DE69307159T2

DE69307159T2 - Einrichtungsverfahren für Zellularkommunikationsnetzinfrastruktur

Info

Publication number: DE69307159T2
Application number: DE69307159T
Authority: DE
Inventors: Robert Cohen
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2013-02-13
Also published as: FR2687520B1; FR2687520A1; EP0556146B1; DE69307159D1; EP0556146A1; US5465390A; JPH0685733A; JP3275426B2

Description

Die Erfindung betrifft zellulare Funknetze zum Kommunizieren mit Fahrzeugen. Genauer gesagt betrifft sie die Einrichtung der Infrastruktur für zellulare Netze, d. h. insbesondere die Bestimmung des geographischen Ortes der Sender sowie ihrer technischen Eigenschaften, um eine optimierte Antwort auf gewisse Beschränkungen (geographische Abdeckung, Senderate, ...) zu erhalten.
Das Verfahren der Erfindung betrifft jede Art von zellularen Netzen. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das der Funktelefonverbindungen mit Fahrzeugen, sowohl für Analogsysteme (beispielsweise das System Radiocom 2000 Haute Densité Hohe Dichte) (eingetragenes Warenzeichen)) als auch für Digitalsysteme (beispielsweise das europäische System GSM (Groupe Special Mobile) (Spezielle Mobile Gruppe)).
In einer vereinfachten Fassung kann sich die Erfindung ebenfalls auf digitale Funksysteme erstrecken, wie z. B. das DAB (Digital Audio Broadcasting (digitales Senden von Tonsendungen)).
Es wird im folgenden nur der Fall des Funktelefons betrachtet, ohne daß dies einschränkende Wirkung haben soll. In der Tat besteht eine effektive Lösung des Problems wachsender Funktelefonanwender in der Einführung eines Funkkommunikationssystems mit Fahrzeugen, das eine zellulare Struktur aufweist. In diesen Systemen ist das abzudeckende Gebiet in Zonen oder Sektoren unterteilt, die Zeilen genannt werden.
Jede Zelle wird von einer Grundstation bedient (Sender-Empfänger), welche die doppelte Funktion der funkelektrischen Abdeckung und der Sicherstellung des Ablaufs des von den angeschlossenen Fahrzeugen erzeugten Funkverkehrs ausübt.
Zwei benachbarte Zellen verwenden verschiedene Frequenien, wobei die Frequenz, die einer Zelle zugeordnet ist, kann weiter vorne wiederverwendet werden unter der Voraussetzung, daß systemeigene Wiederverwendungsregeln eingehalten werden, die einen gewissen Schutz gegen Interferenzen bieten. Die Menge der zusammenhängenden Zellen, die sich die Gesamtheit der dem Netz zugeordneten Frequenzen teilen, nennt sich zellulare Grundeinheit.
Der Vorteil der zellularen Netze besteht darin, daß sie die Wiederverwendung der Frequenzen durch Verschiebung der zellularen Grundeinheit ermöglichen. Dafür ist es erforderlich, die Fahrzeuge zu verfolgen: es muß möglich sein, die von einem Fahrzeug besuchte Zelle, oder allgemeiner, die Zellengruppe (Lokalisierungsbereich) zu orten, der diese Zelle angehört, um diesen Fahrzeug eine Kommunikation weiterzuleiten und auch, um laufende Verbindungen während eines Zellenwechsels aufrechtzuerhalten (automatischer Transfer zwischen Zellen (TAI) oder "hand-over" in Englisch).
Bisher ermöglichte die Größe der Netze eine pragmatische Behandlung gewisser technischer Fragen, aber die derzeitige Komplexität erfordert unbedingt die Realisierung eines Hilfsmittels zur technischen Unterstützung der zellularen Netze.
Die Planung beweglicher zellularer Netze besteht hauptsächlich in:
- der Entscheidung bezüglich des Einrichtungsortes von Sendestationen,
wobei eine ausreichende Abdeckung ausgehend von diesen Orten zu gewährleisten ist;
- der Feststellung der zellularen Grundeinheit und der Frequenzenverteilung;
- dem Dimensionieren der Zellen in Verkehrskanälen und in Signalkanälen;
- dem Definieren der Systemparameter wie Ortungsbereiche;
- dem Feststellen der Parameter der in den Netzen angewandten Algorithmen (beispielsweise für den automatischen Transfer zwischen Zellen); wobei insbesondere die folgenden Optimierungskriterien zu berücksichtigen sind:
- funkelektrische Ressourcen (Erlang/MHz/km²);
- Infrastrukturkosten (Dimensionierung der Verkehrs- und Signalkanäle, Zellengröße, ...).
Es sind bereits Planungsverfahren für zellulare Netze bekannt, wie beispielsweise die GRAND-Systeme (eingetragenes Warenzeichen) von PHILIPS (eingetragenes Warenzeichen) oder CELLNET (eingetragenes Warenzeichen) von BRITISH TELECOM (eingetragenes Warenzeichen).
Diese Verfahren sind im wesentlichen auffunkelektrische Planungen ausgerichtet. Ein probabilistisches Übertragungsmodell wird in einem zu planenden Gebiet angewandt. Die Parameterwerte dieser Modelle erhält man durch die klassische Methode der statistischen Regression, ausgehend von Feldmessungen. Die funkelektrische Abdeckung des Netzes kann dann für dieses Modell festgestellt werden.
