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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System
und Verfahren zum Erhalten von Optimierungsdaten für ein existierendes zellulares
Kommunikationsnetz der ersten oder zweiten Generation. Die Erfindung
befasst sich im Besonderen, aber nicht ausschließlich, mit einem Erhalten von
Radiofrequenz(RF)-Optimierungsdaten für GSM (zellulares Mobilkommunikationssystem
der zweiten Generation)-Zellen, um eine Änderung eines Frequenzplans
zu unterstützen,
um die Systemfunktion zu verbessern und vorzugsweise zu optimieren.
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Zusammenfassung des Standes
der Technik
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Zellulare
Kommunikationssysteme stellen Anwendern des Systems aufgrund ihrer
Anwendung von Radiofrequenzressourcen als den Informationsträger Mobilität zur Verfügung. Mit
einem bestimmten System, das eine spezifische Luftschnitt stellenumgebung
betreibt, darf die Anwenderausrüstung
(abwechselnd als eine Teilnehmereinheit bezeichnet) im Allgemeinen
zwischen versorgenden Basisstationen, die die Luftschnittstelle
unterstützen,
wechseln, wobei die versorgende Basisstation eine Schnittstelle
in andere Kommunikationsdomänen,
wie zum Beispiel existierende Wireline-Sprachtelefoniesysteme oder Internetanwendungen,
zur Verfügung
stellt. Hinsichtlich eines Handoffs eines aktuellen Anrufes, der
eine Teilnehmereinheit einbezieht, basiert der Entscheidungsprozess
im Allgemeinen auf Verbindungsqualitätsmetriken (wie zum Beispiel
empfangenes Signal-Stärkenanzeigen
(RSSI), Bitfehlerrate (BER) oder Rahmenlöschungsrate (FER), obwohl in
bestimmten Fällen
die begrenzte und absolute Handhabungskapazität einer Zelle gewährleisten
kann, dass der Anruf durch eine Basisstation in einer angrenzenden
Zelle versorgt werden kann. Ein Versorgen einer Teilnehmereinheit
durch eine relativ ferne Basisstation (ob während der Einrichtung eines
Anrufes oder während
einer aktuellen Anrufsituation) kann natürlich zu einer minderwertigen
Verbindung führen,
es kann aber, vorausgesetzt eine Störungsumgebung für die Zelle
oder das System wird nicht nachteilig beeinflusst, wünschenswert
sein, dass der Dienstanbieter eher einen begrenzten Dienst als überhaupt
keinen Dienst zur Verfügung
stellt.
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Leider
ist die Bandbreite, im Besonderen in dem Sinne einer Bandbreitenzuordnung
zu einem bestimmten Zellularfunkdienst, wie zum Beispiel GSM, begrenzt.
Weiterhin streben Dienstanbieter, angesichts des Hauptgesichtspunktes
des Lieferns einer Basisstationsinfrastruktur und des Erhaltens von
Betriebslizenzen, notwendiger Weise danach, jedes letzte Erlang
von Kapazität
aus dem zugeordneten Frequenzspekt rum zu extrahieren. Folglich haben
zellulare Systeme Mehrfachzugriffsverfahren entwickelt, um das begrenzte
Frequenzspektrum optimal zu verwenden. Mehrfachzugriffsverfahren
erlauben gleichzeitige Übertragungen
von mehreren mobilen Teilnehmereinheiten an eine einzelne Basisstation über eine
Mehrzahl von Kommunikationskanälen.
Einige Beispiele für
Mehrfachzugriffsverfahren sind Frequenzmehrfachzugriffsverfahren
(FDMA), Zeitmultiplexverfahren (TDM), Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex
(TDMA) und CDMA-Verfahren. Ein CDMA-artiges System setzt Spreizspektrumsignalisieren
ein.
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Bezugnehmend
auf GSM-artige Systeme ist gefunden worden, dass eine Frequenzwiederverwendung
zwischen Zellen und/oder Abschnitten von Zellen einen effizienten
Mechanismus eines Verwendens der verfügbaren Bandbreite zur Verfügung stellt.
Frequenzwiederverwendungsmuster sind eingerichtet, um eine Gleichkanal-
und Nachbarkanalstörung
zwischen benachbarten Zellen oder Abschnitten zu vermeiden. Das
Konzept einer Frequenzwiederverwendung hat außerdem Schirmzellen ("umbrella cells") hervorgebracht,
die kleinere Mikro- oder Picozellen überlagern, die mit verschiedenen Frequenzmustern
arbeiten. In allen Fällen
ist eine Leistungssteuerung wichtig, weil eine unnötige Energie
in einem Träger
die Wahrscheinlichkeit einer Störung
erhöht.
Folglich verfügen
Zellen über
einen Nenngrenzbereich (definiert durch BER oder RSSI), in dem normalerweise
ein Handoff an eine angrenzende Basisstation initiiert wird.
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GSM
arbeitet, um einer Teilnehmereinheit während eines Anrufes eine Liste
von Nachbarn (die BA-Liste) zur Verfügung zu stellen, wobei die
BA-Liste durch die Teilnehmereinheit für ein durch eine Mobileinheit
gestütztes
Handover (MAHO) verwendet wird. Im Wesentlichen überwacht die Teilnehmereinheit
die Signalqualität
von Basisstationsübertragungen
(typischerweise den Rundfunksteuerkanal, BCCH) und meldet ihre Befunde
an ihre Versorgungsbasisstationssteuerung (BSC) für eine Interpretation
durch, im Allgemeinen, eine Funkvermittlungsstelle (MSC), die für die betriebsbedingte
Steuerung einer Mehrzahl von Basisstationsteilsystemen (BSSs) verantwortlich
ist. GSM ist jedoch frei von jeder einfachen Fähigkeit, spezifische Standortinformationen
bezüglich
der Teilnehmereinheit zur Verfügung
zu stellen, außer
für den
wahrscheinlichen Zellenstandort.
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Es
ist klar, dass Dienstanbieter danach streben eine Funknetzoptimierung
zur Verfügung
zu stellen, das heißt,
die Zahl von Teilnehmern pro Megahertz (MHz) des Spektrums zu maximieren.
