JP2018506245A - セルラー無線アクセスネットワークのサービスの品質向上 - Google Patents

Abstract

セルラー無線アクセスネットワークのサービスの品質向上は、障害を予測するためにネットワークの操作を監視することによって提供される。予測された障害の各々について、先行保守計画が作成され、および代替ネットワーク構成が決定され、この代替のネットワーク構成においては、計画された保守操作の影響は、現在の（代替的でない）ネットワーク構成における影響よりも小さい。さらに、保守操作のタイミングは、推定ネットワークトラフィックに基づいて決められ、ネットワークは、選択された保守操作時間の前に代替ネットワーク構成に自動的に再構成される。一実施形態によると、本目的は、ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａネットワークなどの電気通信ネットワークに接続された予防保守ノード（ＰＥＭ）によって達成される。

Description

本発明は、セルラー無線アクセスネットワークに関する。

より具体的には、本発明は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮまたはＥ−ＵＴＲＡＮ）、ロングタームエボリューションアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）ネットワーク、移動通信のためのグローバルシステム（global system for mobile communication）（ＧＳＭ(登録商標)）ネットワーク、および広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ(登録商標)）ネットワークなどのセルラー無線アクセスネットワークにおけるサービスの品質（ＱｏＳ）を向上させるための方法およびシステムに関する。

電気通信管理ネットワークの構成は、ITU-T Recommendation M.3010 "Principles for a telecommunications management network" in SERIES M: TMN AND NETWORK MAINTENANCE: INTERNATIONAL TRANSMISSION SYSTEMS, TELEPHONE CIRCUITS, TELEGRAPHY, FACSIMILE AND LEASED CIRCUITSに開示される。

Handbook of data mining and knowledge discovery, Pages 891-896, Oxford University Press, Inc. New York, NY, USA 2002, ISBN: 0-19-511831-6は、ネットワークアラームのシーケンスから電気通信機器障害を予測するための異なる方法について議論する。

米国特許出願公開第２００７／０２２２５７６号明細書は、通信システムのためのネットワーク条件を動的に優先順位付けするための方法を開示する。受信したアラーム条件は、分類され評価される。

国際公開第２０１２／１４３０５９号パンフレットは、通信ネットワーク内の複数の故障からの回復の方法を開示する。本方法は、受信したアラームを分析してアラーム信号の考えられる根本原因を特定すること、およびそれぞれの故障を修復する困難度を示す根本原因メトリクス（指標、尺度）を提供することを含む。本方法はまた、それぞれの故障によって通信ネットワークに及ぼされるサービス影響を決定すること、およびアラームメトリクスに基づいてアラーム信号をランク付けすることを含む。

セルアウテージ（cell outage：通信可能範囲（セル）の機能停止）管理のための方法およびシステムは、米国特許出願公開第２０１４／０３５７２５９号明細書、米国特許出願公開第２０１０／２７８０３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０６４３６１号明細書、米国特許出願公開第２０１４／０２９５８５６号明細書、米国特許出願公開第２０１４／０２１１６０５号明細書、米国特許出願公開第２０１４／００９９９４２号明細書、米国特許出願公開第２０１３／０２４４６４４号明細書、米国特許出願公開第２０１３００５３０２４号明細書、および米国特許出願公開第２０１２０２９５６１１号明細書に開示されている。

セルラー無線アクセスネットワークのサービスの品質（ＱｏＳ）を向上させることが本発明の目的である。

本発明の目的は、障害を予測するためにネットワークの動作を監視することによって達成される。予測された障害の各々について、先行保守計画が作成され、および代替ネットワーク構成が決定され、この代替のネットワーク構成において、計画された保守操作の影響は、現在の（代替的でない）ネットワーク構成における影響よりも小さい。さらに、保守操作のタイミングは、推定ネットワークトラフィックに基づいて決められ、ネットワークは、選択された保守操作時間の前に代替ネットワーク構成に自動的に再構成される。

本発明によって、セルラー無線アクセスネットワークのサービスの全体的な品質が向上され得る。これは、ネットワーク故障およびセルアウテージ状況の回数が低減され得るためである。同時に、必要とされる回復および保守操作がサービスの品質に与える影響もより低くなり得る。

一実施形態によると、本目的は、ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａネットワークなどの電気通信ネットワークに接続された予防保守ノード（ＰＥＭ）によって達成される。

本発明の概念はまた、いくつかの有用かつ有利な実施形態を可能にし、それがさらなる利点を提供する。

予防保守は、ネットワーク障害またはパフォーマンス上の問題を防ぐことを可能にし、かようにして直接的な収益損失および顧客体験への影響を防ぐ。

予防保守は、現場作業および費用のかかる現場保守操作を防ぐことを可能にする。

実施形態によると、ネットワーク要素からのアラームおよび間違ったアラームは自動的に処理され、それは効率的かつ迅速であり、そのネットワークにおいてより良いＱｏＳを提供する。

本発明およびその利点のより完全な理解のため、これより本発明は、例を用いて、および以下の図面を参照して説明される。

一実施形態に従うネットワーク環境を示す図である。 一実施形態に従うプロセス図である。 一実施形態に従うプロセスフローを示す図である。

先に述べた規格、ハンドブック、特許出願、および他の刊行物のすべては、参照により本明細書に組み込まれる。

図１は、本発明の一実施形態におけるロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワークの構成を示す。

システムアーキテクチャエボリューション（System Architecture Evolution）ＳＡＥにおいて進化したパケットコア（Evolved Packet Core）（ＥＰＣ）ネットワークと呼ばれるコアネットワーク（ＣＮ）が、ユーザ機器（ＵＥ）の全体的な制御およびベアラ（bearer）の確立を担う。ＥＰＣの主要な論理ノードは以下である。
・パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ−ＧＷ）
・サービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）
・モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）
・予防保守ノード（ＰＥＭ）