Einige Hilfsmittel berücksichtigen ebenfalls die Verkehrsaspekte. Dies erfolgt jedoch nur statisch: sie behandeln nur die Integration der gemessenen Verkehrsverteilung. Dies setzt voraus, daß das Netz bereits in Betrieb ist und ermöglicht lediglich zweitrangige Änderungen: wenn eine Grundstation zuviel Verkehr für ihre Konfiguration verkraften muß, so muß die Technik örtlich geändert werden. Im Dokument WO-A-90 10342 wird ein solches Hilfsmittel beschrieben.
Andererseits setzt das Einstellungsverfahren für diese existierenden Hilfsmittel immer voraus, daß die erzielten Abdeckungen zusammenhängend und/oder konvex sind und dem Anwender kein unzusammenhängendes Aussehen bieten. Die Erfahrung lehrt jedoch daß, gerade in städtischer Umgebung, die Abdeckungen von Lücken und Wiedererscheinungsphänomenen begleitet sind, die der Qualität der Dienstleistung abträglich sind.
Ein Hauptziel der Erfindung ist, diesen Nachteilen des Standes der Technik entgegenzuwirken.
Insbesondere besteht ein Zweck der Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Einrichten der Infrastruktur eines zellularen Netzes, das die Optimierung der Sendeorte aus verschiedenen Gesichtspunkten ermöglicht, im einzelnen:
- spektrale Effizienz,
- Dichte des Funkverkehrs und der Netzsignalisierung,
was die Optimierung der Infrastrukturkosten ermöglicht.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das sowohl zur kompletten Realisierung eines zellularen Netzes verwendbar ist, wobei mehrere Simulationsoptionen dann für die Evolution eines bereits existierenden Netzes vergleichbar wären (Erhöhung der Kapazität und/oder der geographischen Abdeckung), als auch für die Realzeit- oder für die versetzte Zeitverfolgung eines existierenden Netzes.
Die Erfindung hat ebenfalls zum Zweck die Bereitstellung eines Verfahrens, das auf jedes zellulare System anwendbar ist, egal ob die Übertragung analog oder digital erfolgt, oder ob es sich um Übertragung in eine einzelne Richtung oder um Funktelefonübertragung (in zwei Richtungen) handelt.
Ein weiterer besonderer Zweck ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das die Teilung und Verwendung der globalen Senderessource optimiert.
Noch ein Zweck der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das ebenfalls die Optimierung der automatischen Transferalgorithmen zwischen den Zellen sowie der Wiederwahlalgorithmen (die weiter unten detaillierter erläutert werden) sicherstellt, die vom Lenkungssystem des Netzes angewandt werden.
Diese Ziele, sowie andere, die im nachhinein ersichtlich werden, werden von der Erfindung mit Hilfe eines Verfahrens zur Einrichtung der Infrastruktur eines zellularen Kommunikationsnetzes gemäß Anspruch 1 erreicht.
Die bekannten Einrichtungsverfahren bestimmen eine statische funkelektrische Abdeckung. Man weiß jedoch, daß das effektive Format der Zellen in Wirklichkeit nicht dem so berechneten Format entspricht.
Wenn es nämlich einen Überlappungsbereich zwischen zwei benachbarten Zellen gibt, kann ein Fahrzeug der einen oder der anderen Zelle zugeordnet werden. Allgemein bleibt ein Fahrzeug der ihm verwaltenden Zelle zugeordnet, obwohl er geographisch den von dieser Zelle dargestellten Bereich des günstigsten Feldes bereits verlassen hat. So ist, aus der Sicht des Fahrzeuges, die Zelle die es verläßt, größer als die klassisch festgelegte Zelle (das Fahrzeug "zieht" die Abdeckung), während die Zelle, in die es eindringt, kleiner ist.
Die Erfindung stellt somit einen neuen und originellen Ansatz zur Lösung des Problems dar, der darin besteht, daß die Abdeckung des Netzes so betrachtet wird, wie sie von einem Fahrzeug gesehen wird (dynamischer Aspekt) und nicht so, wie sie von den Sendern aus gesehen wird (unter Sender versteht man entweder die einfachen Sender, beispielsweise beim Rundfunk, oder die Sender/Empfänger wie im Falle des Funktelefonverkehrs).
Es ist leicht verständlich, daß dieser neue Ansatz besonders effizient ist, da er eine starke Annäherung an die tatsächlichen Gegebenheiten ermöglicht, insbesondere wenn das Straßennetz einem Abdeckungsgebiet entspricht.
Bei einer vorteilhaften Verwirklichung der Erfindung umfaßt das Verfahren die Schritte:
- Festlegung der funkelektrischen Abdeckung von mindestens einigen der Übertragungszellen;
- Festlegung des Verkehrs, d. h. des Informationsaustausches in mindestens einigen der Übertragungszellen, wobei die Methode der Zellenzuordnung berücksichtigt wird.
So wird einem ersten klassischen Schritt ein zusätzlicher Schritt hinzugefügt, der den Verkehr und die Beweglichkeit berücksichtigt. So kann man sehr genau die optimalen Eigenschaften einer jeden Zelle festlegen.
Vorteilhafterweise umfaßt das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zur Festlegung der Lokalisierungsbereiche, wobei ein Lokalisierungsbereich mindestens zwei Zellen umfaßt.
Die Verwendung von Lokalisierungsbereichen ermöglicht insbesondere das Minimieren des Verkehrs, der sich aus den Aktualisierungen der Lokalisierungen ergibt, als Funktion der Fahrzeugbewegungen (es werden nur die Bereichswechsel, nicht die Zellenwechsel berücksichtigt).