Während Dienstanbieter
vor einem Systemeinsatz einen idealistischen Frequenzplan für ein Netzwerk
erzeugen können,
berücksichtigen
oder geben solche idealistischen Pläne in diesem Zusammenhang selten
die reale Situation oder die Änderungen
wider, die in einem bestimmten geographischen Versorgungsbereich, wie
zum Beispiel einer Zelle, angetroffen werden können. Um GSM-Optimierungsdaten
abzuleiten, um die betriebsbedingte Funktion eines eingesetzten Systems
zu justieren, um Änderungen
der Umgebung zu adressieren, sind daher Dienstanbieter derzeit entweder
auf die Verwendung von Prüfmobileinheiten,
um eine "Fahrprüfoptimierung" zu unterstützen, oder
eines intelligenten Optimierungssystems (IOS), das statistische
Analysen unterstützt,
angewiesen. Um eine Funknetzoptimierung vorzunehmen, muss ein Dienstanbieter
leider häufig
Messungsmetriken gewinnen, die eine Radiofrequenz(RF)-Versorgung
und somit eine Systemfunktion widerspiegeln, wobei die Messungsmetri ken
idealer Weise auf einer regelmäßigen und
umfassenden Basis in einem interessierenden geographischen Versorgungsbereich
und vorzugsweise in dem ganzen Netzwerk ausgeführt werden sollten.
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Änderungen
in der Systemfunktion können als
eine Folge einer Änderung
in der Geographie (wie zum Beispiel durch die Errichtung eines neuen
Gebäudes),
dem Einsatz einer neuen Zellenseite (wie zum Beispiel einer Mikrozelle),
oder einfach einer Änderung
in Umgebungsbedingungen aufgrund jahreszeitlicher Variationen des
Baumblattwertes auftreten. Tatsächlich
ist es für
einen Dienstanbieter im Allgemeinen wünschenswert, sich über alle
Faktoren bewusst zu sein, die eine optimale Verwendung der zugeordneten
und begrenzten Funkbandbreite beeinflussen können. Wenn der Dienstanbieter über genaue
Daten verfügt,
die Funknetzfunktionen betreffen, dann ist eine Auflösung von
Netzwerkproblemen tatsächlich
sehr vereinfacht. Wenn zum Beispiel der Dienstanbieter weiß, dass
an einem bestimmten Standort (bekannt als "Hot-Spot") ein übermäßiger Bedarf
an Bandbreite auftritt, dann kann der Dienstanbieter handeln, um
das Problem durch ein Neu-Konfigurieren des Netzwerkes zu beheben,
wie zum Beispiel durch Einführen
einer neuen Basistransceiverstation, um wirksam eine neue Zelle
zu erzeugen.
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In
einer Fahrprüfoptimierung
wird eine Prüfmobileinrichtung
im Wesentlichen durch den interessierenden geographischen Versorgungsbereich
gefahren, um eine Ausbreitung und Systemfunktionen unter realen
Bedingungen zu erfahren. Die Mobileinrichtung ist konfiguriert,
um geeignete Funktionsmetriken, wie zum Beispiel RSSI und BER, für identifizierte
Standorte zu messen, wobei die Funktionsmetriken von individuellen
Standorten dann auf einem zusammengesetzten Versorgungsplan zur
Anzeige auf einer graphischen Benutzerschnittstelle (GUI) abgebildet
werden. Dieses Verfahren erfordert offensichtlich spezifisch ausgerüstete Fahrzeuge
und geschultes technisches Personal, um Daten erfassend entlang
spezifischer Routen in dem Netzwerkversorgungsbereich zu fahren.
Somit umfasst eine Fahrprüfoptimierung
beträchtliche
finanzielle Kosten und ist in jedem Fall äußerst zeitaufwendig. Eine Fahrprüfoptimierung
ist daher im Allgemeinen auf eine Ortung spezifischer Netzwerkfehler
beschränkt.
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Da
die Mehrzahl von in städtischen
Umgebungen auftretenden Hot-Spots über langsame verkehrsreiche
Verkehrswege verfügt,
stellen weder eine Fahrprüfoptimierung
noch IOS einen effektiven Mechanismus zum Erfassen von Systemfunktionsdaten
zur Verfügung.
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Es
wird auf IOS Bezug genommen, dieser statistische Ansatz erfordert
einen Einsatz des Systems für,
sagen wir, eine Woche oder so, um einen neuen Frequenzplan für den geographischen
Bereich zu erzeugen. IOS basiert wiederum auf einem manuellen Prozess,
der ein kompetentes und geschultes Personal einbezieht. IOS erfasst
Luftschnittstellenmessungen in einem GSM und führt eine statistische Analyse
aus, um statistische Träger-Interferenz(C/I)-Matrizen
für individuelle
Zellenpläne
zu erzeugen. Ausbreitungsbedingungen, die durch Teilnehmereinheiten
erfahren werden, die mit der statistischen Abschätzung befasst sind, resultieren
in Messungsberichten, die einen empfangenen Pegel (RX_Lev), einen
Timing-Vorlauf (und somit einen groben Hinweis auf eine Entfernung),
RX_Lev von BA-Listen-Nachbarn und eine Zellenidentifikation widerspiegeln.
Leider sind in GSM-Messungen, wie zum Beispiel Timing-Vorlauf, aufgrund zum
Beispiel einer Mehrwegeausbreitungsumgebung, nicht besonders genau.
Obwohl IOS eine genaue Gesamtfunktionszusammenfassung für besuchte
Zellen zur Verfügung
stellt, ist der Mechanismus hinsichtlich seiner Kapazität, spezifische
Standorte in einer Zelle zu identifizieren, wo Netzwerkfunktionen
beeinträchtigt
sind, leider begrenzt. Mit anderen Worten, IOS ist nicht in der
Lage, einen definitiven Hinweis auf den Standort eines Hot-Spots
zur Verfügung
zu stellen, aber IOS kann einen Hinweis auf die Existenz des Problems,
das heißt,
die Identifikation der Zelle, zur Verfügung stellen. Folglich sind
Frequenzplaner fleißig
und mühselig
damit beschäftigt,
eine Funknetzoptimierung nur ausgestattet mit statistischen Informationen
und Verordnungsübersichtskarten,
Gebäudeplänen und
der gleichen abzuschätzen.
