DE19533472C2 - Verfahren zur Ortszuordnung von Meßdaten ausgewählter Funkkenngrößen eines zellularen Funknetzes - Google Patents

Verfahren zur Ortszuordnung von Meßdaten ausgewählter Funkkenngrößen eines zellularen Funknetzes

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Description

In zellularen Funknetzen werden elementare Funktionalitäten in der Regel auf der Grundlage einer Vielzahl von Messungen der Endgeräte einerseits und der orts­ festen Sende- und Empfangseinrichtungen andererseits gesteuert. Insbesondere in Mobilfunknetzen, vorzugsweise nach dem GSM-Standard, betrifft dies z. B. das Weiterreichen von einer zur nächsten Zelle (handover) oder die Leistungsregulie­ rung von Endgerät und Basisstation (powercontrol). Grundlage zur Durchführung dieser Messungen sind dabei normalerweise die Luftschnittstelle sowie die netz­ seitige Schnittstelle der ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen. Im GSM System sind dies die standardisierte Luftschnittstelle Um und die netzseitige Schnittstelle Abis der als Sende- und Empfangseinrichtungen wirkenden Basissta­ tionen.
Gezielte Messungen des Netzbetreibers an diesen beiden Schnittstellen erlauben Aussagen zur Leistungsfähigkeit des Netzes; Optimierungen können eingeleitet und deren Erfolg durch wiederholte Messungen dokumentiert werden.
Zur Verdeutlichung des Standes der Technik sei dieser am speziellen Beispiel eines Mobilfunknetzes mit Basis- und Mobilstationen erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Bereich der Mobilfunknetze beschränkt, sondern wird für alle zellularen Funknetze beansprucht:
Die an der Luftschnittstelle erhaltenen Meßergebnisse liefern Informationen zur Downlink-Senderichtung (Basisstation → Mobilstation). Zur Durchführung von Messungen an der Luftschnittstelle werden vielfach mobile Versorgungsmeßsy­ steme eingesetzt, die zusätzlich eine Ortszuordnung der erhaltenen Meßwerte durch einen mitgeführten GPS (global positioning system) Empfänger ermögli­ chen.
Zum Stand der Technik wird auf Mathauer, Veit: Optimale Funkzellenplanung, in: DE-Z net, Jg. 46 (1992), Heft 6, S. 317-320 sowie auf Hatzold, Peter: Versor­ gungsmessungen in digitalen Mobilfunknetzen, in: DE-Z telekom praxis, Jg. 1995, Heft 4, S. 39-47 verwiesen.
Die Messungen erfordern in der Regel ein spezielles Meßfahrzeug und eigens geschul­ tes Personal zur Bedienung. Eine Nachverarbeitung der aufgezeichneten Meßda­ teien ermöglicht eine kartographische Darstellung der erhaltenen Meßergebnisse. Diese mit mobilen Versorgungsmeßsystemen durchgeführten Messungen an der Luftschnittstelle erfordern einen hohen Zeit-, Material- und Personaleinsatz. Bei vertretbarem Aufwand wird nur ein kleiner Bereich des Gesamtgebietes einer Zelle oder eines zu vermessenden Teilnetzes erfaßt. Die funktechnischen Eigen­ schaften des Mobilfunknetzes können nur stichprobenartig erhoben werden. Zu­ dem belasten die mit Versorgungsmeßsystemen durchgeführten Messungen durch zusätzliche Verkehrslast das Netz und entsprechend geringer ist die Zahl der verfügbaren Sprach- oder Datenkanäle für den Netzteilnehmerverkehr. Die an der Luftschnittstelle vorliegenden und mit einem Versorgungsmeßsystem aufge­ zeichneten Meßwerte beinhalten ausschließlich Informationen über die Downlink- Senderichtung, d. h. eine meßtechnische Bewertung der Funkübertragungsstrecke wird nur für die Senderichtung Basisstation H Mobilstation vorgenommen. Im üb­ rigen ist die genaue Ortszuordnung von der Verfügbarkeit des GPS Systems oder anderer Hilfssysteme zur Navigation abhängig.
