DE19920587C2 - Kombination von Meßwerten von Mobilstationen zur Erstellung und Aktualisierung der Funkfelddatenbank bei drahtlosen und mobilen Funknetzen - Google Patents
Kombination von Meßwerten von Mobilstationen zur Erstellung und Aktualisierung der Funkfelddatenbank bei drahtlosen und mobilen FunknetzenInfo
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Description
Für die Planung und den Betrieb von drahtlosen und zellularen Mobilfunknetzen ist eine ortsabhängi
ge Kenntnis der Empfangsverhältnisse von Mobilstationen nötig, um den Teinehmern eine angestrebte
Versorgungsgüte zu garantieren und die Funknetzinfrastrukturkosten zu minimieren. Typischerweise
werden Funkfeld-Prädiktionsdaten mittels empirischer und mathematischer Modelle gewonnen und
in Funkfelddatenbanken gespeichert. Diese Daten werden zum Beispiel für die Positionierung und
Ausrichtung von Basisstations-Antennen und die Bewertung von Empfangsbedingungen verwendet.
Die Berechnungsmethoden zur Vorhersage der Funkfelder in Mobilfunknetzen basieren auf Morpho
logiekarten und empirischen Modellen der Funkfeldausbreitung. Daher ist die Genauigkeit in derzei
tig verwendeten Prädiktionsdatenbanken oft nicht zufriedenstellend.
Das hier vorgestellte Verfahren erreicht eine Optimierung der Genauigkeit solcher Funkfelddaten
banken. In allen drahtlosen und zellularen Netzen werden während der Kommunikation die Emp
fangsverhältnisse an Basis- und Mobilstation gemessen. Diese Meßwerte können, sofern der Ort der
Mobilstation bekannt ist, für die Aktualisierung, oder sogar für das Erstellen von Funkfelddatenban
ken verwendet werden. Insbesondere wenn sich an einem spezifischen Ort wiederholt Mobilstationen
aufhalten und dort messen, kann so eine sichere Aussage über die Empfangsverhältnisse an diesem
Ort getroffen werden, vgl. dazu die WO 97/23 109 A1.
Auch außerhalb der Kommunikationsphasen messen Mobilstationen den Empfang der Abwärtsstrecke
und berücksichtigen dabei alle möglichen Nachbarbasisstationen. Diese Information kann zusammen
mit der Ortsinformation als Meßreport bei Bedarf der Basisstation übermittelt und zur Aktualisierung
der Funkfelddatenbanken verwendet werden.
Die dafür vorausgesetzte Lokalisierung (Ortung) von Mobilstationen kann mit beliebigen Techniken
geschehen. Welche gewählt wird, hat keinen Einfluß auf die hier diskutierte Methode der Optimierung
der Funkfelddatenbank.
Anhand der Morphologie sind die ortsabhängigen Faktoren von Modellen derzeitiger Techniken zur
Funkfeldprädiktion definiert, so daß aufgrund nicht genauer Kenntnis der Morphologie nur eine gro
be Schätzung der realen Empfangsfeldstärken möglich ist. Die Morphologie, also zum Beispiel die
Bebauung, ändert sich mit der Zeit. Zum Beispiel werden neue Gebäude oder Änderungen im Stra
ßenbau nicht sofort berücksichtigt.
Das ergibt ungenaue Funkfelddatenbanken, insbesondere für innerstädtische Gebiete mit hoher Be
bauungsdichte.
Die empirischen Modelle zur Bestimmung der ortsabhängigen Empfangsbedingungen sind ungenau
und für viele Anwendungen nicht ausreichend.
Auch ausstattungsbedingte Änderungen im Funkfeld, wie zum Beispiel der Ausfall oder die zeitweise
Abschattung einer Basisstation werden nicht berücksichtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Optimierung der
Genauigkeit von Funkfelddatenbanken zu erreichen.
Eine kontinuierliche, zum Beispiel periodische Aktualisierung der Funkfelddatenbanken wird durch
die Verwendung der gemessenen Empfangsbedingungen und der Ortsinformationen von Mobilstatio
nen erreicht. Diese Informationen werden aus den Massendaten von auf beliebige Weise lokalisierten
Mobilstationen erzeugt.
