1]
Optimieren auf das neue Ziel wird zu einem Punkt auf der Kompromißkurve führen. Wiederholen dieses Verfahrens für unterschiedliche Werte von a wird die vollständige Kompromißkurve bereitstellen.
Es werden nunmehr zwei mögliche Implementierungen des oben beschriebenen Optimierungsverfahrens, d.h. ein Monte-Carlo-Verfahren und eine Optimierung mit Verwendung eines Frequenzplanungswerkzeugs beschrieben.
Im Monte-Carlo-Verfahren werden HF-Streckenmetriken eines Netzes unter Verkehrsbelastung für eine bestimmte Menge von Netzparametern ausgewertet, z.B. eine Anfangskonfiguration, unter Verwendung eines herkömmlichen Auslegungswerkzeugs. Diese Auswertung kann auf einem geographischen Gitter durchgeführt werden. Die Anzahl von Gitterpunkten sollte dicht genug sein für eine statistisch bedeutsame Darstellung der Netzleistung. Aus allen HF-Streckenmetrikdaten auf diesem Gitter und den Anfangsnetzkonfigurationen wird die Gesamt-Netzleistung gemäß der oben beschriebenen Klassifizierung berechnet. Der sich ergebende Gesamt-Netzleistungspunkt wird in dem Kapazitäts-/Abdeckungskurvenbild aufgetragen.
Es wird mindestens eine Teilmenge der abstimmbaren Netzparameter, die dem Optimierungsvorgang unterworfen sind, in einem zufallsmäßigen Verfahren geändert. Die HF-Streckenmetriken werden mit dem Auslegungswerkzeug für jede Zufallsmenge von Netzparametern neu berechnet. Die Gesamt-Netzleistung wird wie oben bewertet und in dem Kapazitäts-/Abdeckungs-Kurvenbild aufgetragen. Die äußere Hüllkurve aller Gesamtleistungspunkte definiert den in diesem Optimierungsverfahren gewonnenen Kompromiß.
5 zeigt ein Beispiel eines Kurvenbildes von Gesamt-Netzleistungspunkten für verschiedene, in dem oben beschriebenen Monte-Carlo-Verfahren erhaltene Netzkonfigurationen. Die äußere Hüllkurve bildet den in diesem Verfahren gewonnenen optimalen Kompromiß.
Wie oben bemerkt, ist eine weitere mögliche Implementierung eine Optimierung unter Verwendung eines Frequenzplanungswerkzeuges. Zum Optimieren eines Netzes bezüglich dessen Frequenzplans kann ein Auslegungswerkzeug in Verbindung mit einem Frequenzplanungsalgorithmus (z.B. dem oben bemerkten Frequenzplanungswerkzeug Asset) benutzt werden. Für jeden Frequenzplan werden die HF-Streckenmetriken unter Verwendung des Auslegungswerkzeuges über ein ausreichend feines Gitter berechnet. Aus jedem Gitter von HF-Streckenmetriken wird die Gesamt-Netzleistung gemäß der obigen Klassifizierung bestimmt. Aus der Menge sich ergebender Punkte wird der optimale Kompromiß auf die schon beschriebene Weise bestimmt.
Eine Kompromißkurve kann auf folgende Weise bestimmt werden. Angenommen, es wird in dem Gesamtleistungs-Kurvenbild eine Menge von Punkten gegeben (z.B. 5). Diese Menge von Punkten kann das Ergebnis eines Optimierungsalgorithmus sein. Die die Punkte für feste Netzleistung darstellende Kompromißkurve läßt sich durch den folgenden Algorithmus feststellen:
Die übrigen Punkte nicht null bilden die oben angeführte Kompromißkurve.
Es wird nunmehr ein beispielhaftes ableitungsbasiertes Optimierungsverfahren gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben. Dieses Optimierungsverfahren optimiert die Leistung eines drahtlosen Netzes bezüglich einer Vielzahl von mathematisch kontinuierlichen Netzparametern für ein Ziel, das sich mit einer Gesamt-Netzleistungsmetrik befaßt.
Dieses Ziel in diesem Optimierungsverfahren wird als mathematische bzw. numerische Funktion einer Menge von Netzabgleichparametern formuliert, die als Variablen des Optimierungsverfahrens angesehen werden. Gemäß der Erfindung kann das Optimierungsverfahren auf genauen oder annähernden Ableitungen erster oder höherer Ordnung der Zielfunktion bezüglich der Netzabgleichparameter basieren. Dieses führt zu zuverlässigen Ergebnissen, da die Abgleichparameter mathematisch kontinuierlich sind und die Gesamt-Netzleistungsmetrik örtlich differenzierbar ist, d.h. kleine Änderungen von Parametereinstellungen verursachen nur kleine Änderungen der Netzleistung. Beispiele von numerischen Optimierungsprogrammen, die zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen z.B. die Programme, die in Robert Fourer, David M. Gay, Brian W. Kernigham, „AMPL-A Modeling Language for Mathematical Programming" (AMPL – eine Modellierungssprache für mathematische Programmierung), The Scientific Press (1993), Philip E. Gill, Walter Murray und Michael A. Saunders, „SNOPT: An SQP Algorithm for Large-Scale Constrained Optimization" (Ein SQP-Algorithmus für beschränkte Optimierung im großen Maßstab), NA97-2, Dept. of Math., UC San Diego (1997), und Philip E. Gill, „User's Guide for SNOPT 5.3: A Fortran Package for Large-Scale Nonlinear Programming" (Benutzerführer für SNOPT 5.3: Ein Fortran-Paket für nichtlineare Programmierung im großen Maßstab), 1997, beschrieben sind.
Wenn die mathematisch kontinuierlichen Netzparameter in Wirklichkeit in der Praxis diskrete Einstellungen mit genügend kleiner Schrittgröße aufweisen, können diese Einstellungen nach dem Optimierungsverfahren durch Abrunden der Einstellungen der optimalen Konfiguration erhalten werden. Diese Abrundungsprozedur sollte die Gesamt-Netzleistung nicht bedeutend beeinflussen, da die Gesamt-Netzleistung bezüglich den Variablen kontinuierlich ist und das Maximum oder Minimum daher glatt ist.
Das obenbeschriebene Optimierungsverfahren weist eine Anzahl von Vorteilen auf. Beispielsweise wird durch Schreiben der Gesamt-Netzleistung als Funktion einer Vielzahl von Abgleichparametern ihr voneinander abhängiger Einfluß auf die Netzleistung erfaßt und im Optimierungsverfahren in Betracht gezogen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Verwendung des analytischen Verhaltens der Gesamt-Netzleistungsmetrik bezüglich den Netzabgleichparametern die Ausnutzung von standardmäßigen Optimierungsalgorithmen erlaubt, um optimale Gesamt-Netzleistung zu erzielen.
Beispiele von Zielen, die im obenbeschriebenen Optimierungsverfahren optimiert werden können, sind folgende:

1. Maximierung der Netzabdeckung. Wie schon bemerkt, kann Netzabdeckung durch den Bruchteil eines Bereichs mit örtlicher Abdeckung definiert werden und kann weiterhin durch Verkehrsdichte gewichtet werden. Örtliche Abdeckung kann durch die Wahrscheinlichkeit von Dienst an einem gewissen Ort unter Belastung einschließlich von Störungen definiert werden.
2. Maximierung der Netzkapazität. Wie schon bemerkt, kann Netzkapazität durch das Verkehrsaufkommen bei einer gegebenen räumlichen Verteilung definiert werden, das mit einer gegebenen Gesamt-Zielblockierungsrate versorgt werden kann.
3. Minimierung von Netzressourcen. Diese Art von Ziel kann alle Arten von Netzressourcen ansprechen.
4. Eine beliebige Kombination von zwei der obigen Zielen, die einen eindimensionalen Lösungsraum optimaler Konfigurationen bildet. Der Lösungsraum kann als Kurve in einem zweidimensionalen Kurvenbild aufgezeichnet werden, das den Kompromiß zwischen zwei Zielen darstellt, z.B. auf die in 2A und 2B dargestellte Weise.
5. Jedes Ziel, das direkt mit einem der obigen Ziele verwandt ist. Beispielsweise bezieht sich „Gesamtblockierungsrate bei gegebener Verkehrsbelastung" auf Netzkapazität, da eine monotone Funktion des einen als eine monotone Funktion des anderen beschrieben werden kann.

Beispiele von Netzabgleichparametern, die bei dem Optimierungsverfahren benutzt werden können, umfassen folgende:

1. Antennenparameter, z.B. Standort, Höhe, Orientierung, Neigung, Azimut u. Elevationstrahlbreite.
2. Leistungspegel pro Kommunikationskanal und Strecke.
3. Weiterschaltungs-Schwellwerte.
4. Anzahl von Kanaleinheiten pro Zelle oder Zellensektor (kann als kontinuierlich behandelt werden, wenn die Anzahl groß genug ist).
5. Streckenabhängige Kosten von Gütern, z.B. erforderliche Leistung pro Leistungsverstärker usw.