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Die
europäische
Patentanmeldungsveröffentlichung
EP 0 431 956 A offenbart
ein zellulares Funktelefon-Diagnosesystem,
bei dem Basisstationen die Signalqualität eines Anrufs überwachen
und Informationen erfassen, die für die Funktion des Kommunikationssystems
relevant sind. Die Daten werden zusammen mit einer Standortanzeige
an ein Auswertungs-Pool weitergegeben, das eine statistische Analyse
von empfangenen Daten durchführt und
Funkversorgungsmerkmale bestimmt, die einem Anwender präsentiert
werden.
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Schließlich, um
das Bild hinsichtlich gängiger Luftschnittstellenprotokolle
zu vervollständigen,
hat das Universalmobiltelefonsystem (UMTS) eine Breitband-CDMA (W-CDMA)-Technik eingeführt. Im
Gegensatz zu TDM-basierten zellularen Systemen verfügt ein CDMA-basiertes
System über
eine universelle Frequenz-Wiederverwendung, die es erlaubt, dass Frequenzen
in dem gesamten Netzwerk verwendet werden können, das heißt, es gibt
eine Frequenz-Wiederverwendung von Eins. Solche CDMA-basierten Systeme
arbeiten aufgrund der Tatsache, dass eine einzelne Trägerfrequenz
eine Zahl von Kommunikationsressourcen unterstützt, die von diskreten, codierten
Sequenzen strukturiert werden. Im Besonderen umfasst jeder Kanal
eine eindeutig codierte Sequenz von "Chips", die aus einer relativ langen Pseudozufallsspreizsequenz
(typischerweise viele Million von Bits lang) ausgewählt wird.
Eine Kommunikationsvorrichtung hat aufgrund einer Kommunikationsvorrichtung,
die über
besondere und genaue Kenntnisse über
einen spezifischen Code verfügt,
der die spezifischen durch den informationstragenden Kanal verwendeten
Bits identifiziert, Zugriff auf einen informationstragenden Kanal.
Individuelle Anwender des Systems verwenden daher eine gemeinsame
Radiofrequenz (RF), sind jedoch durch die individuellen Spreizcodes
getrennt. In dem Downlink ist jeder Basisstation ein einzelner Spreizcode zugewiesen
und jedem der physikalischen Kanäle
ist dann ein getrennter Kanalisierungscode zugewiesen; in UMTS wird
der orthogonale variable Spreizfaktor (OSVF)-Codesatz verwendet.
In dem Uplink ist jeder Mobileinheit ihr eigener eindeutiger langer
Spreizcode zugewiesen.
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CDMA-basierte
Systeme arbeiten daher von Natur aus in einer Störungsumgebung, weil viele Kanäle die selbe
Trägerfrequenz
verwenden, wobei sich individuelle Kanäle lediglich hinsichtlich ihrer
eindeutig definierten codierten Sequenzen voneinander unterscheiden.
CDMA-basierte Systeme werden jedoch für große Populationen von Anwendern
statistisch effizient und bieten somit eine attraktive und effizientere
Alternative zu FDM-basierten Systemen. Zwischenzusammenfassung:
Obwohl CDMA-basierte Systeme aus der Verwen dung von mehreren Trägern in
spezifischen Zellen und im Allgemeinen in dem System als ganzes
Nutzen ziehen können,
stellt CDMA eine homogene Trägerfrequenzumgebung
für einen
Bereich, der durch eine Mehrzahl von Zellen versorgt wird, wirksam
zur Verfügung.
Als eine Folge ist die Störung
zwischen benachbarten Zellen sehr ähnlich. Dies steht frequenzbasierten
Systemen, wie zum Beispiel GSM, gegenüber, wo eine Trägerfrequenzwiederverwendung
in angrenzenden oder beinahe angrenzenden Zellen beschränkt ist,
um eine Gleichkanal und Nachbarkanalstörung zu vermeiden.
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Trotz
der bevorstehenden Einführung
von UMTS-Zellularnetzwerken, ist abzusehen, dass GSM jedoch für viele
Jahre die vorherrschende Technologie für Sprachkommunikationen bleiben
wird. In jedem Fall wird, erwartet, dass, wenn UMTS eingeführt ist,
ein anfänglicher
Einsatz von Zellenseiten eine Anordnung mit existierenden GSM-Seiten
umfasst, im Besonderen, weil: i) sowohl in GSM als auch UMTS die
Dienstanbieter wahrscheinlich die gleichen sein werden; ii) der
Ankauf von Seiten relativ teuer ist und häufig eine gesetzgeberische,
zum Beispiel Planungs-, Zulassung erfordert; und die GSM-Seiten häufig als
die besten verfügbaren
Seiten zum Bereitstellen einer Funkversorgung durch eine direkte Sichtlinie
angesehen werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Erhalten von Optimierungsdaten für
ein zellulares Funknetz, das eine erste Luftschnittstelle unterstützt, gemäß Anspruch
1 zur Verfügung
gestellt.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt des Schaltens der zellularen
Funkeinrichtung zwischen ersten und zweiten Lustschnittstellenübertragungen,
während
sie sich in einem Anruf befindet. Vorzugsweise arbeitet die zellulare
Funkeinrichtung in einer geschlitzten CDMA-Betriebsart, um Verbindungsmetriken
für die
erste Luftschnittstelle zu erfassen, und in Reaktion auf den Betrieb
in einer geschlitzten Betriebsart kommuniziert die zellulare Funkeinrichtung
eine Reihe von Berichten, die CDMA-Zelleninformationen und GSM-Nachbarzelleninformationen
umfassen.
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Ein
Melden der Verbindungsmetriken kann in den Übertragungen der Uplink-CDMA-Luftschnittstellen
oder über
die erste Luftschnittstelle stattfinden.
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Vorzugsweise
wird eine eindeutige Identifikation der zellularen Funkeinrichtung
verwendet, um eine Verknüpfung
zwischen den Standortdaten und den Verbindungsmetriken aufzulösen.
