DE102010018282A1

DE102010018282A1 - Verfahren zum Erfassen der Funkversorgung mit Hilfe von Kunden-Terminals

Info

Publication number: DE102010018282A1
Application number: DE201010018282
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-24
Filing date: 2010-04-24
Publication date: 2011-10-27
Also published as: WO2011131175A1

Abstract

Das hier beschriebene erfinderische Verfahren bietet eine Unterstützung für die Funknetzplanung eines Mobilnetz-Betreibers durch Feldstärkemessungen im Verbund mit den GPS-Koordinaten an denen die Feldstärke gemessen wurde. Die Erfassung der Daten geschieht mit Hilfe von Kunden-Endgeräten automatisch oder manuell. Die Besonderheit ist, dass der Netzbetreiber erfährt wo sich seine Kunden zu welchem Zeitpunkt aufhalten oder bewegen (statistisch nicht mit ihrer Identität), und wo sie versuchen das Mobilnetz zu nutzen und wo es evtl. zu Störungshäufungen kommt oder wo Unterversorgungen auftreten. Die von den Endgeräten (der Kunden) erfassten Daten werden an eine Datenerfassungseinrichtung versandt wo sie der Netzplanung zur weiteren Auswertung und zur Qualitätsverbesserung oder für die Planung neuer Netze wie z. B. offene oder geschlossene WLAN-Netze oder 3G oder 4G Netz verwendet werden können. Das Verfahren kann auch für die Erfassung von Femtozellen im öffentlichen und nicht-öffentlichen Bereich verwendet werden und außerdem sehr elegant für die Planung von Mulithop-Netzen eingesetzt werden. Das Verfahren erspart die Drivetest (auch die mit Fußgängern) und bewirkt eine sehr viel realitätsnähere Information über den Netzzustand in öffentlichen und nicht öffentlichen Bereichen, eben dort wo sich die Kunden real aufhalten und wo der Drive-Tester gar nicht hinkommen kann – bei gleichzeitig geringeren Kosten.

Description

Gegenwärtige Situation
Die Funkversorgung der Mobilnetze hat das Ziel, möglichst viele Kunden an den Orten an denen sie sich befinden, zu möglichst jedem Zeitpunkt die Möglichkeit zu geben, über mobile Endgeräte wie Handys, Autotelefon oder PC-Karten (im Notebook) zu telefonieren, telefonisch erreichbar zu sein, oder Datendienste wie den Internetzugang in Anspruch nehmen zu können. Die größte Investition steckt in den Funkzugangsnetzen. Dabei stellt die anspruchsvolle Technik der Basis-Stationen keineswegs die Hauptposition der Kosten dar. Es sind hier eher die Standortkosten: Hochbaumaßnahmen für die Antennenträger, Vorbereitung der Räumlichkeiten für die Basis-Stationen mit Strom und ggf. mit Klimaanlage, und nicht zuletzt die Standortmiete. Diese Standortkosten können diejenigen für die vermeintlich teure Technik um ein Vielfaches übersteigen. Ein weiterer Kostenfaktor ist übrigens auch die Suche nach geeigneten Standorten mit den Mitteln der Funkplanung und der Funkplanungs-Tools. Die Funkplanung wird übrigens nicht nur zu Anfang benötigt, wenn das Netz aufgebaut werden soll sondern auch, wenn es ausgebaut und erweitert werden soll. Erweiterung kann bedeuten, weitere geographische Bereiche zu versorgen oder auch die Kapazität innerhalb bereits versorgter Bereiche zu erhöhen, so dass die Lücken der Erreichbarkeit reduziert werden und/oder mehr Mobilkunden gleichzeitig kommunizieren können.
Wegen des hohen finanziellen Ressourceneinsatzes beim Netzausbau, benötigt die Funkplanung Abschätzungen darüber, wo sich die Kunden wann aufhalten werden. Je besser dies bekannt ist, desto besser können Kompromisse gefunden werden, mit dem Ziel, ein wirtschaftlich optimiertes Netz zu erhalten – was auch im Sinne der Kunden ist. Es ist selbstredend, dass hier nicht das Bewegungsmuster eines einzelnen Kunden von Interesse ist, sondern nur die statistische Verteilung der ”Kunden” gefragt ist – und auch die zeitliche Veränderung der statistischen Häufungen im Tages- und Wochenverlauf. Um abbruchfreie Wege zu ermöglichen sind auch die ”Ströme” zwischen den Häufungsmustern von Interesse. Hier können sehr viele Kunden von Abbrüchen betroffen sein obwohl sich nie viele Kunden gleichzeitig z. B. auf einem (schnellen) Straßenabschnitt befinden.
Bisher hat man die Vorgaben für die Funkplanung mit den Mitteln der Marktuntersuchung erstellt – insbesondere zur Zeit vor dem Netzaufbau. Nachdem ein Netz aufgebaut ist, versucht man, die der Funkplanung zugrunde liegenden Funkausbreitungsmodelle, die von der Topologie (z. B. Berge und Täler) und von der Morphologie (z. B. Wald und Bebauungsarten) des Funkausbreitungsgebietes abhängig sind, zu verifizieren. Die Soll- und Ist-Werte der Funkversorgung können hierbei durchaus abweichen – durch methodenbedingte Ungenauigkeiten der entsprechenden Datenbanken und durch Vereinfachungen in den Funkausbreitungsmodellen.