これらの主要な論理ノードに加えて、ＥＰＣはまた、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）およびポリシー制御および料金請求規則機能（Policy Control and Charging Rules Function）（ＰＣＲＦ）などの他の論理ノードおよび機能を含む。ＥＰＳは、特定のＱｏＳのベアラパスを提供するだけであるため、ＶｏＩＰなどのマルチメディアアプリケーションの制御は、インターネットプロトコル（ＩＰ）マルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）によって提供され、それはＥＰＳ自体の外側にあると見なされる。

論理コアネットワークノードは、図１に示され、以下により詳細に説明される。

・ポリシー制御および料金請求規則機能（ＰＣＲＦ）は、ポリシー制御意思決定、ならびにＰ−ＧＷ内に存在するポリシー制御実行機能（Policy Control Enforcement Function）（ＰＣＥＦ）内のフロー充電機能の制御を担う。ＰＣＲＦは、特定のデータフローがＰＣＥＦ内でどのように処理されるかを決め、これがユーザの加入プロファイルと一致していることを確かめるＱｏＳ認証を提供する。

・ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）は、ＥＰＳ−ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｄ ＱｏＳプロファイルなどのユーザのＳＡＥ加入データおよびローミングのための任意のアクセス制限を含む。それは、ユーザが接続することができるＰＤＮに関する情報も保有する。これは、アクセスポイント名（ＡＰＮ）またはＰＤＮアドレスの形態にあり得る。加えて、ＨＳＳは、ユーザが現在所属または登録しているモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）のアイデンティティなどの動的情報を保有する。

・Ｐ−ＧＷは、ＵＥ用のＩＰアドレス割り当て、ならびにＱｏＳ執行、およびＰＣＲＦからの規則に従ったフロー充電を担う。それは、ダウンリンクユーザＩＰパケットを異なるＱｏＳベースのベアラ内へフィルタリングすることを担う。これは、トラフィックフローテンプレート（ＴＦＴ）に基づいて実施される。Ｐ−ＧＷは、保証ビットレート（ＧＢＲ）ベアラに対してＱｏＳ執行を実施する。それは、非３ＧＰＰ技術と相互作用するためのモビリティアンカーとしても機能する。

・Ｓ−ＧＷは、すべてのユーザＩＰパケットがそこを通って転送されるノードである。Ｓ−ＧＷは、携帯電話ネットワークに接続されるハードウェア要素であり携帯電話機（ＵＥ）と直接通信するｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢとも呼ばれ、共にＥｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂを意味する）間をＵＥが移動するとき、データベアラ用のローカルモビリティアンカーとして機能する。ｅＮｏｄｅＢは、ＧＳＭ(登録商標)ネットワーク内のベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）に対応する。

・ＭＭＥは、ＵＥとＣＮとの間のシグナリングを処理する制御ノードである。

・ＰＥＭは、ネットワーク要素（ＮＥ）から受信されるアラームメッセージを監視し、本刊行物において後でより詳しく説明されるように予防保守を実施する。特に、ＰＥＭは、ｅＮｏｄｅＢから受信されるアラームメッセージを監視する。そのタスクを実施するために、ＰＥＭは、特にＰ−ＧＷと、ならびにＭＭＥおよびＰＣＲＦとも通信する。ＰＥＭは、ネットワークオペレーションズセンター（ＮＯＣ）またはオペレーションズサポートシステム／ビジネスサポートシステム（ＯＳＳ／ＢＳＳ）など、コアネットワークの外側の要素とも通信することができる。

ＰＥＭの操作の目的は、重大アラームを引き起こすネットワーク要素（ＮＥ）を特定することである。ＮＥは、重大な問題が発生する前に特定されることが意図される。ＰＥＭはまた、問題を解決するとき、根本原因分析および根本原因分析指針に対する洞察を実施する。

ネットワーク管理システムは、ネットワークオペレーションズセンター（ＮＯＣ）内で監視および制御される必要のある、例えば、１０００００個のネットワーク要素を有する複合体である。一実施形態において、ネットワーク要素は、１日５００万回を超えるアラーム通知を生成する３５を超える技術を表す。

実施形態は、故障が発生する前にネットワーク問題に先行的に対処するために、重大なネットワーク障害に対する正確な予測スコアを提供する。これは、ＰＥＭノードによって実行される。操作目標は、例えば、アラームデータからの弱信号に基づいて、２つの全く異なる予測時間ウィンドウの最中に、重大アラーム（および、結果として失敗）を引き起こすＮＥにフラグを立てることである。一実施形態において、ＰＥＭは、ＮＥが今後１週間以内にネットワークの１つ以上の重大アラームを引き起こす傾向、およびＮＥが今後１日または２４時間以内にネットワークの１つ以上の重大アラームを引き起こす傾向を決定する。

根本原因のキーワード分析は、ネットワーク内の重度の障害の根本原因が何であるかを先行的に解決するための指標を与える。

ネットワーク障害事象（例えば、無線ネットワーク）は、かなり一般的であり、顧客体験に影響を与えるが、かなりよく予測され得る。大半のネットワーク障害は、機器の早期遠隔再起動によって防がれ得る。影響を受けたネットワークの任意の一部に接続されたＵＥは、データから決定され得る。