Vorteilhafterweise legt der Schritt zur Festlegung der Lokalisierungsbereiche diese derart fest, daß der Signalverkehr minimiert wird.
Bevorzugterweise umfaßt die Zellenzuordnungsmethode die zwei folgenden Schritte:
- automatischer Transfer zwischen Zellen für Fahrzeuge, die miteinander kommunizieren und die Übertragungszelle wechseln;
- Wiederwahl einer Zelle für Fahrzeuge, die vom Stillstand in einen Wartezustand oder von einen Wartezustand in einen Kommunikationszustand wechseln, um Informationen zu senden oder zu empfangen. Die wiedergewählte Zelle ist im allgemeinen diejenige, welche die besten Empfangsbedigungen bietet.
Klassischerweise sind es nämlich diese zwei Algorithmen, die den Bedarf einer jeden Zelle festlegen.
Vorteilhafterweise kann der Schritt zur Festlegung des Verkehrs für jedes Fahrzeug mindestens einige der folgenden Informationen berücksichtigen:
- Ausgangspunkt des Fahrzeugs;
- Fahrzeuggeschwindigkeit;
- Bewegungsgesetz des Fahrzeugs;
- Fahrtrichtung des Fahrzeugs;
- Zustand des Fahrzeugs (in Verbindung, im Wartezustand, außerhalb des Wartezustandes (oder Stand-by)).
So ist es möglich, die Bedürfnisse der Algorithmen sehr realitätsnahe festzulegen.
Bevorzugterweise berücksichtigt der Verkehrsfestlegungsschritt die Lage des Fahrzeugs auf oder außerhalb einer Verkehrsstraße und/oder die Wichtigkeit dieser Verkehrsstraße.
Es ist in der Tat einleuchtend, daß die Wahrscheinlichkeit, daß sich das Fahrzeug auf einer wichtigen Verkehrsstraße befindet größer ist, als das es sich auf einer Nebenverkehrsstraße befindet, oder noch mehr außerhalb einer Straße. Berücksichtigt man dieses Kriterium, so stellt das Verfahren der Erfindung die Wichtigkeit und den Einfluß des Verkehrs genauer fest.
Gleichermaßen ist es vorteilhaft, daß der Schritt zur Feststellung des Verkehrs eine Information der geographischen Charakterisierung des Bereiches erfordert, in dem jeder dieser Datenaustauschvorgänge stattfindet.
In der Tat sind die Übertragungsbedingungen sehr verschieden, je nachdem ob der betrachtete Ort sich auf dem flachen Lande, in einem bewaldeten Gebiet oder im städtischen Milieu befindet.
Ausgehend von diesen Informationen kann das Verfahren der Erfindung vorteilhafterweise mindestens ein statistisches Modell für die Fahrzeugbewegungen in den Zellen ins Spiel bringen.
Mehrere Modelle können parallel zueinander geprüft werden, wobei nur das den tatsächlichen Gegebenheiten am nächsten liegende behalten wird.
Bevorzugterweise umfaßt das Verfahren einen Schritt zum Messen des Verkehrs, der den Verkehrsfeststellungsschritt informiert.
Dies ermöglicht, die Eigenschaften des oder der statistischen Modelle zu präzisieren und gegebenenfalls das beste zu wählen.
Vorteilhafterweise umfaßt das Verfahren der Erfindung ebenfalls einen Schritt zur Feststellung der Abdeckungsstörfälle des Netzes.
Man weiß, daß es nicht selten ist, daß in der globalen Abdeckung einer Zelle eine oder mehrere empfanglose Gebiete erscheinen.
In diesem Falle ist es vorteilhaft, daß das Verfahren einen Schritt zur Änderung der Zellenzuordnungsmethode umfaßt, welche durch den Schritt zur Feststellung von Abdeckungsstörfällen informiert wird, so daß diese Abdeckungsstörfälle bei der Zuordnung der Zellen berücksichtigt werden.
Anders gesagt, gibt es nach der Erfindung eine Wechselwirkung zwischen der Festlegung der Netzinfrastruktur, welche die Transfer- und Auswahlalgorithmen berücksichtigt, und diesen Algorithmen, die als Funktion der Netzinfrastruktur optimiert werden.
So kann man die Bereiche funkelektrischer Nichtabdeckung oder die Bereiche sehr häufigen Transfers zwischen Zellen eliminieren.
Vorteilhafterweise umfaßt das Verfahren ebenfalls einen Schritt zur Auswahl eines automatischen Transferalgorithmus zwischen den Zellen unter mindestens zwei automatischen Transferalgorithmen zwischen den Zellen.
Bevorzugterweise geht dem Schritt zur Feststellung der funkelektrischen Abdekkung ein Schritt zur Festlegung eines Fortpflanzungsmodells voraus, der die Werte des gemessenen und/oder berechneten funkelektrischen Feldes berücksichtigt
Beispielsweise umfaßt der Schritt zur Feststellung der funkelektrischen Abdeckung mindestens eine der folgenden Operationen:
- Messungen des funkelektrischen Feldes;
- Interpolation der funkelektrischen Abdeckung, ausgehend von diesen Messungen in den diesen Messungen benachbarten geographischen Zonen;
- Extrapolation dieser funkelektrischen Abdeckung, ausgehend von diesen Messungen;
- Auswahl eines Fortpflanzungsmodells unter mindestens zwei verfügbaren Modellen,
sowie eine Operation zur Bestimmung der globalen funkelektrischen Abdeckung, ausgehend von diesen Messungen und/oder von den ausgeführten Interpolationen und/oder Extrapolationen und/oder von dem gewählten Fortpflanzungsmodell.