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Die
zellulare Funkeinrichtung kann sich automatisch an einem Erhalten
von Optimierungsdaten beteiligen, obwohl sie auch angewiesen werden kann,
sich an einem Erhalten von Optimierungsdaten zu beteiligen.
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Die
Vorknüpfungen
zwischen den Standortdaten und den Verbindungsmetriken können verwendet
werden, um eine Versorgungskarte für das zellulare Funknetz zu
erstellen.
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Das
zellulare Kommunikationssystem kann weiterhin umfassen: Mittel zum
Verursachen des Schaltens der zellularen Funkeinrichtung zwischen den Übertragungen
der zweiten Luftschnittstelle und der ersten Luftschnittstelle während einer
in einem Anruf befindlichen Betriebsart der zellularen Funkeinrichtung.
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Die
Mittel zum Verursachen des Schaltens der zellularen Funkeinrichtung
können
mindestens eines der folgenden sein: Software in der zellularen Kommunikationsvorrichtung;
und eine durch die Infrastruktur an die zellulare Funkeinrichtung
ausgegebene Anweisung.
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Die
zellulare Funkeinrichtung kann umfassen: einen Steuerprozessor,
der eingerichtet ist, um Metriken für mindestens eine versorgende
Basisstation des ersten Netzwerkes von Zellen und mindestens eine
andere in dem Bereich befindliche Basisstation auf einer BA-Liste,
die mit dem ersten Netzwerk von Zellen verknüpft ist, abzuschätzen, wobei der
Steuerprozessor weiterhin eingerichtet ist, um eine der folgenden
Funktionen zu verursachen: i) Melden von Verbindungsmetriken in Übertragungen der
Uplink-UMTS-Luftschnittstellen; und ii) Melden von Verbindungsmetriken
in Uplink-Übertragungen von
der zellularen Funkeinrichtung über
die erste Luftschnittstelle.
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Die
zellulare Funkeinrichtung kann umfassen: Mittel zum Anhängen einer
eindeutigen Identifikation der zellularen Funkeinrichtung an Uplink-Übertragungen,
um so einen Mechanismus zur Verfügung
zu stellen, um eine Verknüpfung
zwischen den Standortdaten und den Verbindungsmetriken aufzulösen.
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Das
zellulare Kommunikationssystem einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst: einen Prozessor mindestens in einer MSC oder einem OCM, wobei
der Prozessor eingerichtet ist, um die Standortdaten aufzulösen.
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Das
zellulare Kommunikationssystem kann ein OMC umfassen, das eine Steuerung
enthält,
die eingerichtet ist, um die Standortdaten mit den Verbindungsmetriken
zu verknüpfen.
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Das
OMC kann umfassen: Mittel zum Erstellen einer Versorgungskarte für das zellulare
Funknetz basierend auf Verknüpfungen
zwischen den Standortdaten mit den Verbindungsmetriken; und Mittel
zum Konfigurieren des zellularen Funknetzes basierend auf der Versorgungskarte.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
gemäß Anspruch
4 zur Verfügung
gestellt.
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Die
Vorrichtung kann Mittel zum Verknüpfen von Standortdaten mit
Verbindungsmetriken umfassen, die auf eine eindeutige Identifikation
der zellularen Funkeinrichtung ansprechen können.
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In
einer Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung weiterhin: Mittel zum Erstellen einer Versorgungskarte
für das
zellulare Funknetz basierend auf Verknüpfungen zwischen den Standortdaten
und den Verbindungsmetriken; und Mittel zum Konfigurieren des zellularen
Funknetzes basierend auf der Versorgungskarte.
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Zweckmäßigerweise
stellt die vorliegende Erfindung ein System zur Verfügung, das
einen wirksamen Mechanismus zum Erfassen von Daten und genauen Identifizieren
zugehöriger
Standortinformationen für
die Optimierung eines GSM-artigen Netzwerkes umfasst.
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Die
Verbindungsmetrik kann eine Qualitätsmetrik oder ein absolutes
Parametermaß sein.
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Zusammenfassung:
Gemäß einem
zugrundeliegenden erfinderischen Konzept, arbeitet ein System der
bevorzugten Ausführungsform,
um durch die Verwendung einer Dualtechnologie-Teilnehmereinheit,
die konfiguriert ist, um zwischen einer UMTS-Luftschnittstellenbetriebsart
und einer geschlitzten GSM-artigen Betriebsart zu wechseln, genaue
GSM- Optimierungsdaten
zu erzeugen. In der GSM-Betriebsart werden Systemfunktionsdaten,
das heißt,
Messungsmetriken, wie zum Beispiel RX_Lev und BER, für eine Versorgungszelle
und für
BA-Listennachbarn akkumuliert und diese Systemfunktionsdaten werden
durch eine BSS und MSC an ein versorgendes Betriebs- und Wartungszentrum
OMC kommuniziert. Gleichzeitig mit der Akquisition von GSM-Funktionsdaten
gestattet ein UMTS-Anruf an den versorgenden Knoten Bs, der in einem
Soft-Handover arbeitet, einer versorgenden MSC oder einem versorgenden
OMC, den Standort der Teilnehmereinheit durch einen Triangulierungsprozess
genau zu identifizieren. Eine Zeitreferenz, abgeleitet von einem Soft-Handover
einer Datensequenz hoher Bitrate, erlaubt eine Mehrwegeauflösung in
der UMTS-Domäne,
wobei daher ein absoluter Ausbreitungspfad von der Zeitreferenz
ableitbar ist. Bei einer OMC-Stufe verknüpft eine Korrelation einer
Identifikation der Teilnehmereinheit den Teilnehmerstandort mit
den GSM-Systemfunktionsdaten, wodurch einem Prozessor in dem OMC
gestattet wird, mit Blick auf ein Veranlassen, wie erforderlich,
einer Funknetzoptimierung des GSM-Systems GSM-Systemfunktionen genau
abzuschätzen.