Die Meßergebnisse an der netzseitigen Schnittstelle enthalten zusätzlich die auf die Uplink-Senderichtung (Mobilstation → Basisstation) bezogenen, von der Ba­ sisstation bereitgestellten Meßergebnisse. Messungen an der netzseitigen Schnittstelle lassen darüber hinaus durch die Aufzeichnung von Massendaten statistische Untersuchungen bezogen auf das Gebiet einer Funkzelle zu, da an ihr Meßwerte zu allen aktiven Teilnehmern innerhalb der Zelle während des Meßzeit­ raums aufgezeichnet werden können. Eine Ortszuordnung der Meßergebnisse ist jedoch lediglich auf die Aussage "Meßwerte innerhalb der betrachteten Funkzelle aufgetreten" beschränkt, eine exakte Ortszuordnung der Meßergebnisse ist nicht möglich. Die gewonnenen Meßergebnisse beziehen sich als Mittelwert auf die gesamte Versorgungsfläche der betrachteten Zelle. Für die an der netzseitigen Schnittstelle verfügbaren Massendaten sind z.Zt. keine statistischen Analysen bezogen auf einzelne Flächenelemente möglich, deren Ausdehnung wesentlich kleiner als der Versorgungsbereich der betrachteten Zelle ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ortszuordnung von Meßdaten ausgewählter Funkkenngrößen eines zellularen Funknetzes, insbesondere eines digitalen Mobilfunknetzes, vorzugsweise nach dem GSM-Standard, bereitzustel­ len, das die genannten Nachteile behebt. Ebenso ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Ortsermittlung in einem zellularen Funknetz bereitzustellen.
Die vorgenannte Aufgabenstellung wird gelöst durch die Merkmale, die in den Ansprüchen 1 und 7 angegeben sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht in vorteilhafter Weise den Einsatz mobi­ ler Versorgungsmeßsysteme in dem zu vermessenden Teilnetz entbehrlich, da die Erfassung der Meßdaten auf der netzseitigen Schnittstelle der ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen erfolgt. Durch die Anwendung eines Ortsermittlungs­ verfahrens ist eine Ortszuordnung der erfaßten Meßdaten möglich, wobei das Verfahren allein auf bestimmbaren Größen des Funknetzes beruht und ohne wei­ tere Ortsbestimmungseinrichtungen auskommt.
Es ist vorgesehen, daß die Messung zumindest eines Teils der Funkkenngrößen auf der Luftschnittstelle des zellularen Funknetzes erfolgt. Eine vorteilhafte Wei­ terbildung sieht hierzu vor, daß die Messungen der Funkkenngrößen durch ein mobiles Endgerät durchgeführt werden. Durch ein in Betrieb befindliches mobiles Endgerät werden in der Regel bei Normalbetrieb laufend gewisse Funkkenngrößen ermit­ telt. Diese bereits im Funknetz vorliegenden Informationen sowie mögliche weite­ re, vom Endgerät zu bestimmende Meßwerte von Funkkenngrößen, können somit als Eingangsgrößen eines Ortszuordnungsverfahrens genutzt werden. Ein zusätz­ licher Aufwand an Meßgeräten für auf der Luftschnittstelle zu ermittelnde Meßwer­ te entfällt.
Als aussagekräftige Funkkenngrößen können Sende- und/oder Empfangsparame­ ter von ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen und/oder von mobilen Endgeräten bestimmt werden. Hieraus lassen sich insbesondere Aussagen über Handover-Verhalten bzw. Leistungsregulierung im Netz treffen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Erfassung der Meß­ daten auf der netzseitigen Schnittstelle eine Analyse von Funkprotokollen sowie eine Selektierung von Funkverbindungen erfolgt. Die Meßdaten können weiter aus den ohnehin von Seiten der Netzteilnehmer bestehenden Funkverbindungen ge­ wonnen werden. Eine zusätzliche Verkehrslast im Funknetz wird durch dieses Verfahren zur Erfassung der Meßdaten vermieden und die im Netz vorliegende Informationen können effektiver zur Charakterisierung des Netzes genutzt wer­ den.