Bevorzugterweise betrifft diese Meßoperation mindestens 30 % der globalen Abdeckung.
Vorteilhafterweise wichtet der Schritt zur Feststellung eines Fortpflanzungsmodells die Messungen als Funktion ihrer Repräsentativität im Sinne der funkelektrischen Abdeckung.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfassen der Interpolationsschritt und/oder der Extrapolationsschritt die folgenden Schritte:
- Klassifizierungen der Messungen in mindestens zwei Gruppen;
- Anwendung eines verschiedenen Interpolationsmodells für jede dieser Gruppen.
Vorteilhafterweise umfaßt das Verfahren der Erfindung ebenfalls einen Schritt zur Änderung von mindestens einer Eigenschaft dieser Sender.
Insbesondere können die technischen Besonderheiten der Sender zu der Gruppe gehören, die folgendes umfaßt:
- Antennendiagramm;
- Leistung;
- Azimut;
- Zahl und/oder Wert der Sendefrequenzen;
- Zahl der Dienstkanäle;
- Zahl der Kommunikationskanäle.
Bevorzugterweise berücksichtigt das Verfahren mindestens eine der Beschränkungen aus der Gruppe, die folgendes umfaßt:
- vorgegebene Situation eines Senders;
- Relief;
- vorgegebene Form von mindestens einer Zelle.
Vorteilhafterweise umfaßt es noch einen Schritt zur Zuordnung einer globalen Senderessource zu jeder Zelle und/oder zur Unterteilung der globalen Senderessource, die jeder Zelle zugeordnet ist, in Signalkanälen und in Verkehrskanälen, die beispielsweise mindestens eine der Beschränkungen berücksichtigt, die der Gruppe angehören, welche die Wartewahrscheinlichkeit eines verfügbaren Kanals und die Blockierungswahrscheinlichkeit dieser Ressource umfassen.
Bevorzugterweise wird, um das Verfahrensergebnis zu optimieren, mindestens einer der erwähnten Schritte mindestens zweimal ausgeführt.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung ersichtlich, die zur Veranschaulichung und ohne einschränkenden Charakter vorgestellt wird sowie der beigefügten einzelnen Figur, die das allgemeine Prinzip des Verfahrens der Erfindung in Form eines Organigramms darstellt.
Das unten im Detail beschriebene Beispiel betrifft die Planung der zellularen Funktelefonnetze.
Man weiß nämlich, daß eine leistungsfähige Lösung des Problems der zunehmenden Zahl der Teilnehmer im Funktelefonnetz in der Einführung eines Funkkommunikationssystems zu den Fahrzeugen mit Zellenarchitektur besteht: das abzudeckende Gebiet wird in Zonen oder Sektoren unterteilt, die Zellen genannt werden (etwa 500 in Frankreich).
Wenn der Städtebau, die Industrialisierung und die Dichte des Straßennetzes einer Region die Zahl der Zellen, aus denen sie zusammengesetzt sind, rechtfertigen, so variieren die Formen und Abmessungen dieser Zellen (von einigen Einheiten bis zu einigen zehn Kilometer) insbesondere als Funktion folgender Faktoren:
- der örtlichen Fortpflanzungsgbedingungen (insbesondere aufgrund der städtebaulichen Entwicklung);
- der verfügbaren Standorte (Gebäude der Post) oder der notwendigen Standorte (erhöhte Stellen) zum Aufstellen der Sender;
- des störenden Einflusses der Sender benachbarter Gebiete;
- der Anwendung einer Richtantenne durch den Grundsender.
Jede Zelle wird nur durch einen Grundsender bedient. Zwei benachbarte Zellen verwenden verschiedene Frequenzen, aber die Frequenz, die einer Zelle zugeordnet ist, kann beispielsweise drei Zeilen weiter verwendet werden.
Hängt die genaue Form der Zellen stark von den genannten Faktoren ab, so scheint es unumgänglich, daß man über ein interaktives System zum Aufzeichnen der Zellen oder der Abdeckungsbereiche verfügen kann, innerhalb derer die empfangene Leistung und/oder das Verhältnis C/l (Nutzsignal/Störsignal) höher als ein gegebener Pegel ist.
Im Rahmen der Planung beweglicher zellularer Netze, die sehr verschieden ist von der Planung feststehender Netze, werden demnach vier Arten von Informationen erwartet, welche die technische Grundlage dieser Netze bilden:
- welches ist das Abdeckungsgebiet (Gebiet innerhalb welchem das von einem Fahrzeug empfangene Feld größer als ein gegebener Schwellenwert ist)?
- Wie kann der Sender in Verkehrs- und Signalkanälen dimensioniert werden?
- Wie werden die im Netz angewandten Algorithmen definiert und eingestellt (beispielsweise Algorithmen für den automatischen Transfer zwischen Zellen und für die Wiederwahl)?
- Wie können Lokalisierungsbereiche definiert werden?
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Einrichten der Netzinfrastruktur bereit, das eine optimierte Lösung dieser verschiedenen Fragen bietet, insbesondere unter Berücksichtigung der durch die Anwendung der automatischen Transferalgorithmen zwischen den Zellen und der Wiederwahlalgorithmen eingeführten Elastizität.
Bevor das Verfahren der Erfindung beschrieben wird, werden die Hauptmerkmale der zellularen Netze in Erinnerung gebracht.