再起動または同様のアクションは、フルフィルメントソリューション（業務遂行の解決策）内で統合および自動化され得る。

収益／顧客体験に対する打撃が最小限であるように、再起動を行う適切な時間を選択することにより、ネットワークオペレータにとって明白な便益をもたらすことができる。

一実施形態において、サービス保証データ（アラームログ、イベントログ、パフォーマンスカウンタ）を利用した自動予測分析プロセスは、データ内の過去の障害パターンを特定し、それらのパターンを利用して、ネットワーク内の将来の障害を予測する。本プロセスは、具体的には無線ネットワークに対して、およびさらにより具体的には、障害がかなり一般的であり、かつ接続されたサイトにおける顧客体験に影響を及ぼすＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）要素に対して適用され得る。

将来の障害可能性スコアに基づいてネットワーク要素をランク付けすることに加えて、一実施形態に従う予測分析プロセスは、障害是正のための次の最良アクションの推奨を提供することができる。これは、例えば、遠隔再起動手続きによって前もって問題を解決することによって行われ得る。また、問題を解決することが必要かどうか、現場視察またはさらなる手動検査を実施することが可能である。

一実施形態において、分析プロセスは、各ネットワーク要素に対して、障害是正のための最適な保守ウィンドウ（即ち、ネットワークトラフィック全体に対して、したがって収益に対して最小の悪影響を有するもの）を決定するために、ネットワーク収益を特定の場所（ネットワークトポロジに従う）および時間スロットを割り当てる。

上の測定に基づいて、一実施形態に従う分析プロセスは、障害の可能性の高いネットワーク要素のショートリストを出力し、アクションの推奨および各アクションのためのそれぞれの保守ウィンドウを提供する。ネットワーク要素のショートリストは、例えば、それが、障害可能性の高い順でランク付けされたネットワーク要素の上位Ｘ％、または閾値を上回る障害可能性を有するネットワーク要素すべてを含むように、構築され得る。

サービスフルフィルメント／起動プロセスがショートリストを処理する。一実施形態において、これは、例えば、リモートＣＬＩ（コマンドラインインターフェース）命令またはＡＰＩを介したＲＰＣ（リモートプロシージャコール）によって、ショートリストに基づいて特定の要素の自動遠隔再起動を管理することを含み得る。これは、本プロセスが、要素およびそれぞれの保守ウィンドウのリストをワークフォースシステム／チケッティングシステムに提供することも含む。また、機械学習のプロセス（予測モデルの修復）に使用されるさらなる証拠を提供するために、本ソリューションは、是正アクション後のネットワーク行動のデータを収集することが可能である。

一実施形態において、トラフィックのうちの一部を迂回して、必要とされる再起動を遅らせるための特定のネットワーク機器における負荷を減少させることも可能である。また、コンポーネント再起動に起因するユーザ体験への影響を最小限にするために迂回計画を作成することが可能である。

一実施形態において、追加情報が収集され、再起動が引き起こし得る近くの／影響を受けたネットワーク要素について考えられる影響が分析される（障害の可能性を予測する）。

また、再起動以外の他のことが実施形態に従って行われ得る。例えば、分析に基づいてネットワークのコンポーネント／パーツを最適化することが可能である。また、障害がコンポーネントの状態にそれほど多く由来するのではなく、コンポーネントの過負荷に由来し得る場所を見つけ出し、追加リソースが最も役立つ場所を解明することが可能である。

一実施形態によると、ネットワーク要素からのフィード（エラーレポート、ネットワーク要素位置からの環境データなど）が絶えず続き、データはリアルタイムで分析される。フィードから、本プロセスは、近い将来問題を有することになるコンポーネントを推定する。加えて、本プロセスは、問題の種類を分析し、それを解決するために何が正しいアクションであるかを解明することができる。潜在的アクションは、再起動、構成変更、および遠隔現場視察などの遠隔またはローカルアクションを含む。本プロセスはまた、ネットワーク要素が制御不可能に「壊れ」ないように計画した様式で問題を解決するために、どれくらいの時間オペレータが予測アクションを行わなければならないかを推定することができる。

実施形態によると、可変予測対象は以下を含む。
・ＩＰルータの重大アラームを予測する
・ブロードバンド加入によって生成されるトラブルチケットを予測する
・どのアラームが間違ったアラームであるかを予測する
・どのアラームが保守作業を必要とするかを予測する
・基地局コントローラによって生成される重大アラームを予測する
・ＲＮＣボード再起動を予測する
・どのサイトがサービスに影響を与える重大アラームを生成しているかを予測する

実施形態によると、可変ソースデータは以下を含むがこれらに限定されない。
・ＨＰ ＯｐｅｎＶｉｅｗからのＣｉｓｃｏルータアラームデータ
・ＥＭＣ ＳｍａｒｔｓからのブロードバンドＣＰＥ、ＤＳＬルータ、およびＰＥルータデータ（イベント、アラーム、ｓｙｓｌｏｇ、トラブルチケット）
・要素管理システムからのＥｒｉｃｓｓｏｎ ＢＳＣ ＆ ＢＴＳアラームデータ
・ＮｅｔＡｃｔネットワーク管理システムからのＮｏｋｉａ ＢＳＣ ＆ ＢＴＳアラームデータ
・要素管理システムからのＥｒｉｃｓｓｏｎ ＲＮＣおよびＮｏｄｅ Ｂアラームおよびイベントデータ
・地域の気象機関からの天気データ
・ネットワーク要素位置からの環境データ

実施形態によると、本プロセスは、以下を含む独自の洞察発見を提供する。
・天気パターンは、無線ネットワーク設備に、気候制御されたデータセンター内に位置するものにさえ、影響を与える
・地震は、アラームデータ内に見られ得る
・保守操作は、週次および年次パターンを形成し、データ内に見られ得、予測され得る
・特定の地域、場所、要素の種類、および要素が、将来の障害の可能性を増大させる
・以前のコンポーネント再起動が、将来の障害の可能性を減少させる
・以前のコンポーネント障害が、将来の障害の可能性を増大させる
・将来の障害の可能性を増大させるか、または減少させるかのいずれかである文字データからマイニングされる様々な隠れ信号