Beansprucht wird weiter ein Verfahren zur Ortsermittlung in einem zellularen Funknetz, das mindestens die Verfahrensschritte
  • - eine Ortseingrenzung durch Bestimmung von Signallaufzeiten in dem zellularen Funknetz,
  • - einen Vergleich von am zu ermittelnden Ort bestimmten Sendeparametern mindestens einer ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung mit einer Prädiktion der zu bestimmenden Sendeparameter
beinhaltet.
Ein solches Verfahren ist im Rahmen der beschriebenen Ortszuord­ nung von Meßwerten nach Anspruch 1 einsetzbar. Vorteilhaft ist hierbei, daß das Verfahren ausschließlich auf bestimmbaren Größen des zellularen Funknetzes beruht. Zusätzliche Einrichtungen wie GPS-Empfänger o. ä. werden für eine Ortsermittlung nicht benötigt. Somit bietet die Erfindung eine einfache und da­ durch in der Regel kostengünstige Lösung zur Ortsermittlung.
In einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Signallaufzei­ ten zu dem zu ermittelnden Ort und/oder die Sendeparameter am zu ermittelnden Ort des zellularen Funknetzes bestimmt. Dafür kann insbesondere vorgesehen werden, daß die Bestimmung durch ein Endgerät des zellularen Funknetzes er­ folgt, was wiederum einen weiteren Aufwand an Meßgerät entbehrlich macht. Für eine ständige Aktualisierung der Meßwerte kann die Bestimmung fortlaufend in äquidistanten Zeitschritten erfolgen.
Vorteilhaft ist, als Sendeparameter die jeweiligen Empfangsleistungen am zu er­ mittelnden Ort für diejenigen ortsfesten Sende- und Empfangsstationen, die für den zu ermittelnden Ort betrachtet werden, zu bestimmen. Da gerade diese Werte normalerweise ohnehin laufend durch Endgeräte des Funknetzes bestimmt wer­ den, ist praktisch kein zusätzlicher Aufwand nötig.
Um eine möglichst detaillierte Prädiktion der Sendeparameter zu erhalten, ist vor­ gesehen, daß die Prädiktion für jedes Flächenelement des zu betrachtenden Ge­ bietes durchgeführt wird. Die Größe der Flächenelemente ist dabei jeweils vom Netzbetreiber vorgebbar.
Als betrachtet Signallaufzeiten lassen sich die Laufzeiten der Sendesignale zwi­ schen mindestens einer ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung und einem Endgerät heranziehen, die ebenfalls als Information in der Regel dem Netz bereits vorliegen oder zumindest leicht zugänglich sind.
Ausgehend von den bestimmten Signallaufzeiten ist einer von mehreren Ortser­ mittlungsschritten durchführbar. Dabei läßt sich der zu bestimmende Ort im Funk­ netz normalerweise bereits jeweils auf einen Kreisring (bedingt durch eine gewis­ se Unsicherheit der Laufzeiten) um jede betrachtete Sende- und Empfangseinrich­ tung eingrenzen.
Weiter kann aus einem Vergleich der bestimmten Sendeparameter mit der Prä­ diktion der zu bestimmenden Sendeparameter ein Ortsermittlungsschritt stattfin­ den. So ist bei guter Übereinstimmung von gemessenen Werten für Sendepara­ meter mit den prädizierten Werten eines Flächenelements die Wahrscheinlichkeit hoch, daß die gemessenen Werte in eben diesem Flächenenlement gemessen wurden. Für quantitative Aussagen über die Vergleichsergebnisse bietet sich an, dem Vergleich eine Berechnung der Korrelation der bestimmten Sendeparameter mit der Prädiktion der Sendeparameter zugrundezulegen.