ERINNERUNGEN

1. Funktionen der Netze

Die von einem zellularen Netz ausgeübten Funktionen sind in den technischen Spezifikationen dieser Netze beschrieben. Es müssen jedoch mindestens die folgenden Funktionen berücksichtigt werden, die den verschiedenen Netzen gemeinsam sind.

Lenkung der Rundfunkressourcen:

- Funkelektrische Übertragung gemäß einem der folgenden Lenkungskriterien für die funkelektrischen Ressourcen:
- OACSU (Off air call set up): die Zuordnung des Verkehrskanals erfolgt erst, wenn vom angerufenen Teilnehmer die Meldung kommt, daß der Hörer abgenommen wurde;
- HOACSU (half OACSU): die Zuordnung des Verkehrskanals erfolgt bei Empfang des Anrufantrags; die Weiterbeförderung des Anrufes erfolgt ohne auf die Zuordnung des Verkehrskanals zu warten;
- NOACSU (no OACSU): die Zuordnung des Verkehrskanals erfolgt bei Empfang des Anrufantrags, die Weiterbeförderung des Anrufes wird solange ausgesetzt, wie die Zuordnung des Verkehrskanals nicht erfolgt ist.
- Zugangsfunktion zum Netz für Fahrzeuge;
- Suche von Fahrzeugen: sie besteht darin, ein Fahrzeug darum zu bitten, den Netzressourcen beizutreten, wobei die Bitte in alle Zellen eines Lokalisierungsbereich genannten Bereiches, in dem sich das Fahrzeug befindet, gesendet wird;
- automatischer Transfer der Ressourcen zwischen den Zellen während einer Verbindung (der Algorithmus hängt vom Netz ab);
- Einreihen in die Warteschlange für die Zuordnung einer Ressource.

Lenkung der Fahrzeuge:

- Aktualisierung der Lokalisierung: damit kann die Liste der in einem Lokalisierungsbereich befindlichen Fahrzeuge nach deren Bewegungen aufgestellt werden.

Lenkung der Anrufe:

- Lenkung der Anrufe unter Berücksichtigung der Prioritäten (ein-/ausgehende, Transfer zwischen den Zellen bei Verbindungsantrag),
- Lenkung der eingehenden Anrufe (an ein Fahrzeug gerichtet);
- Lenkung der ausgehenden Anrufe (von einem Fahrzeug beantragt).

2. Ressourcen

Die Funkkommunikationsnetze verfügen über eine physikalisch begrenzte Ressource: ein Bruchteil des Frequenzspektrums. Das Zellularkonzept erlaubt die Wiederverwendung dieser Frequenzen unter bestimmten Bedingungen und somit die Kapazitätserhöhung und die Netzleistungsverbesserung.
Das Konzept der Funkkommunikationsnetze zur Herstellung von Verbindungen mit Fahrzeugen erfordert die Realisierbarkeit einer bestimmten Anzahl von Funktionen (Zugang zum System, Verfolgung der Fahrzeuge, Kontinuität von Kommunikationen, Signalaustausch, der für die Fahrzeuge transparent sein muß, ...).
Jede dieser Funktionen wird über einen Funkkanal befördert. Die logischen Kanäle sind über einen physikalischen Kanal multiplexiert (Träger mit nur einer Frequenz oder abwechselnd mit mehreren Frequenzen).
Jede Zelle verfügt über eine Menge von Kanälen, die sie zu Signal- oder zu Funkkanälen spezialisieren kann.