実施形態によって提供される先行知識の主な便益は以下を含む。
・サービスの品質全体を向上させること
・緊急で高費用の現場視察を計画された是正保守と置き換える
・ワークフォース費用を最適化し、労働条件を改善する
・予備部品ロジスティクスを最適化する
・いくつかの予測される障害のあるエリアを一度に標的とする
・主要ネットワークノードおよびサービスを優先順位付けする
・予測を顧客体験に対する影響と相関させる
・緊急の現場視察の必要性を減少させる
・停止時間によって引き起こされる収益損失を削減する
・ＳＬＡペナルティを回避し、顧客ロイヤルティを改善する

実施形態によると、本是正措置は、また、予知されたセルアウテージ（通信可能範囲（セル）の機能停止）を補償するためにネットワークを自動再構成することを含む。

セルアウテージ管理のための方法およびシステムは、米国特許出願公開第２０１４／０３５７２５９号明細書、米国特許出願公開第２０１０／２７８０３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０６４３６１号明細書、米国特許出願公開第２０１４／０２９５８５６号明細書、米国特許出願公開第２０１４／０２１１６０５号明細書、米国特許出願公開第２０１４／００９９９４２号明細書、米国特許出願公開第２０１３／０２４４６４４号明細書、米国特許出願公開第２０１３００５３０２４号明細書、および米国特許出願公開第２０１２０２９５６１１号明細書に開示されている。これらの方法は、セルアウテージがあることを示す信号を検出する。本方法は、例えば、伝送電力の調整および／または少なくとも１つの近隣基地局のアンテナ傾動によって、状況に自動的に反応する。

本発明の実施形態において、保守前にすでにネットワークが保守に起因するふさわしいセルアウテージに自動的に適合するように、人為的なセルアウテージ指標が、計画された保守操作の前にアウテージ管理システムに提供され得る。この実施形態において、人為的なセルアウテージ指標は、当然ながら、計画された保守操作によって影響を受けるネットワーク要素に関して提供される。そのような実施形態において、ネットワークは、いかなる実際のセルアウテージも発生する前にセルアウテージ状況をエミュレートし、かようにしてより良いサービス品質、およびセルラー端末の帯域幅を提供することができる。

保守時間を計画するとき、代替ネットワークトポロジマップのための代替ネットワーク構成は、使用されたセルアウテージ管理スキームの知識を使用して決定され得る。本システムは、推定ネットワークトラフィック、およびセルアウテージ管理スキームによって提供される代替ネットワーク構成に基づいて保守時間を決定することができる。

セルアウテージ管理スキームはまた、再構成によってチャネル帯域幅を一時的に減少させることを含むことができる。適合された帯域幅は、伝送帯域幅および／または受信帯域幅であり得る。

伝送帯域幅は、セルアウテージ中に、選択されたセルのチャネル帯域幅が自動的に減少されるように、ならびに選択されたセルの通信可能範囲を適応的に増加させるように、およびネットワーク内の通信可能範囲の欠陥を補償するように、適合され得る。本サービスはまた、例えば、セル間の強制的なハンドオーバー（基地局切替）を使用して、保守下にあるセルから近接セルへ転送され得る。

セルアウテージ管理スキームはまた、アンテナ傾動（チルト）および／または伝送電力適合を、単独または他の管理スキームと一緒のいずれかで含むことができる。

一実施形態において、および第１の例において、Ｓｏｃｉａｌ Ｌｉｎｋｓ（ＳＬ）分析ソフトウェアは、ＰＥＭを介してネットワーク操作をリアルタイムで常に監視している。ＳＬは、ＮＥログ、ＮＥアラート、およびＮＥ監視データ、ならびに天気データ、トラフィックデータ、推定トラフィック、温度および／または湿度などのＮＥ物理環境データ、ＮＥ保守データ、ＮＥ構成、ＮＥソフトウェアバージョン、ネットワーク内のＮＥ位置、ネットワークトポロジなどを考慮することができる。

第１の例において、ＳＬは、特定のノードが、それが近い将来失敗するという指標を出していると推定する。ＳＬは、最も可能性の高い障害を分析し、単純な遠隔再起動がそれを解決すると推定する。ＳＬは、コンポーネントを再起動するネットワーク制御要素に向けて情報を送信する。

第２の例において、ＳＬは、他のフィードを介してネットワーク操作をリアルタイムで常に監視している。ＳＬは、特定のノードが、それが近い将来失敗するという指標を出していると推定する。ＳＬは、最も可能性の高い障害を分析し、単純な遠隔再起動がそれを解決すると推定する。ＳＬは、コンポーネントが制御不可能に失敗する前に、制御された再起動を行うのにどれくらいの時間があるのかを推定する。ＳＬは、再起動がＱｏＳにどう役立つのかを推定する。ＳＬは、再起動がコンポーネントが失敗する前に起こり、ＱｏＳに対する影響を依然として最小限にするように、再起動を行うのに最適な時間が何かを推定する。ＳＬは、再起動をスケジューリングし、ネットワーク制御要素に指示して、それがスケジュールされたときに再起動を行うことができるようにする。