Der Bedarf an einer kostspieligen Fahrprüfung eines GSM-artigen Systems
wird somit vermieden, wodurch zweckmäßigerweise eine Funknetz-Neukonfiguration
entweder nach dem Willen des Dienstbetreibers oder dynamisch zugelassen wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es
wird nun eine beispielhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben, darin ist:
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1 ein
schematisches Diagramm einer Zellularnetzwerkarchitektur, die eingerichtet
worden ist, um die verschiedenen zugrundeliegenden erfinderischen
Konzepte der verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zu unterstützen; und
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2 ein
Flussdiagramm, das das bevorzugte Betriebsverfahren zum Erfassen
von Netzwerkdaten in dem System von 1 darstellt;
und
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3 ein
Flussdiagramm, das den bevorzugten Mechanismus zum Identifizieren
von Versorgungsproblemen in der GSM-artigen Domäne von 1 darstellt.
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Ausführliche Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
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Um
damit zu beginnen, die vorliegende Erfindung in einen Rahmen zu
stellen, ist klar, dass CDMA-basierte Systeme (und im Besonderen
W-CDMA) grundsätzlich
in der Lage sind, Standortinformationen zur Verfügung zu stellen. Im Besonderen,
aus einer Perspektive eines Soft-Handovers zwischen einer Zahl von
Knoten Bs in einer Zahl von Zellen und einer hohen Chiprate, die
eine hohe Auflösung
individueller Mehrwegekomponenten erzielt, kann der relative Standort
einer Mobileinrichtung hinsichtlich eines oder mehrerer Knoten Bs
aus einem Triangulierungsmechanismus bestimmt werden. Im Besonderen
hat, obwohl CDMA asynchron ist und keinen Timing-Vorlauf erfordert,
jeder Chip typischerweise eine Dauer, die kleiner als ungefähr dreihundert
Nanosekunden ist. Folglich kann, bei einer gegebenen genauen Zeitbasisreferenz
(wie zum Beispiel dem Beginn einer gegebenen Sequenz von Chips),
eine Triangulierungsberechnung einen Ausgangspunkt einer Übertragung
durch Auflösen
einer absoluten Aus breitungsverzögerung
für jeden
individuellen Pfad genau identifizieren. Mit anderen Worten, es
ist die Korrelation bezüglich
der Knoten Bs einer durch Chips gebildeten Sequenz, die als eine
Zeitbasis in einem deterministischen Verfahren zum genauen Identifizieren
des Standortes der Übertragungsvorrichtung
verwendet wird.
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Es
ist klar, dass sich Soft-Handover auf Uplink-Kommunikationen von
einer Teilnehmereinheit in einer spezifischen Zelle bezieht, wobei
solche Uplink-Kommunikationen durch mehrere Basisstationsteilsysteme
in angrenzenden (das heißt,
nicht primären)
Zellen decodiert werden. Ein Soft-Handover wird daher konstruiert, um
einen Bedarf, eine Uplink-Übertragungsleistung
zu erhöhen,
zu vermeiden, da es eine Raum-Diversity und folglich eine bessere
Qualität
von Diensten (QoS) für
einen nominell ausgewählten übertragenen
Leistungspegel zur Verfügung
stellt. Folglich kann, in Systemen, die andauernd bestrebt sind,
eine Störungsumgebung,
wie zum Beispiel CDMA, zu begrenzen, ein Soft-Handover eine verbesserte
QoS (zum Beispiel verringerte FERs oder verringerte BERs) für die selbe
Leistung zur Verfügung
stellen. CDMA-Systeme sind daher darauf ausgerichtet, sich, wenn
möglich,
um ein Soft-Handover zu kümmern.
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1 stellt
eine typische Zellularnetzwerkarchitektur 10 dar, die eingerichtet
ist, um die verschiedenen zugrundeliegenden erfinderischen Konzepte verschiedener
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zu unterstützen. Die Zellularnetzwerkarchitektur 10 spiegelt
tatsächlich
eine Anordnung oder ein Overlay von mindestens Teilen eines Zellularsystems
der zweiten Generation (wie zum Beispiel eines GSM-Netzes) und eines
Zellularsystems der dritten Generation, wie zum Beispiel UMTS, das
eine CDMA- Architektur
hoher Chiprate einsetzt, wider. Folglich unterstützt die Zellularnetzwerkarchitektur
eine Mehrzahl von angrenzenden GSM-Zellenseiten 12–26 und
eine Mehrzahl von UMTS-Zellenseiten 20–30. Tatsächlich sind
mindestens einige der GSM-Zellenseiten 20–26 mit
mindestens einigen der UMTS-Zellenseiten 20–26 angeordnet.
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Bezüglich der
Zellenseiten, ob GSM, UMTS oder gemischt, ist die Infrastruktur
in jeder Zelle (nämlich
Transceiver und Zellenseitensteuerungen, zum Beispiel BTSs, BSCs
und Knoten Bs) an eine Funkvermittlungsstelle (MSC) 32–34 gekoppelt,
die eine Kommunikationsressourcenzusammenschaltung an eine Teilnehmereinheit 36 steuert
(aus der Perspektive eines Systems hoher Stufe). Die MSC kann luftschnittstellenspezifisch
sein, das heißt,
es kann sein, dass die MSC nur eine UMTS- oder GSM-Verbindung unterstützt, obwohl
die Schaltfunktion zwischen den Luftschnittstellen konsolidiert
werden kann, wenn die Systeme einem bestimmten Dienstanbieter gemeinsam
gehören.
Die MSC 32–34 sind
an ein OMC 38 gekoppelt, das einen Korrelationsprozessor 40 und
typischerweise außerdem
eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 42 umfasst.
Der Korrelationsprozessor 40 ist im Allgemeinen an eine
Datenbank 44 gekoppelt, die eingerichtet ist, um einen ausführbaren
Code, Netzwerkkonfigurationstabellen und Funktionsmatrizen (wie
zum Beispiel C/I-Matrizen
und BER/FER-Daten bezüglich
eines Standortes) zu speichern. Der ausführbare Code kann einen Code
umfassen, der eingerichtet ist, um einen Standort abzuschätzen (basierend
auf einer Triangulierung), obwohl dieser Code dezentral zu der MSC-Stufe
sein kann, die UMTS (CDMA-artige) Kommunikationen versorgt.