Die Verifizierung wird mithilfe sogenannter Drive-Tests durchgeführt. Hierzu wird ein Fahrzeug mit Messgeräten ausgestattet, das bestimmte Strecken abfährt und die Feldstärke und die jeweilige GPS-Position misst. Die Daten werden mit der Funkplanung verglichen. Ergänzend kann auch ein Anrufgenerator zur Ausstattung hinzukommen, der ständig Rufe zu einer automatischen Beantwortungseinrichtung oder Datenverbindungen zu einer Responseeinrichtung aufbaut und den Erfolg des Versuchs bewertet und ggf. die Qualität der Verbindung oder der Übertragung.
Die ggf. notwendigen Änderung von Funkparametern (Settings) an den Basis-Stationen, im Falle notwendiger Korrekturen, gehören zu den kostengünstigeren Maßnahmen. Zu viele Basisstationen im Feld zu haben, ist sehr viel gravierender. Das gilt auch für Basisstationen an weniger effektiven oder unnötig teuren Standorten.
Um auch die wesentlichen Wege der Kunden zu erfassen, die zu Fuß unterwegs sind, wurde diese Methode ausgeweitet. Mit dem Fortschritt in der Miniaturisierung der hierzu notwendigen Geräte (Feldstärkemessgerät, GPS-Empfänger, Aufzeichnungs- und Steuerungsgeräte, etc.) wurde eine ”Rucksackversion” als Ausrüstung für einen Drive-Test-”Läufer” verwendet. Hierbei geht der Tester zu Fuß auf vorgegebene Wege, während seine Geräte (im Rucksack) mehr oder weniger automatisch die Messungen durchführen. Auch die oben genannte Aufzeichnung der praxisnäheren Ende-zu-Ende Qualitätsprüfungen sind hiermit möglich und werden auch durchgeführt. Die Ergebnisse werden den GPS-Positionen zugeordnet.
Trotz des hohen Aufwandes der hier betrieben wird, wird auch mit der ”Fußgängermethode” nicht ganz realistisch erfasst, wo sich die Kunden im Wesentlichen bewegen und aufhalten. Insbesondere wird die sogenannte Inhouse-Versorgung (in Wohnungen, Büros und Kaufhäusern) nicht erfasst. Mit den Mitteln, die dem laufenden Netzbetrieb zur Verfügung stehen, kann man feststellen welche Zelle wie viel Verkehr trägt und welche Abbruchhäufigkeiten und -Gründe vorliegen. In welchem Bereich der Zelle sich die Kunden mit den Gutfällen und in welchen sich die Problemfälle aufhalten, lässt sich mit vernünftigen Aufwand kaum feststellen – obwohl es (aufwendige) Methoden gibt, die Position über die Funkortung zu ermitteln (nur bei Mehrfach-Abdeckung mit mehr als 2 Basisstationen möglich).
Die Anzahl der Mobilfunkkunden ist inzwischen in vielen Ländern im Bereich von 100% der Bevölkerung angekommen. Die Netze müssen trotzdem weiter ausgebaut und/oder optimiert werden da immer neue Anwendungen hinzukommen. Neue Netztechnologien wie LTE sollen den Bedarf für Breitbandkommunikation decken. Im Gegensatz zu den Sprachdiensten, die häufig ”in Bewegung” angewendet werden, nutzt man Breitbandanwendungen (Email abfragen, im Internet Surfen oder googeln, etc.) eher semi-stationär. Das bedeutet nicht unbedingt, dass das gleiche Endgerät immer am gleichen Platz genutzt wird. Man spricht eher von nomadischer Anwendung: der Kunde bewegt sich von A nach B und nutzt seine mobilen Endgeräte überwiegend erst wieder nach der Ankunft bei B. Die klassischen Drive-Tests (auch die mit dem Fußgänger) erfassen keine Nutzerprofile (wo wird telefoniert und wo wird gesurft) und können deshalb insbesondere keine sehr guten Aussagen darüber treffen ob der (stationäre) Ort A oder B diesbezüglich gut versorgt ist – insbesondere wenn sich A und B innerhalb von Gebäuden befinden.
Mit genauerem Wissen über die Wege auf denen sich die Kunden bewegen, und den Orten und Plätzen auf oder in denen sie sich aufhalten, und ob sie dort (sprach-)telefonieren oder im Internet surfen, wäre der Netzausbau oder die Netzoptimierung sehr viel präziser auf wirtschaftliche Ziele auszurichten. Hierbei würde man gleichzeitig den Komfort für den Kunden noch verbessern, die Kundenzufriedenheit und den Umsatz noch erhöhen.
Verbesserung
Das hier beschriebene erfinderische Verfahren ist dem Bereichen Funkplanung und Qualitätsverbesserung in Mobilnetzen, mobile Sprach- und Datendienste, und allgemein der Telekommunikation zuzuordnen.