Dies beinhaltet auch die Lokalisierung von Mobilstationen ohne eigene Ortungseinrichtung außer
halb der Kommunikationsphasen. Für Mustererkennungsmethoden verwertbare Meßergebnisse, die
von Mobilstationen außerhalb der Kommunikationsphasen gespeichert werden, werden bei Bedarf
der Basisstation übermittelt. Die durch diese Meßdaten beschriebenen Muster werden mit bekannten
Mustern verglichen, so daß die Lokalisierung einer Mobilstation möglich wird.
Die Messungen werden für einen spezifischen Ort über eine geeignete Zeit gemittelt. Die Funkfeld
datenbank des Netzbetreibers wird mit den gemittelten Meßdaten aktualisiert.
Der Aufbau und die ständige Pflege der Funkfelddatenbank während und außerhalb der Kommunika
tion wird ermöglicht.
Eine grafische Darstellung zur Erhöhung der Versorgungsgüte wird durch das Verfahren erzeugt.
- 1. Die Messungen von Mobilstationen sind sehr genau (±3 dBm).
- 2. Es sind keine Meßgeräte und Meßfahrten zur Auffindung von Funkfeldlöchern, also Orten man gelhafter Empfangsverhältnisse nötig.
- 3. Die Dienstgüte im Funknetz wird aufgrund sicherer Funkfeldversorgungsdaten erhöht.
- 4. Die Netzplanung und das Netzmanagement werden verbessert.
- 5. Werden nur die schon vorhandenen Meßdaten während der Kommunikationsphasen genutzt, was völlig ausreichend für den angestrebten Zweck ist, dann wird das Spektrum nicht zusätzlich belastet und es sind keine Änderungen an den Mobilstationen nötig.
- 6. Der Aufwand an Funknetzinfrastrukturkomponenten zur Erzeugung einer angestrebten Versor gung und Dienstgüte kann optimiert werden.
- 7. Mobilstationen ohne eigene Ortungseinrichtung können während und außerhalb von Kommuni kationsphasen sicher geortet werden.
Claims (3)
1. Verfahren zum Aufbau und zur ständigen Pflege einer
Funkfelddatenbank durch Meßdaten, die während und/oder
außerhalb der Kommunikationsphase von Mobilstationen
aufgenommen werden, wobei die Mobilstationen Messungen des
Funkfelds im Zeitverlauf vornehmen, die verfügbaren Meßdaten
mit Ortungsinformation verknüpft werden und diese Informationen
in einem zur festen Funknetzinfrastruktur gehörenden
Netzelement ausgewertet werden, wobei
- - die Ortung der Mobilstationen auf Mustererkennungsverfahren beruht, wobei Meßfolgen einer Mobilstation als Muster interpretiert, bezüglich der Bewegungsgeschwindigkeit normalisiert und über Abstandsmaße mit der bestehenden Funkfelddatenbank verglichen werden, um den wahrscheinlichsten Aufenthaltsort der Mobilstation zu schätzen, und
- - die Mobilstationen die außerhalb der Kommunikationsphasen ermittelten Meßdaten bezüglich ihrer Eignung zur Ortung bewerten und nur solche Meßdaten abspeichern, die für die Ortung geeignet sind, d. h. charakteristische Folgen von guter Versorgung und Abschattung, und diese Meßdaten auf Abruf durch die Funknetzinfrastruktur bereitgehalten werden, um eine Ortung der Mobilstationen auch außerhalb der Kommunikationsphasen zu ermöglichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem geeigneten
Netzelement der Funknetzinfrastruktur aus gemittelten Meßwerten, die von einer Mobilstation
an eine Basisstation gesendet werden, Parameter der ortsabhängigen und frequenzspezifischen
Funkfeldänderungen aufgrund von Mehrwegeausbreitung der Funkwellen bestimmt werden und
anhand dieser Parameter unter Berücksichtigung des Zeitabstands für die Meßwerte die Bewe
gungsgeschwindigkeit der Mobilstation geschätzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Mo
bilstation spezifische Tageszeiten und erkannte Sequenzen von Aufenthaltsorten der Mobilsta
tion gespeichert werden, und daß diese Information für Vergleichszwecke herangezogen wird,
um die Sicherheit der Lokalisierung dieser Mobilstation zu erhöhen.
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