Die Optimierung kann für eine große Menge dieser Parameter, z.B. Antennenneigungen aller Zellensektoren usw. durchgeführt werden. Damit können ihre gegenseitig abhängigen Auswirkungen auf die Gesamt-Netzleistung erfaßt und im Optimierungsverfahren in Betracht gezogen werden.
Alle Parameter, die nicht Variablen sind, sollten als Konstanten im Optimierungsverfahren behandelt werden, z.B. feste Netzparameter, Ausbreitung in der Umgebung zugeordnete Parameter, räumliche Verkehrsverteilung, Kommunikationsstandard usw. Für jedes der für den Optimierungsvorgang gewählten obigen Ziele sollten die anderen Ziele als Beschränkungen behandelt werden. Beispielsweise kann Netzabdeckung für einen gegebenen versorgten Gesamtverkehr optimiert werden, wodurch Netzkapazität beschränkt wird, usw. Weiterhin wird der Bereich aller Abgleichparameter vorzugsweise auf den wirklichen Bereich beschränkt werden, in dem diese Parameter betrieben werden können oder sollten.
Modellierung der funktionsmäßigen Abhängigkeit zwischen einem gegebenen Ziel und den Netzabgleichparametervariablen umfaßt Ausbreitungswirkungen, gegenseitige Wechselwirkungen zwischen Kommunikationskanälen und standardspezifische Parameter. Da die Gesamt- Netzleistungsmetrik zeitlich gemittelte Netzleistung erfaßt, können statistische Modelle zum Formulieren von Ausbreitungswirkungen und gegenseitigen Wechselwirkungen benutzt werden. Solche Modelle sind allgemein für herkömmliche Netzauslegungswerkzeuge beschrieben worden und können daher leicht für ein bestimmtes Netz entwickelt werden. Ausbreitungsvorhersage läßt sich beispielsweise durch Strahlenverfolgungsmodelle oder durch Aufnahme wirklicher Feldmessungen verbessern.
Der Optimierungsalgorithmus selbst kann z.B. jeder herkömmliche Algorithmus sein, der eine numerische oder mathematische Funktion auf Grundlage genauer oder annähernder Ableitungen erster oder höherer Ordnung optimiert. Die Ableitungen können numerisch oder analytisch berechnet werden.
Es wird nunmehr eine beispielhafte Implementierung des obenbeschriebenen auf Ableitung basierenden Optimierungsverfahrens beschrieben.
In dieser Implementierung wird ein Netzabdeckungsziel wie folgt definiert. Ein Ort wird als abgedeckt angesehen, wenn eine Kommunikationsstrecke ordnungsgemäß eingeleitet und abgeschlossen werden kann, und wenn der Streckenverkehr während der Zeit, wenn die Strecke besteht, d.h. örtliche Abdeckung besteht, genügend Streckengüte aufweist. Diese Bedingungen können mehrere Kommunikationskanäle mit unterschiedlichen Streckenerfordernissen umfassen.
Netzkapazitäts- und Netzabdeckungsziele in dieser beispielhaften Implementierung des ableitungsbasierten Optimierungsverfahrens können auf die schon in Verbindung mit dem Kompromiß zwischen Netzabdeckung und Netzkapazität beschriebene Weise definiert werden.
Ein Netzressourcenziel kann auf folgende Weise definiert werden. Es kann verschiedene Ressourcen geben, die minimiert sind. Beispielsweise können die gesamten Hardwarekosten für Leistungsverstärker, dargestellt durch die Leistungspegelerfordernisse pro Zellensektor oder Zelle minimiert werden. In einem IS-95-CDMA-System ist das Leistungspegelerfordernis pro Sektor gegeben durch die Anzahl von Verkehrskanälen und ihren Durchschnittsleistungspegel P_Traffic und den für Pilot-, Synchronisations- und Funkrufkanäle P_Pilot, P_Synch und P_Page benötigten Zusatzaufwand. Der Leistungsverstärker kann durch gleichförmiges Verringern der Leistungspegel pro Kanal um einen Faktor λ_k oder Verringern der Menge an Verkehrskanälen Γ_k herunterskaliert werden, wobei die Gesamtleistung gegeben ist durch: Ptotk = λk·(PPilot + PSynch + PPage + Γk·PTraffic)k
Die Kosten pro Leistungsverstärker sind eine monotone Funktion seiner Leistung COG_k(Ptot_k). Jede Funktion sollte analytisch sein. Die Kosten für Leistungsverstärker im Gesamtnetz betragen COGtot = ΣkCOGk(Ptotk)
Die HF-Umgebung kann auf folgende Weise modelliert werden. Diese beispielhafte Modellierungsprozedur ist für ein IS-95-CDMA-System bestimmt und zieht in Betracht Strecken zwischen möglichen Benutzerorten, z.B. Handys und Basisstationen oder Basisstationssektoren.