Für eine ausreichende Genauigkeit der Ortsermittlung ist die Kombination mehre­ rer Ortsermittlungsschritte vorgesehen, wobei mindestens die beiden hier be­ schriebenen Schritte Anwendung finden. Schließlich können zur Verfeinerung der Ortsermittlung weitere Schritte vorgesehen sein, wie Interpolationsverfahren bei der Prädiktion der Sendeparameter und/oder zeitliche Mittelung der für jeden Zeit­ schritt ermittelten Ortsposition.
Ein spezielles Beispiel wird anhand der folgenden Beschreibung sowie der Fig. 1 und 2 unter Betrachtung eines Mobilfunknetzes nach dem GSM-Standard erläutert. Es zeigt:
Fig. 1: Darstellung der Ortsermittlung in einem Teilbereich des zellularen Funknet­ zes,
Fig. 2: Schematischer Ablauf des Ortszuordnungsverfahrens.
Innerhalb eines Mobilfunknetzes nach GSM (d. h. in Deutschland die Mobilfunk­ netze D1, D2 und E) mißt jede Mobilstation während einer bestehenden Verbin­ dung u. a. die Empfangsleistungen am Empfangsort 24 der versorgenden Basisstation 20 und der maximal sechs stärksten Nachbar-Basisstationen 21, 22, 23. Zur eindeu­ tigen Zuordnung der gemessenen Empfangsleistung zu einer bestimmten Nach­ barstation wird die gemessene Empfangsleistung mit der BCCH (broadcast chan­ nel) Frequenz - kodiert als ganze Zahl im Bereich 0 bis 127 - und der BSIC (base station identification code) - ganze Zahl im Bereich 0 bis 31 - versehen. Für die Server-Basisstation 20 wird zusätzlich der TA (timing advance) Wert und die ak­ tuelle Leistungsreduktionsstufe der versorgenden Basisstation 20 ermittelt. Neben ande­ ren werden diese Meßergebnisse an die versorgende Basisstation 20 übertragen (Downlink Daten) und liegen dann auch an der Abis Schnittstelle der versorgenden Basisstation 20 vor. Die Empfangsleistungen werden dabei als RXLEV Werte ge­ mäß GSM als ganze Zahl im Bereich 0 bis 63 repräsentiert und übertragen.
Auf der Grundlage dieser sowie weiterer Messungen werden basisstationsseitig Entscheidungen über eine vorzunehmende Leistungsreduzierung (powercontrol) oder das Weiterreichen an eine andere Basisstation (handover) getroffen. Neue, aktualisierte Meßwerte fallen dabei im zeitlichen Abstand von 480 msec an. Für jeden Zeitschritt i, i = 0, 1, 2,. . .,E, werden nun die am Empfangsort 24 gemessenen Empfangsleistungen zu einem Vektor (i.T), T = 480 msec, mit den Komponen­ ten mn(i), n = 0, 1, 2,. .,N, zusammengefaßt. Vereinbarungsgemäß repräsentiert die Vektorkomponente m0(i) die um die basisstationsseitig eingestellte Leistungsre­ duktionsstufe korrigierte Empfangsleistung der versorgenden Basisstation 20; d. h. im folgenden wird die Empfangsleistung betrachtet und weiterverarbeitet, die sich am Empfangsort 24 ergäbe, wenn die versorgende Basisstation 20 mit maximal möglicher Ausgangsleistung senden würde.
Die Vektorkomponenten mn(i) für n = 1, 2, 3,. .,N berücksichtigen die momentanen Empfangsleistungen der Nachbarzellen. Aus der in die betrachtete Basisstation eingebrachten Nachbarschaftsliste, in der alle Nachbarstationen 21, 22, 23 inklu­ sive ihrer BSIC und BCCH Frequenz eingetragen sind, ergibt sich die Festlegung welche Komponente n, n = 1, 2, 3,. .,N, welche Basisstation repräsentiert. Nach GSM ist die maximale Anzahl von Nachbarzellen auf N=32 festgelegt.