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Während die
Zellularnetzwerkarchitektur 10 der bevorzugten Ausführungsform
GSM-spezifische oder UMTS-spezifische Kommunikationsvorrichtungen
(zum Beispiel dedizierte Luftschnittstellentelefone oder dergleichen)
unterstützen
kann, ist die Teilnehmereinheit 36 eine Mehrmodenvorrichtung,
die mindestens GSM und UMTS unterstützt. Folglich ist die Teilnehmereinheit
in der Lage, mit jeder geeigneten Basisstation zu kommunizieren.
Tatsächlich
ist, mit Blick auf die Mehrmodennatur der Teilnehmereinheit 36,
ein Handoff von Verbindungen zwischen GSM- und UMTS-Umgebungen möglich, obwohl
es offensichtlich bei einem Bewegen nach GSM bei, zum Beispiel,
16 kbps, einen Abfall in der Kanalkapazität gibt. Um der Klarheit willen
wird nur eine einzige Teilnehmereinheit 36 gezeigt, obwohl
das System und tatsächlich
jede Zelle wahrscheinlich Dutzende, wenn nicht Hunderte und möglicherweise
Tausende Teilnehmereinheiten sowohl in aktiven als auch Standby-Betriebsarten
enthält.
Außerdem
um der Klarheit willen wird in 1 keine
Einzelband (das heißt,
Einzeltechnologie)-Zellularausrüstung,
zum Beispiel ein konventionelles GSM-Telefon, gezeigt, da sie mit
den Konzepten der vorliegenden Erfindung nicht kompatibel ist.
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Die
prinzipiellen Schritte bezüglich
eines Systembetriebs werden in 2 und 3 dargestellt,
wobei 2 den Mechanismus zum Akquirieren von Funktionsrohdaten
anzeigt und 3 ein Verarbeiten der Rohdaten
zu Zwecken einer Funknetzoptimierung darstellt. Es ist weiterhin
klar, dass die Hauptschritte von 2 und 3 neu
angeordnet und gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden
können.
Die Teilnehmereinheit 36 ist in der Lage, die vorliegende
Erfindung entweder während eines
Anruf-Betriebs 200 oder eines Ruhezustands-Betriebs 202 zu
unterstützen,
obwohl die Anforderung für
Uplink-Übertragungen
bedeutet, dass ihre Verwendung in einem Ruhezustand eine Form von
erzwungener Uplink-Übertragung 204 für eine Zeitperiode
erfordert und somit im Allgemeinen die Lebensdauer der Batterie
in einer Mobileinrichtungsumgebung verringert. Tatsächlich kann
die vorliegende Erfindung entweder unabhängig (zum Beispiel durch ein
Zeitüberwachungsverfahren 206)
durch eine in geeigneter Weise konfigurierte Teilnehmereinheit 36 oder
bewirkt durch eine in geeigneter Weise konfigurierte oder angewiesene 208 Teilnehmereinheit
in Reaktion auf einen Downlink-Systembefehl veranlasst werden.
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Nur
um der Erklärung
und darstellerischen Zwecke willen, wird angenommen, dass die Teilnehmereinheit 36 ein
Dualtechnologie-Mobilzellentelefon ist, das GSM der zweiten Generation
und W-CDMA der dritten Generation unterstützt. Zu darstellerischen Zwecken
wird weiterhin angenommen, dass die Teilnehmereinheit einen Anruf
durchführt 200, wobei
der dominante Dienst oder Pfad W-CDMA ist. Die vorliegende Erfindung
würde natürlich auch
in einer Situation funktionieren, in der der dominante Pfad tatsächlich GSM
ist, das heißt,
dass W-CDMA für eine
bestimmte Verbindung nicht aktiv verwendet wird, obwohl der Dienst
an dem Standort der Teilnehmereinheit 36 verfügbar ist.
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Ein
Betrieb der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erfordert, dass die Teilnehmereinheit 36 zwischen
ihren alternativen Luftschnittstellensystemen schaltet 210.
Die Teilnehmereinheit 36 überwacht die BA-Listenübertragungen 212 hinsichtlich
in dem Bereich befindlicher BSSs in GSM und meldet 214 dann
(ähnlich
dem MAHO-Betrieb)
entsprechende Signalqualitätsmetriken
in ein Managementsystem hoher Stufe, zum Beispiel eine versorgende
MSC und typischerweise ein versorgendes OMC, in der GSM-Infrastruktur zurück. Es wird
auf den Betrieb der Teilnehmereinheit 36 in der W-CDMA-Betriebsart
Bezug genommen, darin arbeitet das System der bevorzugten Ausführungsform
unter einer Soft-Handover-Bedingung, um für die Uplink-W-CDMA-Übertragungen 216 auflösbar zu
sein, um Mehrfachwege zu kompensieren und somit einen relativ genauen
Ursprung einer Uplink-Übertragung
zu identifizieren. In der UMTS-Anruf-Betriebsart
wird der Schalter zum Überwachen
des GSM-Netzes in
Abhängigkeit
von einer Verfügbarkeit 218 geeigneter
Analyseschlitze multiplexiert, wobei der UMTS-Anruf andernfalls
die Annahmepriorität 220 übernimmt.
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Sowohl
in den GSM- als auch W-CDMA-Uplink-Fällen gibt es eine Notwendigkeit
für das System
der vorliegenden Erfindung, die Standortdaten 302–304 mit
den Signalqualitätsmetrikdaten 306 zu
verknüpfen 300.
Eine solche Verknüpfung
wird vorzugsweise dadurch erreicht 308, dass sichergestellt
wird, dass jeder Bericht (ob auf den GSM- oder W-CDMA-Luftschnittstellen)
mit einer Teilnehmeridentifikation gekennzeichnet wird, wie zum
Beispiel der eindeutigen International Mobile Subscriber Identity
(IMSI)-Nummer oder der Mobile Station International Subscriber ISDN
(MSISDN)-Nummer.