第３の例において、ＳＬは、保守履歴からの保守データを含む他のフィードを介してネットワーク操作をリアルタイムで常に監視している。ＳＬは、特定のノードが、それが近い将来失敗するという指標を出していると推定する。ＳＬは、最も可能性の高い障害を分析し、それが現場視察を必要とすることを推定する。ＳＬは、コンポーネントが制御不可能に失敗する前にどれくらいの時間があるのかを推定する。それはまた、実際の問題が何であるか、およびそれが必要とするアクションの種類が何であるかを推定する。その情報に基づいて、保守は、保守中にどの予備部品／どのシステムのアップグレードをそれらが行わなければならないかを算定することもできる。ＳＬは、現場視察および必要とされる保守操作がＱｏＳにどう役立つのかを推定する。ＳＬは、最後の２つを作業命令スケジュールと組み合わせ、最小費用かつネットワークトラフィックへの影響が最小である最良の考えられる保守ウィンドウを推定する。

第４の例において、ＳＬは、ネットワーク要素からのレポートを介してネットワーク操作をリアルタイムで常に監視している。ＳＬは、特定のノードが、それが近い将来失敗するという指標を出していると推定する。ＳＬは、最も可能性の高い障害を分析し、それが現場視察を必要とすることを推定する。ＳＬは、コンポーネントが制御不可能に失敗する前にどれくらいの時間があるのかを推定する。それはまた、実際の問題が何であるか、およびそれが必要とするアクションの種類が何であるかを推定する。その情報に基づいて、保守は、どの予備部品／どのシステムのアップグレードを行わなければならないかを算定することもできる。ＳＬは、この情報をインベントリプログラムから収集されたネットワークトポロジ情報と組み合わせ、例えば、より大きな規模において必要とされる保守がネットワークに与える影響を推定する。それはまた、ネットワーク能力に対する影響が、ネットワークを再構成することおよび／またはトラフィック／サービスを迂回することによってどのように最小限にされ得るかを分析する。ＳＬは、現場視察および保守がＱｏＳにどう役立つのかを推定する。ＳＬは、最後の３つを作業命令スケジュールと組み合わせ、最小費用かつネットワークトラフィックへの影響が最小である最良の考えられる保守ウィンドウを推定する。ＳＬは、作業命令スケジュールを再調整するように指示し、保守指示のための必要とされる交換／アップグレード部品を通知する。ＳＬはまた、保守視察と同時に自動ネットワーク構成／迂回動作をスケジューリングして、ＱｏＳに対する影響を最小限にする。

さらなる例において、迂回動作／再構成は、別個のアクションとしても使用され得る。これは、現場視察を伴い得る。

一実施形態において、迂回動作／再構成は、予期せぬコンポーネント障害の場合の緊急措置としても使用されて、ＱｏＳに対する影響を最小限にし得る。

考えられる障害の例としては、適切に分析されたとき、問題の根本原因が、実際は、電源がＮＥに十分な電力を供給することができないことであるということを示すアラームが挙げられる。この電力供給不足が問題を引き起こす。単純な電源交換がこれらの問題を解決するが、電源が素早く交換されない場合、それもまたコンポーネントを壊し得る。また適切な分析なしには、どんな状況であるかを知るのは不可能であり得る。オペレータは、真の問題が十分な電力の欠如であることに気が付くまでに何回かコンポーネントを修理することになり得る。

障害の例としては、それぞれのＮＥ周辺の環境システムへの対応する投資によって正され得る温度依存性および湿度依存性の問題も挙げられる。時に、空気中の不純物もまた問題を引き起こし、それは、例えば、エアフィルタの交換によって解決され得る。

図２は、一実施形態に従うプロセスの概略を示す。図２によると、ネットワーク要素２０１は、生データを、データマイニングおよび推定アルゴリズムを使用してネットワーク要素２０１から送信２１１される大きなデータセットから関連データを得る重大アラーム予測プロセス２０２に送信２１１する。プロセス２０２は、関連データを、関連ネットワーク要素に対して傾向スコアおよび洞察を生成するネットワーク要素レベル結果プロセス２０３に送信２１２する。ネットワーク要素レベル結果プロセス２０３は、さらなる処理のために、生成されたデータの関連部分をフィルタリングおよび相関プロセス２０５に送信２１３する。ネットワークトポロジプロセス２０４は、ネットワークトポロジマップ（ネットワークの接続形態地図）を、ネットワーク要素レベル結果プロセス２０３によって処理されたデータにさらなるパラメータを追加するフィルタリングおよび相関プロセス２０５に送信２１４する。そのようなさらなるパラメータは、例えば、ＮＥ位置、ＮＥの役割、ＮＥ保守履歴、および／または考えられる障害によって影響を受けるサービスに関するデータを含み得る。フィルタリングおよび相関プロセス２０５は、エンリッチデータを評価プロセス２０７に送信２１５する。評価プロセスは、データを評価し、どのＮＥが修理される必要があるかを決定する。次いで、評価プロセス２０７は、それぞれの指示を、必要な保守操作の実際のリストを決定し、保守休止の長さを推定し、かつネットワークトポロジプロセス２０４から代替ネットワークトポロジマップを得る作業命令プロセス２０８に送信２１８する。作業命令プロセス２０８はまた、ＯＳＳ／ＢＳＳ（オペレーションサポートシステム／ビジネスサポートシステム）から推定ネットワークトラフィックを得て、実際の保守時間を選択する。加えて、作業命令プロセス２０８は、ネットワーク要素を代替ネットワーク構成に構成するために、選択された保守時間の前に、構成メッセージをネットワーク要素２０１に自動送信２１９する。

図２はまた、重大アラーム予測プロセス２０２が、関連データを、ネットワークの操作に対するネットワークレベル分析を生成するレポートおよびネットワークレベル集計プロセス２０６に送信２１６することを示す。レポートおよびネットワークレベル集計プロセス２０６は、その関連分析を評価プロセス２０７に送信２１７する。これらの分析はまた、評価プロセス２０７での評価において、および作業命令プロセス２０８によって生成される実際の計画においても考慮され得る。