1. Es wird ein Ziel-Abdeckungsbereich in der Umgebung definiert.
2. Es wird eine Ziel-Verkehrsverteilung definiert, gegeben als Verkehrsdichte pro Bereich TD(x, y) (z.B. Erl/km²). Diese Verkehrsdichte läßt sich aus echten Verkehrsdaten ableiten. Vorzugsweise wird diese Verkehrsdichte auf die Zielkapazität des Netzes im Ziel-Abdeckungsbereich normiert: TD(x, y)·dxdy = TCap
3. Es wird ein Gitter oder eine Masche über dem Zielabdeckungsbereich erzeugt, wobei die Gitterpunkte mögliche oder tatsächliche Benutzerstandorte darstellen. Es kann ein straßenbasiertes Maschengitter wie in der oben angeführten US-Patentanmeldung von K.L. Clarkson et al. mit dem Titel „Road-Based Evaluation and Interpolation of Wireless Network Parameters" (Straßenbasierte Auswertung und Interpolation von Parametern eines drahtlosen Netzes) beschrieben benutzt werden. a) Gitterpunkte-Index: 1... i...n. b) Ort des Gitterpunkts: Y, = (x_i, y_i).

Der Gitterabstand kann über dem Zielabdeckungsbereich verändert werden, z.B. um Änderungen der Verkehrsdichte zu berücksichtigen.

4. Jedem Gitterpunkt wird eine Verkehrsdichte zugewiesen: TD_i = TD(x_i, y_i)·G² _i (Erl), wobei G_i ein örtlicher Gitterabstand ist.
5. Jeder einen möglichen Benutzer-Sender/Empfänger darstellende Gitterpunkt ist charakterisiert durch: a) Entsprechende Antennendaten wie beispielsweise Höhe, Strahlungsdiagramm (Azimutwinkel, Elevationswinkel), Antennenorientierung, Neigung: h_i, g_i, (ϑ, φ), α_i, β_i b) Sendeleistungspegel (Tx-Power) am Antennenanschluß P_i c) Gesamt-Empfangsleistungspegel (Rx-Power) von Basisstation k am Antennenanschluß: Etot_ik = L_ik·Ptot_k d) Empfangsleistungspegel des Pilotkanals der Basisstation k am Antennenanschluß Ec_ik = L_ik·PC_k, wobei L_ik ein allgemeiner, unten zu beschreibender Streckendämpfungsfaktor ist. e) Thermisches Grundrauschen u. externe Störung N_i, f) Grundrauschen des Benutzerempfängers: NF_i
6. Basisstationen oder Basisstationssektoren führen Index und einen Standort: a) Basisstationsindex: 1...k...m. b) Basisstationsstandort: X _k = (x_k, y_k)
7. Jede Basisstation oder jeder Basisstationssektor wird charakterisiert durch: a) Entsprechende Antennendaten wie beispielsweise Höhe, Strahlungsdiagramm (Azimutwinkel, Elevationswinkel), Antennenorientierung, Neigung: h_k, g_k(ϑ, φ), α_k, β_k b) Maximale am Antennenanschluß verfügbare Sendeleistung: PtOt_k c) Sendeleistungspegel des Pilotkanals am Antennenanschluß: PC_k = b_k·Ptot_k d) Empfangsleistungspegel des Handys am Antennenanschluß: S_ik = L_ik·P_i, wobei L_ik ein allgemeiner Streckendämpfungsfaktor ist. e) Thermisches Grundrauschen u. externe Störung einschließlich Schwundreserve: N₀. f) Grundrauschen des Benutzerempfängers: NF_k. g) Maximale Anzahl von Verkehrskanälen: Γ_k.
8. Streckendämpfungsberechnung: Es wird eine Ausbreitungs-Streckendämpfungsmatrix PL_ik berechnet: Von PL_ik wird der Ausbreitungsverlust vom Antennenverbinder der k-ten Basisstation oder Sektor zum Antennenverbinder des i-ten Handy-Sender/Empfängers zugewiesen. Das bestimmte benutzte Modell ist sehr von der örtlichen Morphologie und Topologie abhängig. Geeignete Modelle, die mittlere Werte für die Streckendämpfung PL_ik vorhersagen, sind beispielsweise in „Cellular System, Design & Optimization" Clint Smith, P.E. und Curt Gervelis, Herausgeber: McGraw-Rill (1996) beschrieben. Diese Modelle weisen im Grunde folgende Form auf: PLik = PL0·(dtk/d0)k,wobei PL_ik Streckendämpfung zwischen Basisstation k und Handystandort i. dik = ||X i – Y k||,