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Mit
Bezug auf die Standortidentifizierung 304, wird, da dies
die Korrelation von W-CDMA-Daten durch mindestens zwei und im Allgemeinen
mehr versorgenden Knoten Bs erfordert, eine Standortidentifizierung
vorzugsweise durch eine Standortauflösungssoftware durchgeführt, die
in einem geeigneten Prozessor auf der MSC-Stufe angeordnet ist.
Natürlich
kann die Standortbestimmung auf der OMC-Stufe vorgenommen werden
(im Besonderen wo Uplink-Daten durch Knoten Bs gehen, die durch verschiedene
MSCs gesteuert werden). Daher wird im Wesentlichen eine Kombination
von Standortrohdaten oder spezifischen Standortinformationen und einer
Teilnehmereinheitsidentifizierung (von einer W-CDMA-Verbindung) an eine
Funknetzoptimierungslogik, typischerweise in das OMC 38,
kommuniziert. Da das OMC 38 außerdem auf Signalqualitätsmetriken
(in der GSM-Domäne)
für BA-Listenmitglieder
anspricht, kann, durch die Verknüpfung 300 und die
Verknüpfung 308,
in dem Korrelationsprozessor 40, der Signalqualitätsmetriken 306 und
der für
die Teilnehmereinheit 36 spezifischen Standortdaten 302,
eine Versorgungsmatrix in dem OMC eingerichtet werden. Die Versorgungsmatrix
wird typischerweise über
die Zeit entwickelt und als solche werden die Versorgungsmatrix
und die verknüpften
Rohdaten im Allgemeinen in der Datenbank 44 gespeichert.
Die Versorgungsmatrix ist daher in der Lage, eine Versorgungskarte
für die
GSM-Domäne
wirksam zu erzeugen 310 (teilweise basierend auf W-CDMA-Standortdaten
und außerdem
auf GSM-BA-Listenverbindungsqualitätsdaten), die bestimmte Bereiche
einer schlechten Versorgung für
das existierende GSM-System identifiziert 312. Die Versorgungskarte kann
auf mehreren Zeitskalen, die Maße
einer qualitativen und quantitativen Versorgung für verschiedene
Tageszeiten, verschiedene Jahreszeiten umfassen, oder auf einem
täglichen,
wöchentlichen,
oder einem anderen willkürlich
ausgewählten
Zeitrahmen konfiguriert werden. Offensichtlich kann, nachdem Standort
und Qualität
von Dienstdaten korreliert worden sind, eine aussagekräftige Ausgabe,
zum Beispiel die Identifizierung von Hot-Spots, zum Beispiel durch
die Mensch-Maschine-Schnittstelle 42 einem Systemkonstrukteur
für eine
Funknetzoptimierung zur Verfügung
gestellt werden. Die Adaption 314 der GSM-Umgebung kann
dann auf einer periodischen oder dynamischen Basis stattfinden.
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Um
ein praktisches Beispiel zu geben, wobei erneut auf die Dualtechnologie-Teilnehmereinheit 36 von 1 Bezug
genommen wird, befindet sich die Teilnehmereinheit 36 ursprünglich in
einem Soft-Handover 50–54 mit
den UMTS-Zellen 20, 22 und 26. Folglich
erhält
der Korrelationsprozessor 40 die Teilnehmereinheit 36 betreffende
Standortinformationen, da der Mehrfachpfad zu den spezifischen Knoten
Bs in den jeweiligen UMTS-Zellen von der hohen Chiprate und einer
korrelierten Datensequenz aus dem Soft-Handover-Verfahren aufgelöst werden
kann. Wenn wirksam frei von W-CDMA-Übertragungen, überführt ein
Abtastempfänger
der Teilnehmereinheit 36 die Teilnehmereinheit 36 in
eine geschlitzte Betriebsart, in der die Teilnehmereinheit 36 empfängt und
dann von seiner GSM-Ausbreitungsumgebung 60–68 berichtet,
nämlich
den GSM-Zellen 12–18 und 24.
Da die Funknetzoptimierung auf einer Assimilation von geographisch
genauen C/I-Matrizen (für GSM)
basiert, hat das OMC Zugriff auf aktualisierte RF-Versorgungspläne und Standortinformationen, die
den Standort von Hot-Spots und anderen Problemen in individuellen
GSM-Zellen offenbaren.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
in dem Kontext eines Übergangs
in der Luftschnittstellenbetriebsart diskutiert worden ist, ist
klar, dass UMTS die sogenannte "geschlitzte
Betriebsart" unterstützt. Während er
sich in einem UMTS-Anruf befindet, hat der technische UMTS-Standard
im Wesentlichen Vorkehrungen getroffen, um ein anderes koexistierendes
System (im Allgemeinen der zweiten Generation), zum Beispiel GSM,
zu überwachen.
Im Besonderen sind sich Konstrukteure bewusst, dass die UMTS-Luftschnittstelle während eines
Anruf-Szenarios verloren gehen kann, und so ist vorgesehen, dass
der UMTS-Anruf an ein alternatives aber koexistierendes System,
zum Beispiel GSM, weitergegeben wird, um den Informationsfluss zu
erhalten. Das UMTS-System wird somit eingerichtet, um sowohl UMTS-Zellen
als auch Nachbar-GSM-Zellen in der geschlitzten Betriebsart zu überwachen
und um Verbindungsqualitätsmetriken
für diese
alternativen Systeme zu melden. Tatsächlich wird in der geschlitzten Betriebsart
das Uplink-Berichten von Verbindungsqualitätsmetriken von der Teilnehmereinheit üblicherweise
in der Form einer gemischten Reihe von GSM-Zellendaten und UMTS-Zellendaten
vorgenommen. Folglich gibt es, aus einer Infrastrukturperspektive,
schon eine Form von Verknüpfung
der GSM-Daten mit den UMTS-Daten mit Blick auf die Anordnung der
Verbindungsqualitätsmetrikdaten
in einem einer spezifischen Teilnehmereinheit zugewiesenen Uplink-Steuerkanal. Das
Erfordernis einer IMSI-artigen Kennzeichnung verschiedener Messages ist
daher in der geschlitzten UMTS-Betriebsart überflüssig, da eine geeignete Verknüpfung bereits
existiert. Offensichtlich kann die Versorgungsmatrix in dem OMC
(oder dergleichen) durch die Verknüpfung der GSM-Signalqualitätsmetriken
und der für
die Teilnehmereinheit spezifischen Standortdaten eingerichtet werden,
wobei die Verknüpfung
mit Blick auf die Anordnung der Berichtsdaten für die versorgenden und benachbarten
UMTS-Zellen und die benachbarten GSM-Zellen (von Natur aus aus geschlitzten UMTS-Betriebsartberichtsstrukturen
verfügbar)
etwas vereinfacht ist. Daher können
die betriebsbedingten Schritte 302 und 306 (von 3)
kombiniert und das Verarbeitungserfordernis hinter dem Schritt 308 verringert
werden, wenn eine geschlitzte UMTS-Betriebsart eingesetzt wird,
um die Akqui sition von Daten zu unterstützen, die durch die bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erforderlich sind.