Da die Mobilstation für jeden Zeitschritt die Empfangsleistungen für maximal 6 Nachbarstationen ermittelt, werden maximal 7 Komponenten (1 Komponente für Server-, max. 6 für Nachbar-Stationen) des Vektors (i.T) pro Zeitschritt i aktua­ lisiert. Für die Nachbarstationen 21, 22, 23 der Nachbarschaftsliste, für die im ak­ tuellen Zeitschritt keine Meßwerte der Empfangsleistung am Ort 24 der Mobilstati­ on vorliegen, wird die entsprechende Komponente des Vektors (i.T) zu Null gesetzt.
Durch Anwendung dieser Vorgehensweise werden die Vektoren (i.T) für jeden Zeitschritt i, i = 0, 1, 2,. . .,E, vom Beginn (i=0) bis zum Ende (i=E) ermittelt und fort­ laufend in eine im folgenden als Meßvektordatei bezeichneten Datei gespeichert. Bei Bedarf werden die einzelnen Meßvektoren um weitere Meßergebnisse, die für den dem Meßvektor zugrunde liegenden Zeitschritt an Abis vorliegen, ergänzt und stehen somit ebenfalls für die weitere Verarbeitung zur Verfügung. Beispiele wei­ terer Meßgrößen sind die aktuellen RXQUAL Werte für Up- und Downlinkrichtung, MS- und BS-Reduktionstufe, usw. oder Signalisierungsereignisse.
Unabhängig von der beschriebenen Aufbereitung der Meßwerte der Schnittstelle Abis und fortlaufenden Speicherung derselben in der Meßvektordatei erfolgt die Erzeugung einer im folgenden als Prädiktionsvektordatei bezeichneten Datei. Zur Erzeugung dieser Datei wird ausgehend von einem softwaregestützten Pla­ nungswerkzeug eine Prädiktion der zu erwartenden Empfangsleistungen für jedes Flächenelement 26 eines vordefinierten Rasters 25 innerhalb des betrachteten Zellgebietes zuzüglich eines Randstreifens, der das Zellgebiet umschließt, vorge­ nommen. Dabei wird die Prädiktion der zu erwartenden Empfangsleistungen (Medianwerte) für jedes Flächenelement 26 sowohl für die versorgende Basisstation 20, als auch für alle Nachbarstationen 21, 22, 23 entsprechend der Nachbarschaftsli­ ste durchgeführt.
Die für jedes Flächenelement 26 ermittelten Prädiktionswerte werden unter Anga­ be der Koordinatenlage des Flächenelementes 26 als Vektoren (x,y) fortlaufend in einer Datei, der Prädiktionsvektordatei, abgespeichert. Die Vektorkomponenten pn(x,y) für n= 0, 1, 2, 3,. . .,N repräsentieren dabei die Medianwerte der als RXLEV Werte dargestellten Empfangsleistungen am Ort (x,y) der versorgenden Basisstation und Nachbar­ basisstationen 20, 21, 22, 23. Die Ausdehnung eines Flächenelementes 26 be­ trägt dabei für ein typisches softwaregestützten Planungswerkzeug 5''×5'' (bezogen auf die Breitengradlage der Bundesrepublik entspricht dies einer Aus­ dehnung von ca. 100 m × 150 m).