一実施形態によると、作業命令プロセス２０８はまた、保守員のための作業命令を作成し、保守員の作業のスケジューリングに対処することができる。作業命令プロセス２０８はまた、保守員が問題を円滑かつ迅速に解決する方法を知っているように作業命令内に必要な情報を含むことができる。必要な場合、作業命令プロセス２０８はまた、どの予備部品が発注されるべきかを指示することができる。

一実施形態によると、重大アラーム予測プロセス２０２は、ネットワークアラームのシーケンスから電気通信機器障害を予測するための異なる方法について議論するHandbook of data mining and knowledge discovery, Pages 891-896, Oxford University Press, Inc. New York, NY, USA 2002, ISBN: 0-19-511831-6に開示されるアルゴリズムのうちの少なくとも１つを利用する。別の実施形態によると、重大アラーム予測プロセス２０２は、改善されたアルゴリズムを利用する。

一実施形態によると、プロセス２０２、２０３、２０５、２０６、２０７、および２０８は、図１のＰＥＭ内で実施される。

図３は、一実施形態に従うプロセスを示す。図３は、現在のトポロジマップ（ＣＴＭ）５０１、および保守下のＮＥなしの代替トポロジマップである推定トポロジマップ（ＥＴＭ）５０４を示す。ＣＴＭは、インベントリシステム（機器目録システム）から得られる。ＥＴＭもまたインベントリシステムから得られるが、それは、計画された保守操作を考慮するように処理される。一実施形態において、影響を受けるＮＥは、ＣＴＭから単に削除される。別の実施形態において、ＥＴＭは、影響を受けたＮＥに関する情報を有するインベントリシステム内で処理される。さらなる実施形態において、この情報は、図２の評価プロセス２０７からインベントリシステムに送信される。代替の実施形態において、評価プロセス２０７はＥＴＭを作成する。

別の実施形態において、ＣＴＭ５０１は、インベントリシステムから得られ、トラフィックの予測モデルに基づいた予想されるトラフィックの推定に基づいて、トポロジ（接続形態）上でトラフィックパターンを推定する第１の推定プロセス５０２に送信される。第１の推定プロセス５０２は、ＣＴＭ内に第１の推定トラフィック５０３を生成５１１する。第１の推定トラフィック５０３は、ＣＴＭ下のネットワーク内のトラフィックの流れを示す。この第１の推定トラフィック５０３は、いくつかの実施形態においては、ＥＴＭのためのベンチマークを形成することができる。ＥＴＭ５０４はまた、保守下のＮＥなしでそれを決定したインベントリシステムから得られる。ＥＴＭは、第１の推定プロセス５０２から第１の推定トラフィック５０３を得る５１２第２の推定プロセス５０５に送信５１３される。第２の推定プロセス５０５は、ＥＴＭ下のネットワーク内で第２の推定トラフィック５０６を生成する。次いで、この第２の推定トラフィック５０６は、ネットワークがＥＴＭ内でも第２の推定トラフィック５０６に従ってトラフィックにサービスを提供することができるように、ＥＴＭを最適化するために使用される。一実施形態によると、さらなるチェックがこの時点で行われて、ＣＴＭによって設定されるベンチマークと比較したときに、ＥＴＭがどれくらい十分に推定トラフィックにサービスを提供することができるかをチェックし得る。閾値よりも大きいギャップが残っている場合、第２の代替ネットワークトポロジマップが決定され得、先に説明されるように潜在的なＥＴＭとしてチェックされ得る。これは、影響を受けたＮＥなしに利用可能な考えられるネットワークトポロジが２つ以上ある場合に有用であり得る。

第２の推定トラフィック５０６およびＥＴＭの準備が整った後、構成指示が、保守期間中に新しい構成５０７を有するＮＥのセットを得るためにＮＥに送信５１６される。

一実施形態において、比較５１５が、第１の推定トラフィック５０３のためのネットワーク最適化モデルとＮＥの現在の構成および設定との間で行われ、必要な場合、１つ以上の再構成命令が出される。

保守休止が終了した後、ＮＥは、第１の推定トラフィック５０３のためのネットワーク最適化モデルに従って、または以前のＣＴＭに従って再構成され得る。

一実施形態において、ＮＥがブロック５０３およびブロック５０６から矛盾した構成メッセージを受信すると、それは、適切な設定に関して、作業命令プロセス２０８、サービングゲートウェイＳ−ＧＷ、または別の適切なネットワーク管理ノードに問い合わせる。同時に、それは、将来の状況においてネットワークを最適化することを考慮して、システムがＮＥおよび関連付けられたＮＥの操作をより徹底的に監視することができるフラグを設定することができる。