Die Wege und Orte, wo sich Kunden bewegen und aufhalten, wo und wie sie (tele-)kommunizieren, werden mit den Endgeräten der Mobilfunkkunden erfasst. Zusätzlich zu den geographischen Daten werden auch die Feldstärke und der Zeitpunkt der Feldstärkemessung erfasst und manuell oder automatisch zusammen zu einer Datenerfassungseinrichtung (DEE) zur weiteren Auswertung für Netzplanungszwecke gesandt. Das Endgerät bei den Kunden wirkt wie eine Sonde. Letztere erfasst das, was für die Qualitätsverbesserung aus Netzplanungssicht für den Netzbetreiber und letztlich auch für den Kunden von Interesse ist: die Netzversorgung an den Orten, wo sich die Kunden real aufhalten, bewegen und kommunizieren. Auch das Erfassen der verwendeten Dienste (Sprach- oder Datendienste) und/oder der Qualitätsmerkmale wie Verbindungsabbruch, oder ”keine Netzversorgung” oder ”kein freier Kanal”, werden hiermit erfasst. (siehe auch Ansprüche 1–3)
Die Feldstärke ist nicht das einzige Planungskriterium. Der Netzplaner möchte auch erfahren, wie oft Kunden an bestimmten Orten versuchten das Netz für Gespräche oder Datenverbindungen zu nutzen, jedoch keine hinreichende Netzversorgung oder keine hinreichende Netzkapazität vorgefunden haben oder wo sich Verbindungsabbrüche häufen trotz statistisch guter Feldstärkewerte (z. B. durch Interferenzen). Diese Ereignisse werden ebenso wie die Feldstärke mit Hilfe einer endgeräteseitigen Applikation (ESA) erfasst und den GPS-Koordinaten ebenso wie der Zeit, zu dem die Messung durchgeführt und/oder das Ereignis erkannt wurde, zugeordnet. Die miteinander assoziierten Daten werden im Weiteren Daten-Multiplets genannt. In einem Daten-Multiplet müssen nicht immer alle möglichen Daten vorhanden sein. Es kann sein, dass für bestimmte Messungen nur der aktuelle Aufenthaltsort (GPS-Koordinaten) und die Zeit erfasst werden sollen, jedoch z. B. nicht die Feldstärke enthalten ist, und von keinem Ereignis (z. B. ”Datendienst wird verwendet”) berichtet wird.
Die Daten-Multiplets werden an die DEE (per Datenübertragung z. B. an ein Portal, oder per SMS an eine MSISDN Adresse) übermittelt. Wenn keine Netzversorgung oder keine Übertragungskapazität vorhanden ist, erfolgt die Übertragung verzögert. Je nach Ausgestaltung der ESA (auf dem Endgerät) können auch weitere Daten und/oder größere Mengen dieser Daten-Multiplets (Feldmessung, Zeit, Orts-Koordinaten, Ereignisse, auch die Geschwindigkeit zur Zeit des Events oder der Messung) im Endgerät gespeichert werden und bei der nächst möglichen Gelegenheit oder nach je nach Plan übertragen werden. Der Netzbetreiber kann diesen Plan und die Art der Messung oder der Eventerfassung in der netzseitigen Applikation-Management-Entität (AME) hinterlegen. Die AME kommuniziert mit der ESA (die ESA kann optional auch die AME nach Anweisungen fragen). Hierdurch kann u. a. durch den Netzbetreiber bestimmt werden, wann die Daten von der ESA zur DEE zu übertragen sind – z. B. in der Nacht wenn wenig Verkehr ist, oder ”so schnell wie möglich” (wenn immer ein Netz mit hinreichenden Ressourcen vorhanden ist).
Es gibt Messungen, die von vielen Endgeräten zur gleichen Zeit durchgeführt werden müssen. Um das Gleichzeitigkeitsproblem zu reduzieren, können Versende-Optionen angewendet werden, die die Versandzeitpunkte der Endgeräte mit Hilfe eines Zufallsgenerators variiert. Hierbei können auch die Endziffern der diversen Nummern, die mit einem Endgerät verbunden sind verwendet werden. Hierbei sind die MSISDN, die IMEI oder die MAC-Adresse zu nennen, die von der ESA ausgelesen werden können. So kann z. B. nach Anwendung einer Modulo-Funktion auf eine dieser Nummern der Rest als Vielfaches von vorgegebenen Zeiteinheiten (z. B. zehntel Sekunde) auf die Hauptversendezeit addiert werden.
Der Versand per SMS wird in dann bevorzugt, wenn keine anderen Datendienste oder Datennetze vorhanden sind. Der Umfang der einzelnen Daten-Multiplets ist nicht sehr groß, somit können auch mehrere mit einer oder wenigen (zusammenhängenden) SMS übertragen werden.
Eine SMS kann auch parallel zu einer Sprachverbindung versendet werden (automatisch oder auch manuell durch den Endgerät-Nutzer initiiert) – je nach Aufgabenstellungen.