Ausgehend von den beiden nun zur Verfügung stehenden Dateien, Meßvektor- und Prädiktionsvektordatei, wird die Ortszuordnung vorgenommen. Beginnend mit dem ersten Meßvektor (i=0) der Meßvektordatei wird aus dem TA Wert ein Kreis­ ring 27 um die versorgende Basisstation bestimmt, innerhalb dessen der zu diesem Meßvektor gehörige Ort liegt. Unter Berücksichtigung der Genauigkeit der TA Messung ist der Kreisring 27 durch einen äußeren Kreis mit Radius Ra(i) und ei­ nen inneren Kreis mit Radius Ri(i) um den Ort der versorgenden Basisstation festgelegt. In Fig. 1 ist schematisch der Versorgungsbereich und die sich durch ein bestimmtes TA ergebenden Kreise mit den Radien Ra und Ri dargestellt. Für alle Flächenele­ mente 26 der Prädiktionsvektordatei innerhalb dieses Kreisrings 27 wird als Ähn­ lichkeitsmaß zwischen Prädiktionsvektor und Meßvektor zum Zeitpunkt i der Kor­ relationskoeffizient
für Ri(i)2≦(x2+y2)≦Ra(i)2
mit
(2) Ri(i) = (TA(i) - 1).553 m Ra(i) = (TA(i) + 2).553 m,
wobei ferner
(3) ρ(x,y,i)∈[-1;1]
gilt, berechnet. Hierin bezeichnet p(x,y) den Mittelwert der prädizierten Emp­ fangsleistungen über die versorgende Basisstation und alle Nachbarbasisstationen 20, 21, 22, 23 am Ort (x, y); d. h. es gilt
äquivalent bezeichnet m(i) den Mittelwert aller im Zeitschritt i gemessenen Emp­ fangsleistungen, also
Sind für alle Flächenelemente 26 mit den Ortslagen (x,y) innerhalb des durch Ra(i) und Ri(i) gegebenen Kreisrings 27 mit Ri(i)2≦(x2+y2)≦Ra(i)2 die Korrelationskoeffizi­ enten ρ(x,y,i) gemäß Gleichungen (1) bis (5) berechnet, so wird dem Meßvektor (i.T) im Zeitschritt i der Ort (x,y) zugewiesen, für den der Betrag des entspre­ chenden Korrelationskoeffizienten |ρ| aus der Menge aller für diesen Zeitschritt berechneten Korrelationskoeffizienten maximal ist. Diese Zuordnung folgt aus der Tatsache heraus, daß der Prädiktionsvektor mit dem betragsmäßig höchsten Kor­ relationskoeffizienten, die größte Ähnlichkeit mit dem entsprechenden Meßvektor aufweist. Somit ist der Meßvektor mit größter Wahrscheinlichkeit aus dem dem entsprechenden Prädiktionsvektor zugeordneten Flächenelement 26 hervorge­ gangen.
Durch wiederholte Anwendung der zuvor beschriebenen Schritte für alle Meßvek­ toren (i.T) aller Zeitschritte i erhält man die gewünschte Ortszuordnung für je­ den Meßvektor eines Rufes.
Aufgrund der begrenzten Meßgenauigkeit bei der Messung der Empfangsleistun­ gen durch die Mobilstation einerseits und der Prädiktion bezogen auf Flächenele­ mente 26 endlicher Ausdehnung (Medianwerte) bzw. Prädiktionsfehlern anderer­ seits ergeben sich Fehler bei der so vorgenommenen Ortszuordnung, die sich als Streuung zeitlich aufeinander folgender prädizierter Orte um den wahren Ort her­ um bemerkbar machen. Zur Verfeinerung der Ortszuordnung nach dem beschrie­ benen neuen Verfahren bieten sich deshalb weitere Modifikationen an:
  • - Anwendung von Interpolationsverfahren bei der Generierung der Prädiktionsvektordatei zur Gewinnung einer verfeinerten Ortsauflösung der Prädiktionsvektoren.
  • - Zusammenfassen zeitlich aufeinander folgender, prädizierter Orte zu einem "mittleren" Ort: z. B. gleitende Mittelwertbildung in x- und y- Richtung, adaptive Tiefpaßfilterverfahren oder Medianfilterung mit oder ohne Gewichtung durch die jeweilig ermittelten Korrelationskoeffizienten.