Unter Anwendung des wohlbekannten Hata-Modells sind Beispiele der Parameter in PL_ik: PL0 = 6.955·(fc(MHz))2616·(hk(m))–1382 d0 = 1 km κ = 4.49 – 0655·log10(hk(m))
Diese Parameter stellen die Streckendämpfung für eine Handyhöhe von 1,5 Metern und einer städtischen Umgebung dar. PL_ik wird für Vorstadtumgebungen um 9,88 dB und für Landbereiche um 28,41 dB verringert.
Als Teil dieses Schritts wird eine allgemeine Streckendämpfungsmatrix L_ik bestimmt, die neben der Streckendämpfung alle Parameter in der Streckenbilanz vom Antennenverbinder an der Basisstation k zum Antennenverbinder am Handy i einschließt. Dazu gehört auch Antennendiagramm und Gewinn für die Antennen des Handys und der Basisstation. Da das Ausbreitungsmodell im vorliegenden Beispiel ein statistisches Modell ist, sollte L_ik auch Reserven für Raleigh-Schwund und logarithmisch normalen Abschattungsschwund enthalten wie beispielsweise in „Cellular System, Design & Optimization", Clint Smith, P.E. und Curt Gervelis, Herausgeber: McGraw-Rill (1996) und William C.Y. Lee, „Mobile Communications Design Fundamentals", 2te Auflage, John Wiley & Sons, Inc. (1993) beschrieben, einschließen. Die allgemeine Streckendämpfungsmatrix ist gegeben durch: Lik = Ω·PLik/(gk(ϑ – αk, φ – βk)·gi(ϑ – αi, φ – βi)).
Alle festen Verlust- und Gewinnparameter werde durch Ω zusammengefaßt. Die Azimut- und Elevationswinkel ϑ, φ sind definiert durch: cosϑ = X _i ·Y _k, tanφ = (ĥ_k – ĥ_i)/d_ik, wobei ĥ_k = h_k + H(x_k, y_k) und ĥ_i = h_i + H(x_i, y_i). Hier ist H(x, y) die Geländeelevation. Auch können verfeinerte Geländeeffekte wie beispielsweise Beugung über Hügel eingeschlossen werden.

9. Zuweisung von Benutzern zu Sektoren geschieht auf der Abwärtsstrecke. Sanfte Weiterschaltung wird der Einfachheit halber außer Acht gelassen. Ein Benutzer i wird dem Sektor k zugewiesen, wenn: i ∊ Ak ⇔ Ecik/Ioik = maxI(EciI/IoiI),wobei A_k der Zuweisungsbereich des Sektors k ist.
10. Berechnung der Gesamtabdeckung wird dann wie folgt durchgeführt: a) Abwärtsstrecke: ein Benutzer besitzt örtliche Abwärtsstreckenabdeckung, wenn i ∊ Bfk ⇔ (i ∊ Ak) ∧ (Ecik/Ioik) > θC wobei
Bf_k: Abwärtsstrecken-Abdeckungsbereich des Sektors k. b) Aufwärtsstrecke: Ein Benutzer besitzt örtliche Aufwärtsstreckenabdeckung, wenn: i ∊ Brk ⇔ (i ∊ Ak) ∧ (Sik/Iik) ≥ θRVS wobei
Pmax: Maximaler Handy-Leistungspegel.

Dabei wird perfekte Leistungsregelung auf der Aufwärtsstrecke angenommen. Die empfangenen Leistungspegel von Handys im Zuweisungsbereich sind alle die gleichen. Ihr Höchstwert wird durch die maximale Handyleistung und die maximale Streckendämpfung in diesem Sektor gegeben. Weiterhin ist
wobei Bf_k der Aufwärtsstrecken-Abdeckungsbereich des Sektors k ist.

c) Gesamte örtliche Abdeckung: i ∊ Ck ⇔ (i ∊ Bfk ∧ i ∊ Brk)

Damit wird die örtliche Abdeckungsfunktion definiert:
Netzabdeckung Cov_tot ist gegeben durch:
n: Gesamtzahl von Handys.