一実施形態によると、電気通信ネットワークのサービスの品質を向上させる方法は、
電気通信ネットワークの複数のネットワーク要素（ＮＥ）から、アラームメッセージならびに任意にＮＥの操作および／またはそれらの操作環境に関する他のデータを含む技術データを受信するステップと、
ネットワーク要素から受信したデータを処理して、ネットワーク要素の各々について障害予測メトリクスを生成するステップと、
障害予測メトリクスに基づいて、障害のリスクが高い少なくとも１つのネットワーク要素を特定するステップと、
各特定されたネットワーク要素について、
受信したデータを分析し、予測される障害の種類、予測される障害の時間、予測される障害を防ぐために必要な保守操作のリスト、および保守操作を実施するために必要とされる推定時間である、推定される保守休止の長さを含む、予測を準備するステップと、
ネットワークサービスおよびリソースインベントリシステムから、特定されたネットワーク要素を含む最新のネットワークトポロジマップを得るステップと、
特定されたネットワーク要素なしの代替ネットワークトポロジマップを決定するステップと、
推定される保守休止の長さより長い期間にわたり、かつ予測される障害の時間の前に発生する推定ネットワークトラフィックを準備するステップと、
準備された推定ネットワークトラフィックを使用して、推定されたネットワークトラフィックが保守休止中の平均より低くなるように保守操作のための時間を選択するステップと、
推定ネットワークトラフィックに基づいて、代替ネットワークトポロジマップの代替ネットワーク構成を決定するステップと、
選択された保守時間の前に、ネットワーク要素を代替ネットワーク構成に自動構成するステップと、を含む。

上記実施形態は、図１を参照して上に説明されるシステム環境内で実施され得る。さらなる実施形態によると、図２および／または図３を参照して説明されるプロセスが利用される。

一実施形態において、電気通信ネットワークはセルラーネットワークであり、ネットワーク要素は、各々が通信可能範囲エリアを有する複数の基地局を含み、その通信可能範囲エリア内で、基地局は携帯型端末装置などのユーザ機器ＵＥ、例えば、携帯電話にサービスを提供する。

一実施形態において、セルラーネットワークは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）規格、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ(登録商標)）規格、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）規格、ロングタームエボリューションアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）規格、および／またはユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）規格などの移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標)）規格に従うネットワークである。

一実施形態において、基地局は、自動構成可能な通信可能範囲エリアを有する構成可能な基地局を含む。

一実施形態において、構成可能な基地局は、調整可能な無線ビームを有する基地局を含む。

一実施形態において、ネットワークの自動構成または再構成は、少なくとも１つのセルにそのチャネル帯域幅を一時的に減少させることを指示するステップを含む。

一実施形態において、ネットワークの自動構成または再構成は、少なくとも１つのセルのチャネル帯域幅を一時的に減少させるステップと、保守操作によってネットワークにおいて引き起こされる通信可能範囲の欠陥（ホール）を補償するために、少なくとも１つのセルの通信可能範囲を適応的に増加させるステップとを指示するステップを含む。

一実施形態において、ネットワークの自動構成または再構成は、セル間の強制的なハンドオーバーを命令することを含む。これは、ＵＥのうちのいくつかのトラフィックをあるセルから別のセルへ転送するために使用され得る。

一実施形態において、ネットワークの自動構成または再構成は、セルにサービスを提供するアンテナの自動アンテナ傾動を指示するステップを含む。これは、例えば、近隣セルが保守下のセルのエリアを網羅するように、通信可能範囲エリアを再形成するために使用され得る。

一実施形態において、ネットワークの自動構成または再構成は、セル内の自動伝送電力適合を指示するステップを含む。

一実施形態において、ネットワークの自動構成または再構成は、保守操作によってネットワークにおいて引き起こされる通信可能範囲ホールを補償するためにリピータを飛ばすことを指示するステップを含む。

一実施形態において、技術データはイベントメッセージを含む。

一実施形態において、複数のネットワーク要素からの技術データは、図２においてもＮＥ２０１から処理２０２などへの矢印２１１によって示されるように、図１に示されるＰＥＭ内で受信される。

一実施形態において、受信したデータは、ネットワーク要素の各々について障害予測メトリクスを生成するために、例えば、ＰＥＭ内で処理される。これは、図２の重大アラーム予測プロセス２０２およびネットワーク要素レベル結果プロセス２０３によって実施され得る。

一実施形態において、障害のリスクが高い少なくとも１つのネットワーク要素が、図２の評価プロセス２０７によって特定される。これは、プロセス２０２、２０３、および２０５によって提供される障害予測メトリクスに基づいてなされる。

一実施形態において、以下のステップが各特定されたネットワーク要素について実施される。

・図２の評価プロセス２０７が、受信したデータを分析し、予測される障害の種類および予測される障害の時間を含む予測を準備する。

・図２の評価プロセス２０７が、必要な保守操作のリスト、および推定される保守休止の長さを準備する。

・図２の評価プロセス２０７が、ネットワークサービスおよびリソースインベントリシステムから最新のネットワークトポロジマップを得る。最新のネットワークトポロジマップは、特定されたネットワーク要素を含み、図３の実施形態においてはＣＴＭとも呼ばれる。

・図２の評価プロセス２０７が、ネットワークサービスおよびリソースインベントリシステムを決定するか、またはそれに指示して、特定されたネットワーク要素なしの代替ネットワークトポロジマップを決定する。この代替ネットワークトポロジマップは、図３の実施形態においてはＥＴＭとも呼ばれる。

・評価プロセス２０７は、推定される保守休止の長さより長い期間にわたり、かつ予測される障害の時間の前に発生する推定ネットワークトラフィックを準備する。

・図２の評価プロセス２０７は、準備された推定ネットワークトラフィックを使用して、保守操作のための時間を選択する。時間は、推定ネットワークトラフィックが保守休止中の平均よりも低く、したがって保守の影響がより低くなるように選択される。一実施形態において、選択プロセスはまた、最小限の推定トラフィック時間を見つけ、それを保守時間として選択することができる。保守操作が、人間のオペレータの関与を必要とするステップも含む場合、選択プロセスは、そのようなリソースの可用性を考慮に入れることができる。いくつかのＮＥが修理を必要とする場合、選択プロセスはまた、修理が適切な順番でなされるように保守休止を調整することができる。これが、互いのアウテージ（機能停止）を補償することが必要とされるＮＥが同時ではなく順番に修理されることも防ぎ得る。