Daneben kann durch eine stärkere Gewichtung hoher Empfangsleistungen bzw. hoher Prädiktionsleistungen in Gleichung (1) der Einfluß von Prädiktionsfehlern vermindert werden. Dies ergibt sich daraus, daß kleine Empfangsleistungen übli­ cherweise auf Ausbreitungspfade mit vielen Beugungs- und Reflexionspunkten zurück zu führen sind, deren einzelne Modellierungsfehler sich zu einem Ge­ samtprädiktionsfehler addieren. Hohe prädizierte Empfangsleistungen gehen in der Regel auf Ausbreitungspfade mit einigen wenigen Beugungs- und Reflexionspunk­ ten zurück, so daß eine geringere Anzahl von Einzelfehlern in den Gesamtprädik­ tionsfehler eingeht.
Durchführung der Ortszuordnung
Die Durchführung der Ortszuordnung mit dem neuen Verfahren ist in Fig. 2 sche­ matisch dargestellt.
Die an der Schnittstelle Abis 1 vorliegenden Meßwerte werden mit einem Protokoll­ analyzer 2 aufgezeichnet und für einen gewünschten Betrachtungszeitraum in einer Datei 3 gespeichert. Aus dieser Datei werden ein oder mehrere Rufe mit einem Softwarewerkzeug 4 selektiert und sortiert in die Meßvektordatei 5 ausge­ geben.
Aus dem OMC (Operation and Maintenance Controller) 6 wird die Nachbar­ schaftsliste der versorgenden Basisstation 20 ermittelt und in einer Datei 7 abgelegt. Mit Hilfe der Nachbarschaftsliste 7, den Standort- und Stationsdaten 8 sowie Höhen- und Landnutzungsdaten 9 werden mit einem Feldstärkeprädiktionswerkzeug 10 die Prädiktionsdateien 11, die die prädizierten Empfangsleistungen für versorgende und Nachbar-Stationen 20, 21, 22, 23 für jedes Flächenelement 26 im betrachte­ ten Gebiet enthalten, erzeugt. In einem softwaregestützten Verfahrensschritt 12 werden die einzelnen Prädiktionsdateien 11 gemäß der Nachbarschaftsliste 7 zur Prädiktionsvektordatei 13 zusammengefaßt.
Ausgehend von der nun zur Verfügung stehenden Meßvektordatei 5 und der Prä­ diktionsvektordatei 13 werden mit einem Softwarewerkzeug 14 den einzelnen Meßvektoren der Meßvektordatei 5 Orte zugewiesen. Die Ortszuordnung erfolgt für jeden Meßvektor gemäß dem oben beschriebenen Verfahren. Nach erfolgten Ortszuordnung werden die Meßvektoren ergänzt um die Orte in einer Datei 15 gespeichert.
Ausgehend von dieser Datei kann eine kartographische Visualisierung der Er­ gebnisse mit einem softwaregestützten Visualisierungswerkzeug 16 erfolgen. Günstigerweise kann als softwaregestütztes Visualisierungswerkzeug 16 wieder ein softwaregestütztes Planungswerkzeug verwendet werden, da hier die benötig­ te Graphikfunktionalität inklusive weiterer Hintergrunddaten (z. B. digitalisierte Landkarten, Höhendaten, usw.) zur Verfügung steht.
Weitere Anwendungen entstehen durch mehrmalige Anwendung des beschriebe­ nen Verfahrens. Beispielsweise können Statistikzähler auf einzelne Flächenele­ mente angewandt werden, um z. B. Problembereiche bei der Versorgung genau zu lokalisieren. Weiter können Orte hoher Verkehrslast dadurch ausgewiesen wer­ den, daß eine Häufung von Ortszuordnungen auf bestimmte Flächenelemente 26 auftritt.
Eine weitere Anwendung des neuen Verfahrens ergibt sich, wenn zeitgleich nicht nur eine Ortszuordnung der Abis Daten einer versorgenden Basisstation 20 in der be­ schriebenen Art erfolgt, sondern die beschriebene Ortszuordnung auch für eine oder mehrere Nachbarstationen 21, 22, 23 durchgeführt wird. Eine Untersuchung von Handoveralgorithmen wird ermöglicht und die wirksamen Zellgrenzen können ermittelt werden.