Akku-Ökonomie und GPS-Empfänger
Da insbesondere der GPS-Empfänger einen hohen Strombedarf hat, wird bei Endgeräten mit knapper Akkukapazität der GPS-Empfänger erst kurz vor einer Messung eingeschaltet, derart dass die Zeit bis zur Synchronisation mit der hinreichenden Anzahl von Satelliten erfolgt sein wird (kann mehrere Minuten dauern wenn kein A-GPS zur Verfügung steht). Die Betriebszeit des GPS-Empfängers kann durch die Verwendung von A-GPS weiter reduziert werden. (siehe auch Anspruch 16)
Die Abschaltung des GPS-Empfängers nach der Messung sollte nur erfolgen, wenn keine andere Applikation den GPS-Empfänger benötigt. Die Verwendungen einer Liste (eines Monitors) in der die Applikationen eingetragen sind/werden, die aktuell den GPS-Empfänger benötigen, ist die sicherste Methode zur koordinierten und konfliktfreien Verwendung des GPS-Empfängers unter den Gesichtspunkt der Akku-Ökonomie. Jede Applikation, die sich aus der Liste wieder austragen will, prüft ob sie die letzte (einzige) ist, die den GPS-Empfänger verwendet hat. Wenn sie die letzte ist, veranlasst sie die Abschaltung des GPS-Empfängers. Falls die hier behandelte ESA die einzige ist, die diese Akku-Ökonomie anwendet, kann ein vereinfachtes Kriterium zum Abschalten des GPS-Empfängers verwendet werden: die ESA prüft vor der Messung ob sie den GPS-Empfänger einschalten musste (also noch nicht eingeschaltet war). Wenn dies so war, dann darf sie ihn auch ausschalten, wenn sie in nicht mehr benötigt – und nur dann. Hierzu verwaltet die ESA einen vereinfachten Monitor in dem vermerkt ist ob sie den GPS-Empfänger vor der Messung einschalten musste. Sie setzt die entsprechende Flag auch wieder zurück, wenn sie den GPS-Empfänger selbst ausgeschaltet hat. Dies kann zu Konflikten mit anderen Anwendungen insbesondere mit dem Nutzer führen, wenn die oder der den GPS-Empfänger verwenden will und ihn bereits eingeschaltet vorfindet, nachdem er von der ESA für deren Zwecke eingeschaltet wurde. Deshalb wird die Akku-Ökonomie Funktion abschaltbar implementiert – d. h. sie ist eine Option des Nutzers des Endgerätes.
Das Verfahren sieht auch die Definition von geografischen Bereichen vor, in denen gemessen werden soll. In Abhängigkeit der Abstands, der allgemeinen Bewegungsrichtung und der Durchschnittsgeschwindigkeit des Benutzers kann die Applikation unterschiedlich lange ruhen, bevor sie die Position erneut überprüft. (siehe auch Anspruch 17)
Unterstützung bei der Planung von Multihop-Netzen
Bei Multihop-Netzen haben die Endgeräte eine Relais-Funktion, die durch das Weiterreichen von Datenpaketen auf einer unteren Netzwerkebene (z. B. Ebene 2 oder 3) die Verbindung von einem anderen Endgerät, das sich außerhalb der Netzversorgung befindet, zu einer Basis-Station herstellt (das Wort „Verbindung” ist hier nicht als Gegenteil von „verbindungsloser” Datenübertragung zu verstehen). Je nach Ausdehnung des unversorgten Gebietes können auch mehrere (mobile) Endgeräte als Relais-Station, für Zwischen-Hops zwischen einem Endgerät, das den Kontakt zum Mobilnetz sucht und einer Basisstation des Mobilnetzes, dienen. Wenn die Endgeräte, die als Relais-Station dienen mobil sind, und/oder das Endgerät das den Kontakt zu einer Basisstation sucht, kann sich die Konfiguration der an einer Verbindung beteiligten Geräte sehr schnell ändern. Es handelt sich hierbei um eine sehr dynamische Konfiguration, bei der zu unterschiedlichen Zeitenpunkten auch unterschiedliche Basisstationen als letztendlichen Netzzugang benutzt werden können. Ab einer hinreichenden Dichte von Endgeräten (oder Nutzern mit solchen Endgeräten) und einer angemessenen Verteilung bis zu einer Basisstation kann eine de facto stabile Verbindung für eine Datenübertragung (auch für eine realtime-sensible Sprachverbindung) aufrechterhalten werden. Die Multihop-Netze können eine kostengünstige Lösung für Versorgungslücken darstellen, oder eine weniger dichte und deshalb preiswertere Flächenabdeckung erlauben. Die Prüfung, in welchen geographischen Bereichen und zu welchen Zeiten die Voraussetzungen für solche Lösungen gegeben sind, wird mit dem hier beschriebenen Verfahren besonders elegant ermöglicht. (siehe Anspruch 19–20)
Ein Netzbetreiber kann auf dieser Basis über die Einführung oder Subventionierung solcher Endgeräte entscheiden, um in Zukunft auf den einen oder anderen Standort, der typischerweise Miete kostet, verzichten zu können, oder um solche Gebiete versorgt zu sehen, die zunächst mit klassischen Methoden nicht wirtschaftlich versorgt werden können. Es wird darüber hinaus immer Gebiete geben, die unversorgt sind und aus wirtschaftlichen Gründen auch nie in klassischer Weise versorgt werden. Eine Versorgung könnte jedoch auch aus Sicherheitsgründen wünschenswert sein. Auch eine temporäre Multihop-Verbindung könnte im Einzelfall eine Verbesserung schaffen, z. B. nur tagsüber oder am Wochenende, wenn sich hinreichend viele Nutzer in dem betreffenden Gebiet aufhalten oder es hinreichend dicht durchfahren. Stationäre Endgeräte, die sich in einem solchen Gebiet befinden können eine wertvolle „Stütze” sein – unabhängig davon ob sie über einen Festanschluss mit dem Netz (z. B. Internet) verbunden sind oder ob sie ebenfalls über das Mobilnetz kommunizieren. In letzterem Falle können sich hinreichend viele stationäre Endgeräte mit gegenseitiger Hilfe über eine Multihop-Strecke in einem unversorgten Gebiet mit einer Basisstation verbinden.