3. Fahrzeugaktivitäten

Ein Fahrzeug kann sich im Stand-by ("ausgeschaltete Station"), im Wartezustand ("identifizierte Station") oder im aktiven Zustand (in Verbindung) befinden.
Ein Fahrzeug im Stand-by kann nicht vom Netz erfaßt werden (das Ergebnis einer Suche nach dem Fahrzeug, die immer vom Netz ausgeführt wird, ist negativ aber verbraucht Signalressourcen).
Ein Fahrzeug im Wartezustand wird vom Netz verfolgt (Aktualisierung der Lokalisierung) und ist im Falle einer eingehenden Verbindung erreichbar (Suche nach dem Fahrzeuges in dem Lokalisierungsbereich, in dessen Obhut es sich befindet)
Ein Fahrzeug, welches sich in Verbindung befindet, wird nicht vom Netz gesucht.
Die möglichen Zustandsänderungen sind: Übergang vom Stand-by in den Wartezustand, vom Wartezustand in den aktiven Zustand, vom aktiven Zustand in den Wartezustand, vom Wartezustand in den Stand-by. Der Übergang vom Stand-by in den aktiven Zustand erfolgt über den Wartezustand, der die Signale erzeugt.

4. Fortpflanzung

Die physikalischen Phänomene, die bei Verbindungen mit Fahrzeugen auftreten, die sich im städtischen Bereich bewegen, führen dazu, daß die vom Fahrzeug empfangene funkelektrische Leistung zufälligen Störungen unterliegt (auch dann, wenn die Sendeantenne mit konstanter Leistung über eine feste Frequenz sendet), welche sich aus dem Zusammenwirken der drei folgenden Faktoren ergeben:
Effekte im kleinen Umfang oder schnelle Schwankungen, auch Rayleigh- Schwankungen genannt: an zwei relativ dicht beieinander liegenden Punkte (einige Wellenlängen) sind die Variationen der empfangenen Leistung sehr stark und vollkommen dekorreliert: sie sind auf Reflexionen und Mehrfachwege der Wellen zurückzuführen;
mittlere Effekte oder langsame Variationen, die sich aufgrund der "Masken" ergeben: über eine Entfernung von 20 bis 40 Wellenlängen eliminiert der Mittelwert des lokalen Feldes schnelle Schwankungen aber bleibt langsamen Variationen unterworfen, die sich aus den umgebenden Masken ergeben. Diese Schwankungen des Feldes werden modellmäßig durch eine zufällige Variable gemäß einer Lognormalverteilung, oder gemäß einer Normalverteilung, wenn der Ausdruck in Dezibel erfolgt, mit einer Varianz zwischen 5 und 8 dB erfaßt.
Effekte im großen Umfang oder Veränderungen des mittleren Zellenfeldes: diese Variationen sind nicht mehr zufällig sondern hängen von verschiedenen untereinander unzusammenhängenden Elementen ab, wie die städtebauliche Entwicklung, der Höhenunterschied zwischen feststehenden Elementen und Fahrzeugen usw.

5. Dienstleistungsalgorithmen

Es werden drei Algorithmen angewandt, um die Zugänglichkeit und die Verfolgbarkeit der vom beweglichen Netz den Abonnenten angebotenen Dienstleistungen sicherzustellen.

Zufälliger Zugangsalgorithmus:

Der Netzzugang ist für ein Fahrzeug vom Typ des zufälligen Zugangs mit rechteckige Lücken. Dieser Algorithmus wird dann angewandt, wenn ein Fahrzeug eine Funkressource verlangt oder wenn es eine Suchmeldung beantworten will.

Wiederwahlalgorithmus:

Die Auswahl einer Aufnahmezelle für den Netzzugang erfolgt über einen (Wieder)wahlalgorithmus. So wird das Fahrzeug in der Zelle lokalisiert, in der die Qualität einer etwaigen Verbindung optimiert ist.

Automatischer Transferalporithmus zwischen den Zellen:

Wenn ein Fahrzeug in Verbindung tritt, so wird die Verfolgung der Verbindung bei Zellenwechsel durch die Wirkung eines automatischen Transferalgorithmus zwischen den Zellen sichergestellt. (Wenn Interferenzen zu stark sind, so kann dem Fahrzeug gegebenenfalls ein neuer Verkehrskanal zugeordnet werden. Man spricht dann vom automatischen Transfer zwischen den Zellen).
Der ursprüngliche Zweck des automatischen Transfers zwischen den Zellen (TAI) ist in einem nahezu idealen zellularen Netz das Aufrechterhalten einer Verbindung unter den bestmöglichen Qualitätsbedingungen, trotz der Fahrzeugbewegungen in den Netzzellen.
Die Algorithmen, welche die TAI-Funktion verwirklichen, können ziemlich komplex sein, aber die TAI-Entscheidungen werden ausgehend von Messungen getroffen, die von den Fahrzeugen und von den Basisstationen ausgeführt werden und die mit mehr oder weniger guter Genauigkeit die Fortpflanzungsbedingungen zwischen der Basisstation und dem Fahrzeug im Augenblick der Messungen beschreiben. Die für solche Algorithmen verwendeten Parameter sind beispielsweise: der empfangene Leistungspegel, das Verhältnis C/l, die Entfernungen zwischen dem Fahrzeug und der Basisstation und den benachbarten Stationen, die relativen Verkehrsbelastungen der benachbarten Zellen.