11. Berechnung der Gesamtkapazität:
wie oben beschrieben. Die Gesamtkapazität wird dann definiert durch: τ·Cov_tot
12. Berechung von Ressourcen: Wie oben gegeben ist
Damit ist der Vorgang der Modellierung der HF-Umgebung abgeschlossen.

Es wird nunmehr eine Anzahl von Beispielen von zur Optimierung in dieser Implementierung des ableitungsbasierten Optimierungsverfahrens geeigneten Netzabgleichparametern beschrieben. Die folgenden Netzparameter können als Variablen zur Optimierung benutzt werden:

1. Antennendaten: Höhe, Orientierung, Neigung h_k, α_k, β_i.
2. Antennenstandort: Y_k.
3. Sendeleistungspegel für verschiedene Kommunikationskanäle: Ptot_k, P_Pilot, P_Traffic.
4. Menge an Kanaleinheiten: Γ_k. Obwohl dies kein kontinuierlicher Parameter ist, kann er als solcher im mathematischen Sinn behandelt werden.
5. Leistungsverstärker-Skalierungsfaktor: λ_k

Es wird nunmehr die Formulierung der Ableitungsfunktionen beschrieben. Die Ableitungen können mathematisch oder numerisch behandelt werden. Wenn eine numerische Behandlung gewählt wird, kann die Ableitung wie folgt durch endliche Differenzen definiert werden:
Die gleiche oder eine ähnliche Formulierung kann für jede andere Zielfunktion und Variable im Optimierungsvorgang geschehen.
Da das obenbeschriebene Gitter diskret ist, wird die Handyzuweisung zu Sektoren in diskreten Schritten stattfinden, wenn eine Variable kontinuierlich geändert wird. Um sinnvolle Ergebnisse für die Ableitungen zu erhalten, ist es allgemein notwendig, ein genügend feines Gitter und genügend große Werte für Δβ_k zu wählen. Dies läßt sich leicht überprüfen, indem man die Optimierung für zunehmend feinere Gitterabstände abwickelt. Wenn die Optimierungsergebnisse konvergieren, ist für die bestimmte Menge von gewählten Δβ_k-Werten ein genügend feiner Gitterabstand gefunden worden. Als Alternative können die Ableitungen analytisch bestimmt werden. Eine solche Implementierung auf Grundlage eines straßenbasierenden Interpolationsverfahrens wird in der oben angeführten US-Patentanmeldung von K.L. Clarkson et al. mit dem Titel „Road-Based Evaluation and Interpolation of Wireless Network Parameters" (Straßenbasierte Auswertung und Interpolation von Parametern eines drahtlosen Netzes) beschrieben.
In dem ableitungsbasierten Optimierungsverfahren können die Zielfunktion, die Beschränkungen und die Ableitungsfunktionen der Zielfunktion bezüglich aller Netzabgleichparameter als z.B. numerische Funktionen erzeugt werden. Die sich ergebenden Funktionen können durch jedes herkömmliche, im Handel erhältliche numerische Optimierungsprogramm verarbeitet werden, um die Optimierung durchzuführen. Wie oben bemerkt umfassen Beispiele von zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeigneten numerischen Optimierungsprogrammen AMPL und SNOPT.
Die graphischen Anzeigen der 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B und 5 können gemäß z.B. vom Prozessor 12 des Systems 10 ausgeführten Softwareprogrammanweisungen erzeugt werden. Ein zutreffend konfiguriertes Softwareprogramm gemäß der Erfindung kann z.B. Netzparameterdaten aus einer oder mehreren Quellen erhalten, die Netzparameterdaten gemäß dem Optimierungsverfahren der Erfindung verarbeiten und eine Anzeige erzeugen, die die sich ergebenden Netzkonfigurationsinformationen in einem gewünschten Format aufzeichnet.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sollen nur beispielhaft sein. Beispielsweise können die oben beschriebenen Verfahren zur Auslegung eines drahtlosen Netzes oder zum Optimieren oder sonstwie Verbessern eines bestehenden Netzes benutzt werden, das bereits in Betrieb ist. Zusätzlich ist die Erfindung auf Teilnetze, z.B. auf bezeichnete Teile eines gegebenen drahtlosen Netzes, und auf viele unterschiedliche Arten von Netzen anwendbar, z.B. Netze mit mobilen Teilnehmereinheiten oder festen Teilnehmereinheiten oder Kombinationen mobiler und fester Einheiten. Diese und zahlreiche sonstige alternative Ausführungsformen im Rahmen der beiliegenden Ansprüche werden dem Fachmann leicht offenbar sein.