In einer Ausprägung des Verfahrens wird die geographische Verteilung der Endgeräte in einem Gebiet verschiedene Male gleichzeitig gemessen („Schnappschüsse” der Gesamtheit der beteiligten Endgeräte zu verschiedenen Zeiten). Die Auswertung der Daten zur Ermittlung der Verteilung erfolgt erst später – auf der Basis der Daten, nachdem sie in der DEE vorliegen. Die Endgeräte müssen sich hierzu nicht in einem versorgten Gebiet befinden. Die Messergebnisse werden in diesem Falle, mit dem jeweiligen Zeitstempel versehen, im jeweiligen Endgerät gespeichert und zu vorbestimmten Zeiten und/oder bei Erreichen einer Netzversorgung zur DEE geschickt.
Die Auswertung berücksichtigt, dass nur ein statisches Teilsegment an dieser Messung teilnimmt und typischerweise eine größere Menge an Nutzern/Kunden sich in einem solchen Gebiet befinden – jedoch haben nicht alle deren Endgeräte die Fähigkeit eine solche Messung durchzuführen oder sind aus anderen Gründen nicht an der Erfassung dieser Daten beteiligt.
Die Endgeräte müssen zu diesem Prozess nicht miteinander kommunizieren. Jedes Endgerät führt seine Messung für sich durch, je nach Messplan der der ESA implizit oder explizit z. B. durch die AME vorgegeben ist (siehe auch Ansprüche 19 und 20).
Als Ergänzung zur Messung der Verteilung der Endgeräte (in einem solchen Gebiet) ist auch die Information über die Fähigkeiten der an der Messung beteiligten Endgeräte als Option vorgesehen. Dies kann z. B. durch die einfache Angabe des Gerätetyps oder des „User Agent Profiles” geschehen.
Femto-Zellen
Femtozellen sind Mobilfunk-Basisstationen mit sehr kleinem Versorgungsbereich (z. B. eine Wohnung, ein Büro, oder ein Einfamilienhaus). Sie sind typischerweise über den privaten Breitbandanschluss (z. B. DSL) des jeweiligen Nutzers angeschlossen. Die Femto-Zellen benutzen jedoch die Frequenzen eines bestimmen Mobilfunkbetreibers und tragen somit zur Netzversorgung bei. Eine Femto-Zelle kann spezifisch für die Endgeräte des Nutzers, der den Breitbandanschluss zur Verfügung stellt (und ggf. auch selbst bezahlt), konfiguriert werden – d. h. andere Kunden des Netzbetreibers können in diesem Fall diese Zelle nicht nutzen. Das Feld kann jedoch auch in Bereiche außerhalb des vorgesehenen Versorgungsbereiches vordringen (z. B. auf die Straße oder den Gehweg vor dem Büro).
Diese Femtozellen werden nicht von der (vorausplanenden) Funknetzplanung des jeweiligen Netzbetreibers geplant – der Installationsort ist gar nicht oder nur unzureichend bekannt. Das hier vorgestellte Verfahren gibt eine wirtschaftliche Lösung zur Erfassung der Feldstärke und auch der Zell Identität – sowohl im öffentlichen wie im nicht öffentlichen Bereich.
Unterstützung für die Erfassung und die Nutzung von Patchwork-Netzen
Es gibt Netze die für bestimmte Benutzergruppen oder für jedermann verwendbar sind, z. B. WLAN Netze die in den öffentlichen oder semiöffentlichen Bereich reichen und von anderen oder innerhalb einer Community zur Verfügung gestellt werden. Die Erfassung und Aktualisierung dieser Netze wird mit dem hier beschriebenen Verfahren ebenfalls sehr elegant gelöst. (siehe auch Anspruch 4).
Aus den Daten der DEE können Information über die fleckenartige Versorgung aufbereitet werden, derart dass die Nutzer nach den für sie zweckmäßigen Flecken (Patches) fragen können und sich eine entsprechende Liste anlegen können. Alternative können auch via vorhandener und allgegenwärtiger Mobilnetze solche Anfragen abgesetzt werden um z. B. zum nächstgelegenen Patch zu gelangen. (siehe auch Anspruch 23).