VERFAHREN DER ERFINDUNG

Hauptzweck der zellularen Netztechnik beim Funkverkehr mit Fahrzeugen gemäß der Erfindung ist es, einen wohlüberlegten Ansatz bestimmter technischer Fragen zu ermöglichen, die mit der Beweglichkeit der Abonnierten und mit dem Zellenverkehr zusammenhängen: Erlangen einer Feinkenntnis der relativen Wichtigkeit der verschiedenen charakteristischen Netzparameter sowie der Wirkung einer Änderung dieser Parameter zum Zweck der Kontrolle und der Optimierung bei der Verwendung der Ressourcen; durch Simulation des Verhaltens der Abonnierten, die Vorhersage des Bedarfes und der Dimensionierung der Zellen zu ermöglichen; die durch die Anwendung der Algorithmen induzierten Elastizität zu beherrschen usw.
Das Planungshilfsmittel der Erfindung erlaubt somit insbesondere:
das Berechnen (durch Vorhersage oder Interpolation) und das Veranschaulichen der Abdeckungen, insbesondere derer, die mit der Mobilität verbunden sind, für aus der Zelle oder in die Zelle aus-/eingehende TAI;
die Beschreibung des Verkehrsflusses zwischen Zellen, von Lokalisierungsbereichen usw.;
die Beschreibung der Lokalisierungsbereiche;
die Beschreibung und Simulation eines TAI-Algorithmus, um dessen Relevanz zu messen;
das Veranschaulichen der TAI-Orte;
das Dimensionieren des Netzes;
die Simulation des zeitlichen Netzverlaufes;
die dynamische Simulation des Systems durch Lenkung der mit Zellen zusammenhängenden Störfälle;
das Veranschaulichen dieser Daten.
Hauptmerkmal der Erfindung ist das Berücksichtigen der Elastizität der Zellen, d.h. die Wirkung der Mobilität und der Algorithmen auf die Verkehrskapazität und auf die funkelektrische Abdeckung.
Von einem Fahrzeug aus gesehen weicht in der Tat die tatsächliche Abdeckung einer Zelle von ihrer funkelektrischen Abdeckung ab, je nachdem ob das Fahrzeug in die Zelle eintritt (geringere Abdeckung) oder sie verläßt (größere Abdeckung).
Anders gesagt beruht die Erfindung auf dem neuen Lösungsansatz des Problems der Einrichtung der Infrastruktur zellularer Kommunikationsnetze, der darin besteht, diese Netze so zu betrachten, wie sie aus der Sicht der Fahrzeuge erscheinen (dynamischer Ansatz) und nicht mehr aus der Sicht der Basisstationen einer jeden Zelle (statischer Ansatz).
Die beigefügte Figur zeigt in vereinfachter Weise die Eigenschaften des Verfahrens der Erfindung. Es folgt eine kurze Beschreibung der Figur, ehe besondere Ausführungsbeispiele für jedes Modul detailliert dargestellt werden.
Das Verfahren umfaßt zwei Hauptschritte:
- Bestimmung 11 der funkelektrischen Abdeckung;
- Bestimmung 12 der tatsächlichen Abdeckung (wobei die Elastizität der Zellen berücksichtigt wird).
Der erste Schritt 12 entspricht teilweise (für einige Schritte) den bekannten Methoden. Er berücksichtigt Feldmessungen 13, die beispielsweise über 30 % der Gesamtfläche, deren Abdeckung man kennen möchte, ausgeführt werden.
Diese Messungen werden dann interpoliert und/oder extrapoliert, nach mindestens einem neuen spezifischen Modell, das später beschrieben wird.
Zuletzt wird mit Hilfe eines auf Wahrscheinlichkeitsrechnungen basierenden Fortpflanzungsmodells 16 die Gesamtabdeckung bestimmt. Durch Mischen der (mit Hilfe des Fortpflanzungsmodells) simulierten und interpolierten Bereiche, erhält man ein allgemein kohärentes Muster der Netzabdeckung.
Vorteilhafterweise umfaßt das Verfahren eine Mehrzahl von Fortpflanzungsmodellen und die Auswahl eines Modells für einen Abdeckungsbereich erfolgt als Funktion der ausgeführten Messungen 13, um diesen Bestimmungsschritt 11 zu optimieren.
In einer zweiten Phase erfolgt die Bestimmung (12) der tatsächlichen Netzabdekkung. Berücksichtigt man (14) die verschiedenen Algorithmen 15 (TAI, Wiederwahl, ...) und betrachtet man die Fahrzeugbewegungen, kann man in der Tat genauere Information bezüglich der tatsächlichen Zellenabdeckung erhalten, insbesondere über die Überlappungsbereiche zwischen zwei Zellen.