Claims (18)

1. Verfahren zur Ortszuordnung von Meßdaten ausgewählter Funkkenngrößen eines zellularen Funknetzes mit mindestens mehreren ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erfassung der Meßdaten auf der netzseitigen Schnittstelle der ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen erfolgt und
daß die Ortszuordnung der Meßdaten mittels eines Ortsermittlungsverfahrens er­ folgt, das folgende Verfahrensschritte beinhaltet
  • - eine Ortseingrenzung durch Bestimmung von Signallaufzeiten in dem zellularen Funknetz,
  • - einen Vergleich von endgeräteseitig bestimmten Sendeparametern mindestens einer ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung mit einer Prädiktion der zu be­ stimmenden Sendeparameter.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen zumindest eines Teils der Funkkenngrößen auf der Luft­ schnittstelle des zellularen Funknetzes erfolgen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen zumindest eines Teils der Funkkenngrößen durch ein mobiles Endgerät des zellularen Funknetzes durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ausgewählte Funkkenngrößen Sende- und/oder Empfangsparameter von ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen und/oder von mobilen Endgeräten des zellularen Funknetzes bestimmt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Meßdaten auf der netzseitigen Schnittstelle eine Analyse von Funkprotokollen sowie eine Selektierung von Funkverbindungen erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten aus Funkverbindungen der Teilnehmer des zellularen Funknet­ zes entnommen werden.
7. Verfahren zur Ortsermittlung in einem zellularen Funknetz mit mindestens meh­ reren ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ortsermittlungsverfahren mindestens folgende Verfahrensschritte bein­ haltet
  • - eine Ortseingrenzung durch Bestimmung von Signallaufzeiten in dem zellularen Funknetz,
  • - einen Vergleich von am zu ermittelnden Ort bestimmten Sendeparametern min­ destens einer ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung mit einer Prädiktion der zu bestimmenden Sendeparameter.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bestimmung der Signallaufzeiten zu dem zu ermittelnden Ort und/oder der Sendeparameter am zu ermittelnden Ort des zellularen Funknetzes durchge­ führt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signallaufzeiten und/oder die Sendeparameter durch ein Endgerät des zellularen Mobilfunknetzes bestimmt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Bestimmung von Signallaufzeiten und/oder die Bestimmung von Sendeparametern fortlaufend in äquidistanten Zeitschriften erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sendeparameter die jeweiligen Empfangsleistungen am zu ermittelnden Ort der für diesen Ort betrachteten ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen bestimmt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prädiktion der Sendeparameter für jedes Flächenelement des zu betrach­ tenden Gebietes des zellularen Funknetzes durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Signallaufzeiten die Laufzeiten der Sendesignale zwischen mindestens einer ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung und einem Endgerät am zu ermittelnden Ort des zellularen Funknetzes bestimmt werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von den bestimmten Signallaufzeiten einer von mehreren Ortsermittlungsschritten für den zu ermittelnden Ort durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleich der bestimmten Sendeparameter mit der Prädiktion der zu be­ stimmenden Sendeparameter erfolgt und ausgehend von dem Vergleichsergebnis einer von mehreren Ortsermittlungsschritten durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich auf der Berechnung der Korrelation der bestimmten Sendepa­ rameter mit der Prädiktion der Sendeparameter beruht.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Schritt zur Verfeinerung der Ortsermittlung vorgese­ hen ist, insbesondere basierend auf Interpolationsverfahren bei der Prädiktion der Sendeparameter und/oder auf zeitlicher Mittelung der ermittelten Ortspositionen.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zellulare Funknetz ein digitales Mobilfunknetz, vorzugsweise nach dem GSM-Standard, ist.
DE19533472A 1995-09-12 1995-09-12 Verfahren zur Ortszuordnung von Meßdaten ausgewählter Funkkenngrößen eines zellularen Funknetzes Expired - Lifetime DE19533472C2 (de)

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