Im Verbund mit der in vielen neueren Endgeräten bereits vorhandenen Navigationsfunktion, wird die Nutzung diese Art von Netzen, insbesondere in fremder Umgebung, besonders interessant und praktikabel, und schafft neuen Wettbewerb.
Die Gründe solche Netze aufzusuchen sind typischerweise der Bedarf für ein Netz mit besonderen Eigenschaften wie z. B. Breitbandübertragung (schneller Internet-Zugang) in einem ansonsten schmalbandigen Netzumfeld, oder im Roaming-Fall (Auslandsaufenthalt) der Bedarf an kalkulierbaren Tarifen für den Internetzugang, oder auch ganz einfach ein preiswerteres Telefonieren.
Ein Hinweis auf die örtliche und zeitliche Verfügbarkeit von solchen Netzen mit den gewünschten Eigenschaften wie z. B. günstigeren Preisen oder Übertragungsgeschwindigkeiten oder Zugangsvoraussetzungen wie z. B. Mitgliedschaften oder Kundenverhältnisse macht solche Netze benutzerfreundlich trotz der lückenhaften Netzabdeckung.
Steuerung der Messungen
Die ESA kann von einer netzseitigen Applikations-Management-Entität (AME) mit Daten ausgestattet werden, die genaue Anweisung zu dem Gebiet geben, in dem eine entsprechende Messung durchgeführt werden soll, und zu den Zeitpunkten in denen gemessen werden soll, und auch was gemessen oder festgestellt werden soll, und schließlich (ggf. gesammelt) zur DEE übermittelt werden muss. Die Steuerungsdaten, oder auch die Applikation selbst, oder ein Update hierzu, können optional über verschiedene Wege erfolgen und können situationsbedingt ausgewählt werden: z. B. SMS oder zusammenhängende SMS, Datenübertragungskanäle aus dem Portfolio der Datendienste des Netzbetreibers. In diesem Falle wird über die Luftschnittstelle (OTA, over the air) übertragen. Alternativ kann die Übertragung auch über einen PC mit Internet Zugang oder sonstige verfügbare Wege erfolgen. Durch diese Steuerungsdaten oder über einen Austausch oder Update der ESA, können die zu erfassenden Daten oder Daten-Multiplets oder Messungen verändert werden. So kann z. B. für eine Gruppe von Endgeräten bestimmt werden, dass sie zur gleichen Zeit oder zu gleichen Zeitpunkten ihre GPS-Koordinaten messen und zusammen mit der Terminalfähigkeit und der Zeit der Messung an die DEE übermittelt werden (siehe oben unter Multihop-Netze). Es kann auch beauftragt werden, dass die Feldstärke in bestimmten Frequenzbädern gemessen werden und dem Daten-Multiplets beigefügt werden. Weitere Optionen sind die Geschwindigkeit, die das Endgerät und/oder die ESA ermittelt (z. B. durch Division des Weges (aus der Differenz zwischen 2 GPS-Koordinatenpunkte) und der dazwischen liegenden Zeit. Die ESA kann mehrere Prozesse (Vorhaben) vorbestimmt vorliegen haben, die sie z. B. von der AME erhalten hat. Welcher Prozess abläuft oder ablaufen soll, wird durch Daten festgelegt, die die Bedingungen definieren unter denen gemessen oder erfasst werden soll. Manche Datenerfassungsprozesse können auf ein bestimmtes Gebiet beschränkt werden, z. B. nur dann, wenn sich das Endgerät in diesem Gebiet befindet. Andere Prozesse können auf bestimmte Zeiten beschränkt werden oder auf die Beobachtung von bestimmten Events, wie z. B. Gesprächsabbruch, oder „kein Netz vorhanden” als der Nutzer eine Verbindung verlangt hatte.
Nutzer-initiierte Messung
Der Nutzer kann eine Option verwenden, über die er eine Messung veranlassen kann. Diese Messung kann auch als „benutzer-initiiert” gekennzeichnet werden und als solche zur DEE geschickt werden. Hierdurch signalisiert der Nutzer (der Kunde des Netzbetreibers) z. B. dass das soeben durchgeführte Telefonat eine schlechte Sprachqualität hatte oder der Internetzugang unzureichend war oder ihm die Versorgung an diesem Ort besonders wichtig ist oder wäre. in einer Ausprägung dieses Verfahrens hat der Kunde auch die Möglichkeit, einen Kommentar zu diesem Vorgang abzugeben.