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Alternative
Ausführungsformen
der Erfindung können
als ein Computerprogrammcode implementiert sein, der auf einem Computerprogrammprodukt
codiert ist, das mit einem Computersystem verwendet wird. Es wird
angenommen, dass solch ein Computerprogrammprodukt als ein Wechselmedium mit
einem begleitenden gedruckten oder elektronischen Handbuch (zum
Beispiel eingeschrumpfte Software) vertrieben werden kann, auf einem
Computersystem vorinstalliert sein kann, oder von einem Server oder
einem elektronischen schwarzen Brett über ein Netzwerk (zum Beispiel
das Internet oder World Wide Web) vertrieben werden kann. Eine Reihe
von Computeranweisungen kann daher entweder auf einem handfesten
Medium oder in einem Computerdatensignal, das in einer Trägerwelle
enthalten ist, die auf ein Computersystem durch Verwenden von Wireline-
oder drahtlosen Übertragungstechniken übertragbar
ist, verankert sein. Das austauschbare (das heißt, handfeste) Medium kann
ein computerlesbares Medium sein, wie zum Beispiel eine Diskette,
CD-Rom, DVD-ROM oder RAM, Festplatte, magneto-optische Platten,
Flash-Speicher, oder magnetische oder optische Karten. Die Reihe
von Computeranweisungen enthält
die ganze oder Teile der zuvor hierin mit Bezug auf das System beschriebenen Funktionalität.
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Softwareausführungsformen
der Erfindung können
in jeder beliebigen konventionellen Computerprogrammiersprache implementiert
sein. Zum Beispiel können
bevorzugte Ausführungsformen
in einer verfahrensorientierten Programmiersprache (zum Beispiel "C") oder einer objektorientierten Programmiersprache
(zum Beispiel "C++") implementiert sein.
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Obwohl
das bevorzugte Betriebsverfahren durch einen Universalprozessor,
oder einem spezifischen Prozessor, oder durch logische Schaltungen, die
mit geeigneten maschinenausführbaren
Anweisungen programmiert sind, realisiert werden können, können möglicherweise
Hardwarekomponenten verwendet werden, um bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu implementieren. Natürlich kann die vorliegende
Erfindung durch eine Kombination von Hardware und Software durchgeführt werden.
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In
dem Kontext der vorliegenden Erfindung sollte der Ausdruck Teilnehmereinheit
breit ausgelegt werden und umfasst eine feste Ausrüstung (wie
zum Beispiel Computerterminals) sowie mobile Teilnehmer (MS). Weiterhin
sollte, um Zweifel zu vermeiden, "Verbindungsmetrik" als ein Maß eines Qualitätsparameters
(wie zum Beispiel BER), beziehungsweise eines absoluten Wertes (wie
zum Beispiel Rx_Lev), oder von beiden ausgelegt werden. Tatsächlich wird zum
Beispiel in der geschlitzten UMTS-Betriebsart die Verbindungsqualität im Allgemeinen
nur in Form von Rx_Lev gemessen.
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Es
ist natürlich
klar, dass die obige Beschreibung nur beispielhaft gegeben worden
ist und dass im Rahmen der Erfindung Modifikationen in den Einzelheiten
vorgenommen werden können.
Zum Beispiel kann, während
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Erwägung zieht, dass Funknetzoptimierungsdaten
bei einem OMC aus Signalqualitätsmetriken
und Standortinformationen assimiliert werden, die Funknetzoptimierungsfunktion
verteilt sein, oder sogar auf einer MSC-Stufe oder niedriger angeordnet
sein. Weiterhin zieht eine alternative Ausführungsform in Erwägung, dass, während das
Berichten von Signalqualitätsmetriken für die BA-Listennachbarn
und die Versorgungszelle vor zugsweise über die GSM-Luftschnittstelle uplink-kommuniziert
wird (in der bevorzugten Ausführungsform),
die Signalqualitätsmetriken über die W-CDMA-Luftschnittstelle
an das für
eine Funknetzoptimierung verantwortliche GSM-OMC, oder dergleichen,
kommuniziert werden können.
Weiterhin ist, während
die vorliegende Erfindung bezüglich
einer GSM-Technologie
in Verbindung mit der UMTS-Technologie beschrieben worden ist, das
zugrundeliegende erfinderische Konzept ebenso auf jede beliebige
andere zellulare Technologie der ersten oder zweiten Generation
in Verbindung mit der UMTS-Technologie (oder tatsächlich jedem überlagerten
Telekommunikationssystem, das einschlägige geographische Daten zur
Verfügung
stellen kann) anwendbar. Um Zweifel zu vermeiden, ist die vorliegende
Erfindung im Allgemeinen auf jede beliebige zellulare Technologie
der ersten oder zweiten Generation anwendbar, mit der ein Mehrmoden-UMTS gleichzeitig
angeordnet ist. Offensichtlich ist das zugrundeliegende erfinderische
Konzept nicht auf eine koexistierende GSM-UMTS-Umgebung begrenzt, wobei
dieses System lediglich eine bestimmte Umsetzung eines Mechanismus
ist, der Optimierungsdaten für
ein existierendes System erzeugt, das anschließend mit einem verbesserten
System überlagert
wird, das Standortidentifizierungsfähigkeiten unterstützt.