Claims

Auf Prozessor implementiertes Verfahren zum Charakterisieren der Leistung eines drahtlosen Netzes, mit folgenden Schritten: Bestimmen von Werten für eine Mehrzahl von Netzparametern; und Bearbeiten der Netzparameterwerte zum Erzeugen eines Maßes einer Leistung des drahtlosen Netzes, wobei das Maß Netzabdeckung und Netzkapazität darstellende Komponenten enthält; wobei die Netzabdeckungskomponente mindestens eine einer bereichsgewichteten Netzabdeckungskomponente und einer verkehrsgewichteten Netzabdeckungskomponente umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Teilmenge der Netzparameter Streckenparameter umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzabdeckungskomponente mindestens teilweise als Bruchteil eines Bereichs definiert ist, in dem Dienstgüte bezüglich eines Zählabdeckungsbereichs über einem angegebenen Schwellwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Dienstgüte mindestens einen Kommunikationskanal auf einer bestimmten Strecke des drahtlosen Netzes umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzabdeckungskomponente gemäß einem Wichtungsfaktor gewichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Wichtungsfaktor die Verkehrsdichte in einem bestimmten Abdeckungsbereich darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzabdeckungskomponente für einen gegebenen Kommunikationskanal des drahtlosen Netzes konfiguriert ist, Störungen von anderen Kommunikationskanälen im drahtlosen Netz einzuschließen, um eine Verringerung der Abdeckung unter Verkehrsbelastung widerzuspiegeln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzabdeckungskomponente eine bereichsgewichtete Gesamt-Netzabdeckungskomponente definiert durch Coνtot = ∫TCACoν(x, y)·dx·dy/∫TCAdx·dyumfaßt, wobei TCA einen Zielabdeckungsbereich bezeichnet und Coν(x, y) eine Abdeckungsfunktion ist, die einem gegebenen Ort (x, y) eine Abdeckungsanzeige zuweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Abdeckungsfunktion Coν(x, y) definiert ist als
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzabdeckungskomponente eine verkehrsgewichtete Gesamt-Abdeckungskomponente definiert durch: Coνtot = ∫TCATD(x, y)·Coν(x, y)·dx·dy/∫TCATD(x, y)·dx·dyumfaßt, wobei TD(x, y) eine örtliche Verkehrsdichtefunktion ist und Coν(x, y) eine Abdeckungsfunktion ist, die einem gegebenen Ort (x, y) eine Abdeckungsanzeige zuweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Abdeckungsfunktion Coν(x, y) definiert ist als
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzkapazitätskomponente mindestens teilweise durch ein Verkehrsaufkommen mit einer gegebenen räumlichen Verteilung definiert ist und die Fähigkeit des drahtlosen Netzes zur Anpassung an die räumliche Verkehrsverteilung darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzkapazitätskomponente weiterhin das Verkehrsaufkommen mit der gegebenen räumlichen Verteilung darstellt, die vom Netz mit einer angegebenen Zielblockierungsrate verwirklicht werden kann.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die angegebene Zielblockierungsrate definiert ist als
wobei die erfolglosen Versuche einer Überlastung von Netzbetriebsmitteln zuschreibbare Diensteinleitungsversager sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Netzkapazitätskomponente definiert ist als: Netzkapazität = τ·Netzabdeckung,wobei τ ein Multiplikator für eine normierte Verkehrsverteilung ist und auf einen solchen Wert eingestellt ist, daß das entsprechende Verkehrsaufkommen vom Netz mit der angegebenen Zielblockierungsrate bewältigt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzkapazitätskomponente mindestens teilweise durch eine Menge blockierter Dienstanforderungen bei einem gegebenen Verkehrsaufkommen definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem Schritt des Darstellens der Leistung des drahtlosen Netzes in einem zweidimensionalen Diagramm, das einen optischen Vergleich unterschiedlicher, für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Netzkonfigurationen erzeugter Netzleistungsmaßnahmen erlaubt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das zweidimensionale Diagramm Darstellungen der Netzleistungsmaßnahmen für die Mehrzahl unterschiedlicher Netzkonfigurationen enthält, um einen Leistungskompromiß zwischen den mehreren Konfigurationen auf Grundlage eines Kompromisses zwischen den Netzabdeckungs- und Netzkapazitätskomponenten aufzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das zweidimensionale Diagramm eine Kompromißkurve für jede der Mehrzahl von Konfigurationen enthält, wobei jede der Kompromißkurven mehrere Punkte enthält, die jeweils einer für die entsprechende Konfiguration unter einer bestimmten Netzbetriebsmittelvorgabe erzeugten Netzleistungsmaßnahme entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei eine äußere Hüllkurve mindestens einer Teilmenge einer Menge von Punkten der Kompromißkurven eine optimale Kompromißkurve zwischen den Netzabdeckungs- und Netzkapazitätskomponenten für die Mehrzahl von Netzkonfigurationen definiert.