Claims

Verfahren zum Erfassen der geographischen Funkversorgung durch Mobilnetze mit Hilfe der Endgeräte, die in Fahrzeugen oder als Handy bei den Kunden der Mobilnetzbetreiber in Verwendung sind und als Messinstrument für die kundengerechte Funkversorgung verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach vorbestimmten Zeitenrastern oder nach den von einem Zufallsgenerator bestimmten Zeitpunkten oder durch bestimmte Ereignisse und Handlungen im Zusammenhang mit dem Endgerät und seinen Funktionen und Sensoren von innen oder von außen bestimmte Zeitpunkte die Messungen der Feldstärke und/oder die Erfassung anderer Qualitätsmerkmale der Funkversorgung initiiert werden und in Zusammenhang mit dem Ort und dem Zeitpunkt der Messung gebracht werden, derart, dass die miteinander assoziierten Daten-Multiplets zur weiteren Auswertung direkt oder verzögert von dem Endgerät über das Netz zu einer Datenerfassungseinrichtung (kurz DEE genannt) geschickt werden, derart, dass die Daten in der DEE aus vielen Endgeräten der Kunden durch deren statistische Verteilung über Ort und Zeit den Zustand der Netzversorgung und/oder die Qualität repräsentieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Endgeräte eine endgeräteseitige Applikation (ESA) enthalten, die die Erfassung der Daten durchführt, derart dass sie zu bestimmten Zeiten oder bei bestimmten Ereignissen die Sensoren für Feldstärke und/oder andere Netzwerkparameter und/oder für GPS-Koordinaten oder anderweitig bestimmte Orts-Koordinaten ausliest oder deren Auslösung veranlasst und/oder eine diesbezügliche Evaluierung vornimmt und Daten-Multiplets zusammenstellt, die außer der Zeit der Messung auch die Orts-Koordinaten enthalten und mit weiteren erfassten Daten und/oder der erfassten Ereignisse und/oder der auslösenden Ereignisse assoziiert werden, derart dass diese Daten-Multiplets direkt oder nach einer Zwischenspeicherung an die DEE gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA die Feldstärke und/oder andere Qualitätskennzahlen mit der Identität der versorgenden Zelle und/oder deren Frequenzen und/oder der Identität der Nachbarschaftszellen und/oder der Frequenzen der Nachbarschaftszellen und/oder der Feldstärke der Nachbarschaftszellen assoziiert und an die DEE übermittelt, derart dass die Überlappungen der Zellen und/oder die Hand-over-Möglichkeiten und/oder die Interferenzen und/oder die Lücken im Netz und/oder andere Qualitätsverbesserungen und/oder Netzoptimierungen aus der Gesamtheit oder Teilen der Gesamtheit der Daten, die an die DEE geschickt wurden und dort vorliegen ermittelbar sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät mit mehr als einem Transceiver und/oder Receiver ausgestattet ist, derart dass die ESA die gleichzeitige Erfassung mehrerer Breitband- und/oder Schmalbandnetze und/oder Zellen und/oder Nachbarschaftszellen und/oder der Funkversorgung der Wettbewerbernetze durchführt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Sprachqualitätsmerkmale und/oder Datenübertragungsqualitätskenngrößen und/oder Abbruchgründe von aktuellen Verbindungen und/oder Übertragungen von der ESA erfasst werden, derart, dass sie mit den Orts-Koordinaten oder den Größen zur Ermittlung der Orts-Koordinaten und/oder der aktuellen Zeit der Messung oder der Zeitpunkt der Feststellung des Ereignisses assoziiert werden und als Daten-Multiplet direkt oder zeitversetzt zur DEE übermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA einzelner Endgeräte oder Gruppen von Endgeräten oder bestimmte Typen oder alle Endgeräte, die als Messsonden verwendet werden, über Steuerungsdaten die gleichen oder unterschiedliche Anweisungen erhält und diese entsprechend durchführen, derart dass die Datenerfassung auf bestimmte Zeiten oder Zeitmuster und/oder Ereignisse und/oder auf bestimmte Netze und/oder bestimmte Frequenzen und/oder auf bestimmte geographische Bereichen gerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anweisungen bedingt sind, derart dass sie sich auf die Ermittlung der Geschwindigkeiten beziehen und bei erreichen von bestimmten Geschwindigkeiten die Mess- oder Ereigniserfassung aufnehmen oder beenden oder mit einer bestimmten Häufigkeit durchführen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abwesenheit bestimmter Netzidentitäten andere verfügbare Netze gemessen werden und diese Tatsache in den Daten-Multiplets zum Ausdruckgebracht wird und/oder die Identität der anderen Netze in die Daten-Multiplets eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Mess- und Ereignisdaten und die dazu assoziierten Daten entweder direkt nach der Erfassung im Endgerät übertragen werden oder bei der nächstmöglichen Versorgung durch das Netz eines bestimmten Netzbetreibers erfolgt oder die Übertragung ereignisgesteuert erfolgt, derart dass sie zu bestimmten Zeiten oder bei geringer Netzbelastung oder bei einer durch den Nutzer etablierten Internetverbindung erfolgt, oder dass die Übertragung beim Feststellen des Roaming-Falls oder bei der Feststellung eines ausländischen Netzumfeldes unterbleibt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung und/oder die Registrierung eines Ereignisses durch den Kunden über die ESA initiiert wird, derart dass diese Messung oder Registrierung als von einem Kunden initiiert gekennzeichnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA Eichparameter erhält, die zur Korrektur zukünftiger Messungen zu verwenden sind.