・代替ネットワークトポロジマップのための代替ネットワーク構成は、評価プロセス２０７内の推定ネットワークトラフィックに基づいて決定される。

・選択された保守時間の前に、図２の作業命令プロセス２０８は、ネットワーク要素を代替ネットワーク構成に自動構成または再構成する。一実施形態において、これは、図１のＰＥＭによって行われ、図３の矢印５１６によって描写される。

一実施形態において、図２のネットワークトポロジプロセス２０４は、図３を参照して説明されるインベントリシステムにおいて実施され得る。本明細書および請求項において、インベントリシステムは、ネットワークサービスまたはリソースインベントリシステムとも呼ばれる。

一実施形態によると、上記の方法のうちのいずれか１つを実施するために、コンピュータシステムが電気通信ネットワークに接続されるか、またはその一部を形成するように構成されるコンピュータプログラム製品が提供される。

一実施形態によると、電気通信ネットワークのためのコンピュータシステムが提供され、本システムは、上記の方法のうちのいずれか１つを実施するように適合される手段を含む。

一実施形態によると、セルラー無線アクセスネットワークは、上記の方法のいずれか１つを実施するように適合される。

上の説明は、本発明を例示するためだけのものであり、特許請求項によって提供される保護の範囲を制限することを意図しない。また、特許請求項は、その均等物を網羅することが意図され、逐語的に解釈されないものとする。

２０１ ネットワーク要素
２０２ 重大アラーム予測プロセス
２０３ ネットワーク要素レベル結果プロセス
２０４ ネットワークトポロジプロセス
２０５ フィルタリングおよび相関プロセス
２０６ レポートおよびネットワークレベル集計プロセス
２０７ 評価プロセス
２０８ 作業命令プロセス
２１９ 自動送信
５０１ 現在のトポロジマップ
５０２ 第１の推定プロセス
５０３ 第１の推定トラフィック
５０４ 推定トポロジマップ
５０５ 第２の推定プロセス
５０６ 第２の推定トラフィック
５０７ 新しい構成

Claims (15)

1. 電気通信ネットワークのサービスの品質を向上させる方法であって、
   前記電気通信ネットワークの複数のネットワーク要素から、アラームメッセージを含む技術データを受信するステップと、
   前記ネットワーク要素から受信した前記データを処理して、前記ネットワーク要素の各々について障害予測メトリクス（指標又は尺度）を生成するステップと、
   前記障害予測メトリクスに基づいて、障害のリスクが高い少なくとも１つのネットワーク要素を特定するステップと、
   各特定されたネットワーク要素について、
   前記受信したデータを分析し、予測される障害の種類、予測される障害の時間、前記予測される障害を防ぐために必要な保守操作のリスト、および前記保守操作を実施するために必要とされる推定時間である、推定される保守休止の長さを含む、予測を準備するステップと、
   ネットワークサービスおよびリソースインベントリシステムから、前記特定されたネットワーク要素を含む最新ネットワークトポロジマップを得るステップと、
   前記特定されたネットワーク要素なしの代替ネットワークトポロジマップを決定するステップと、
   前記推定される保守休止の長さより長い期間にわたり、かつ前記予測される障害の時間の前に発生する推定ネットワークトラフィックを準備するステップと、
   前記準備された推定ネットワークトラフィックを使用して、前記推定されたネットワークトラフィックが前記保守休止中の平均より低くなるように前記保守操作のための時間を選択するステップと、
   前記推定ネットワークトラフィックに基づいて、前記代替ネットワークトポロジマップの代替ネットワーク構成を決定するステップと、
   前記選択された保守時間の前に、前記ネットワーク要素を前記代替的なネットワーク構成に自動構成するステップと、を含む方法。
2. 前記電気通信ネットワークがセルラーネットワークであり、前記ネットワーク要素が、各々が通信可能範囲エリアを有する複数の基地局を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記セルラーネットワークが、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）規格、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ(登録商標)）規格、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）規格、ロングタームエボリューションアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）規格、および／またはユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）規格などの移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標)）規格に従うネットワークである、請求項２に記載の方法。
4. 前記基地局が、自動構成可能な通信可能範囲エリアを有する構成可能な基地局を含む、請求項２または３に記載の方法。
5. 前記構成可能な基地局が、調整可能な無線ビームを有する基地局を含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記ネットワークを前記自動構成するステップが、少なくとも１つのセルのチャネル帯域幅を一時的に減少させることを指示するステップを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ネットワークを前記自動構成するステップが、少なくとも１つのセルのチャネル帯域幅を一時的に減少させることと、前記保守操作によって前記ネットワークにおいて引き起こされる通信可能範囲の欠陥を補償するために、前記少なくとも１つのセルの前記通信可能範囲を適応的に増加させることとを指示するステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ネットワークを前記自動構成するステップが、セル間の強制的なハンドオーバーを命令することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ネットワークを前記自動構成するステップが、セルにサービスを提供するアンテナの自動アンテナ傾動を指示するステップを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ネットワークを前記自動構成するステップが、セル内の自動伝送電力適合を指示するステップを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記ネットワークを前記自動構成するステップが、前記保守操作によって前記ネットワークにおいて引き起こされる通信可能範囲の欠陥を補償するためにリピータを飛ばすことを指示するステップを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記技術データがイベントメッセージを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実施するために、電気通信ネットワークに接続されるか、またはその一部を形成するコンピュータシステムをもたらすように構成されるコンピュータプログラム製品。
14. 前記システムが、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実施するように適合される手段を含む、電気通信ネットワークのためのコンピュータシステム。
15. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実施するように適合されるセルラー無線アクセスネットワーク。