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem Schritt des Optimierens der Leistung des drahtlosen Netzes unter Verwendung eines Optimierungsalgorithmus, der vorgeschlagene Netzkonfigurationen erzeugt, wobei die vorgeschlagenen Netzkonfigurationen unter Verwendung des Netzleistungsmaßes bewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Optimierungsalgorithmus ein Frequenzplanungswerkzeug umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Optimierungsalgorithmus ein ableitungsbasierendes Optimierungsverfahren umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit dem Schritt des Optimierens der Leistung des drahtlosen Netzes unter Verwendung eines Optimierungsalgorithmus, der eine Netzkonfigurationen für angegebene Werte von mindestens einer der Netzabdeckungs- und Netzkapazitätskomponenten des Leistungsmaßes bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Optimierungsalgorithmus eine Netzkonfiguration für ein anderes Ziel als eine bestimmte Netzabdeckung oder Netzkapazität bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Optimierungsalgorithmus eine bestimmte der Netzabdeckungs- und Netzkapazitätskomponenten für der weiteren Komponente zugeordnete unterschiedliche Vorgabewerte optimiert.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Optimierungsalgorithmus ein als lineare Kombination der Netzabdeckungskomponente und der Netzkapazitätskomponente angegebenes Netzleistungsziel optimiert.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Netzleistungsziel angegeben ist als α·Abdeckung + (1 – α)·Kapazität, α ∊ [0,1]wobei "Abdeckung" die Netzabdeckungskomponente und "Kapazität" die Netzkapazitätskomponente bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Maß einen Vektor mit mindestens zwei Dimensionen umfaßt, der für die Leistung des drahtlosen Netzes für eine gegebene Menge von Netzbetriebsmitteln repräsentativ ist.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei der Vektor eine erste Dimension entsprechend der Netzabdeckung und eine zweite Dimension entsprechend der Netzkapazität einschließt.
Vorrichtung zum Charakterisieren der Leistung eines drahtlosen Netzes, mit folgendem: einem auf Prozessor basierenden System (i) zum Bestimmen von Werten für eine Mehrzahl von Netzparametern; und (ii) zum Bearbeiten der Netzparameterwerte zum Erzeugen eines Maßes der Leistung des drahtlosen Netzes, wobei das Maß Netzabdeckung und Netzkapazität darstellende Komponenten enthält; wobei die Netzabdeckungskomponente mindestens eine einer bereichsgewichteten Netzabdeckungskomponente und einer verkehrsgewichteten Netzabdeckungskomponente umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 31, wobei das Maß einen Vektor mit mindestens zwei Dimensionen umfaßt und für die Leistung des drahtlosen Netzes für eine gegebene Menge von Netzbetriebsmitteln repräsentativ ist.
Vorrichtung nach Anspruch 32, wobei der Vektor eine erste Dimension entsprechend der Netzabdeckung und eine zweite Dimension entsprechend der Netzkapazität einschließt.
Herstellungsgegenstand mit einem ein oder mehrere Softwareprogramme zur Verwendung bei der Charakterisierung der Leistung eines drahtlosen Netzes speichernden maschinenlesbaren Medium, wobei das eine oder die mehreren Programme bei Ausführung durch einen Prozessor folgende Schritte durchführen: Bestimmen von Werten für eine Mehrzahl von Netzparametern; und Bearbeiten der Netzparameterwerte zum Erzeugen eines Maßes einer Leistung des drahtlosen Netzes, wobei das Maß Netzabdeckung und Netzkapazität darstellende Komponenten einschließt; wobei die Netzabdeckungskomponente mindestens eine einer bereichsgewichteten Netzabdeckungskomponente und einer verkehrsgewichteten Netzabdeckungskomponente umfaßt.
Herstellungsgegenstand nach Anspruch 34, wobei das Maß einen Vektor mit mindestens zwei Dimensionen umfaßt, der für die Leistung des drahtlosen Netzes für eine gegebene Menge von Netzbetriebsmitteln repräsentativ ist.
Herstellungsgegenstand nach Anspruch 35, wobei der Vektor eine erste Dimension entsprechend der Netzabdeckung und eine zweite Dimension entsprechend der Netzkapazität einschließt.