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA Daten zur Verfügung stellt und/oder auf der Netzseite Accounting-Daten eingerichtet sind, derart dass die Gebührenerfassung pro Messung, oder pro Übertragung von Daten zur DEE erfolgt oder unterbleibt, oder nur für die Teilnahme an dieser Netzerfassung entweder einmalige oder wiederkehrende Gutschriften auf ein Prepaid oder Postpaid-Account erfolgt oder Boni auf bestimmte Tarife gewährt werden, oder dass die Teilnahme an bestimmten Diensten privilegiert oder exklusive erfolgt, derart dass zu diesem Zweck nicht die Dateninhalte und weder Ort noch Zeit der Messungen oder Ereigniserfassungen mit der Identität von Endgerät und/oder der Identität des Kunden im Netz oder für den Netzbetreiber zugänglich gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA keine Identitätsdaten des Endgerätes oder des Kunden zusammen mit den Mess- und Ereignisdaten des Kunden versendet und/oder die DEE keine solchen Daten und auch keine Verbindungsdaten für die Übertragung der Daten-Multiplets speichert, und falls ein Erkennungskriterium für Daten-Multiplets, die aus unterschiedlichen Endgeräten stammen auch als solche zu erkennen, benötigt wird, wird eine Pseudo-Identität verwendet, derart dass sie aus sich selbst kein Rückschlüsse auf die Identität des Endgerätes oder des Kunden zulässt und als Teil der Daten-Multiplets diesen beigefügt an die DEE gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pseudo-Identität mit einem Zufallsgenerator erzeugt wird, derart dass die Zufallszahlen aus einem hinreichend großen Zahlenraum stammen, derart dass die Wahrscheinlichkeit dafür hinreichend gering ist, dass zweimal oder mehrmals die gleiche Zufallszahl unterschiedlichen Endgeräten zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die ESA die Zufallszahl für die Pseudo-Identität generiert oder dass die ESA die Zufallszahl von der AME erhält, derart dass die AME weder die Zufallszahl speichert noch sonstige Daten, die eine Assoziation mit der Zufallszahl ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA den GPS-Empfänger erst kurz vor oder nach einer Messung oder einer Serie von Messungen oder Ereigniserfassungen einschaltet, derart dass die geographischer Zuordnung zu Messung oder Ereignis noch hinreichend genau ist, und die Stromversorgung insbesondere bei Akkubetrieb nicht übermäßig durch den GPS-Empfänger belastet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA bei Anweisungen in einem bestimmten Gebiet zu messen, den GPS-Empfänger bis zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr einschaltet, derart dass die ESA in Abhängigkeit der aktuellen Position und der berechneten Entfernung zum Zielgebiet und unter Berücksichtigung der aktuellen Geschwindigkeit und/oder der Richtung der Bewegung und/oder der gemittelten Richtung der Bewegung und/oder der Durchschnittsgeschwindigkeit der vergangenen Zeitperiode, diesen Zeitpunkt ermittelt, derart dass der Nutzer zu diesem Zeitpunkt nur hinreichend nahe an das Zielgebiet gekommen sein wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA den GPS-Empfänger nicht ausschaltet, wenn er von anderen Applikationen verwendet wird, derart dass die ESA entweder vor dem Ausschalten auf dem Nutzer-Monitor die Liste der aktuellen Nutzer des GPS-Empfängers prüft und den GPS-Empfänger nur ausschaltet, wenn keine weiteren Nutzer aufgeführt sind, oder dass die ESA vor dem Einschalten des GPS-Empfängers prüft, ob der GPS-Empfänger bereits eingeschaltet ist, derart dass im Falle, in dem der GPS-Empfänger bereits eingeschaltet war, kein Ausschalten durch die ESA erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mittleren Abstandes und/oder die Abstandsverteilung zwischen den Kunden geographisch zugeordnet wird, derart dass die Verteilung aus den von den Endgeräten in der DEE eingetroffenen Daten ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA in einigen oder allen Endgeräten Messungen der GPS-Koordinaten mit oder ohne Feldstärkemessung zu bestimmten Zeitpunkten oder Serien von Zeitpunkten gleichzeitig oder quasigleichzeitig durchführt, derart dass die ESA entsprechende Steuerungsanweisungen in Realzeit oder vorausplanend über das Mobilnetz oder über lokale Netze von der Applikations-Management-Entität (AME) erhält und verwendet.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ESA auf Anforderung des Kunden oder durch Initiative des Netzbetreibers automatisch auf dem Endgerät installiert wird oder vom Hersteller des Endgerätes vorinstalliert ist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA von der DEE oder der AME aktiviert oder deaktiviert wird und entweder für den Nutzer unsichtbar arbeitet oder in der für den Nutzer zugänglichen Liste von Applikationen erscheint.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzer eine Anfrage aus über irgendein Netz initiiert, derart dass er Auskunft über einen oder mehrere dem aktuellen Standort oder einem anderen angegebenen Standort am nächsten gelegenen Zugangspunkte eines bestimmten Netzes oder eines Netzes mit bestimmten Eigenschaften erhält.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die ESA Informationen vorhält oder bezieht, derart dass der Nutzer bei dem Versuch bestimmte Dienste in Anspruch zu nehmen, darauf hingewiesen wird, dass diese an einem anderen Ort in Anspruch genommen werden können, derart dass der Ort oder die Orte mit oder ohne weitere Informationen über Zugangsvoraussetzungen und/oder kommerzielle Attribute und/oder technische Eigenschaften zur Unterstützung des angeforderten Dienstes genannt werden.