Es ist verständlich, daß der Verkehr innerhalb dieser Überlappungsbereiche die Belastung einer Zelle in erheblichem Umfang verändern kann. Entspricht demnach eine Fahrtroute über eine gewisse Entfernung einem Überlappungsbereich, so bleiben die Fahrzeuge bevorzugterweise in Verbindung mit dem Sender der Zelle aus der sie gekommen sind (um nicht aufhörende TAI zu vermeiden). In diesem Falle handelt es sich um eine Ausweitung der funkelektrischen Abdeckung aufgrund der Transferalgorithmen.
Die tatsächliche Abdeckung, und somit der angebotene Verkehr, weicht von der funkelektrischen Abdeckung ab, die mit klassischen Verfahren bestimmt wird. Berücksichtigt man diese Algorithmen und die Beweglichkeit der Sender/Empfänger, so ermöglicht das Verfahren der Erfindung eine viel genauere Kenntnis der tatsächlichen Abdeckung einer Zelle.
Gemäß der Erfindung ist es ebenfalls möglich, eventuelle Bereiche schlechten Empfangs oder Bereiche, in denen TAI häufig auftreten (beispielsweise im oben genannten Beispiel einer Fahrtroute, die einem Überlappungsbereich entspricht) zu erfassen und die Algorithmen entsprechend zu ändern (20).
Dieser Schritt 12 ermöglicht ebenfalls das Dimensionieren der Ressourcen einer jeden Zelle (in Signal- und Funkkanäle), als Funktion der Simulationsberechnungen, die aus den Algorithmen 15 bestimmt wurden.
Um den Schritt 12 zu optimieren, berücksichtigt das Verfahren vorteil hafterweise Verkehrsmessungen 17, mit denen das angewandte statistische Bewegungsmodell genauer bestimmt werden kann.
Die Erfindung sieht ebenfalls einen Schritt 18 zur Änderung einer oder mehrerer Netzeigenschaften vor. So ist es möglich, über eine Feinkenntnis der relativen Wichtigkeit der verschiedenen charakteristischen Netzparameter zu verfügen, wie beispielsweise die Leistung oder die Kapazität einer Zelle, die Wirkung einer Änderung dieser Parameter zum Zweck der Kontrolle und der Optimierung bei der Verwendung der Ressourcen zu schätzen und eine Vorhersage in Richtung auf die Technologie zu treffen.
Da man in der Lage ist, Änderungen der Antennendiagramme, der Leistung sowie des Azimuts dieser an den endgültigen Orten ausgeführten Messungen durchzuführen, kann die Änderung der Technologie in Realzeit geschätzt werden, ohne Feldmessungen erneut durchführen zu müssen.
Die Systemeinstellung (Feineinstellung der Algorithmenparameter) erlaubt eine Einstellung des Netzes vom Standpunkt der Verkehrsverteilung durch Simulation von Fahrzeugen auf Straßen.
Die Erfindung ermöglicht ebenfalls die Berücksichtigung einer gewissen Zahl von erzwungenen Beschränkungen 19, wie die Stellung einer Antenne oder eine bereits existierende Zelle.
Bei Bedarf können die Abdeckungs- und Verkehrssimulationen mehrfach wiederholt werden.
Es wird nun detaillierter eine Ausführung der verschiedenen Schritte des Verfahrens dargestellt, insbesondere sieben verschiedene Anwendungen der Erfindung, die unabhängig voneinander oder kombiniert durchgeführt werden können, nämlich:
- Anwendung 1: Interpolation und Extrapolation der Messungen;
- Anwendung 2: Berücksichtigung der Beweglichkeit und Simulation des Verkehrs;
- Anwendung 3: Simulation;
- Anwendung 4: Definition der TAI-Algorithmen;
- Anwendung 5: Simulation auf einer Straße;
- Anwendung 6: Definition der Lokalisierungsbereiche;
- Anwendung 7: Verkehrsfluß.

1. Feldmessungen

Feldmessungen erfolgen mit einem doppelten Zweck: die Bestimmung der Koeffizienten des probabilistischen Fortpflanzungsmodells und das Ermitteln der 37tatsächlichen Abdeckung einer Zelle.
Im ersten Fall erfolgen die Messungen ausgehend von den Messungstandorten, die an Stellen untergebracht sind, die als repräsentativ für die Umgebung gelten, wobei die Zahl der Feldmessungen begrenzt sein kann.
Im zweiten Fall erfolgen die Messungen ausgehend von einem endgültigen Standort und die Zahl der Messungen muß groß genug sein, um eine Deutung durch Interpolation zu ermöglichen.
Das Meßprotokoll ist das gleiche, unabhängig vom Zweck der Messung.
Für einen gegebenen Standort wählt man die Straßen, auf denen die Messungen erfolgen sollen. Die zu folgenden Straßen werden auf der Grundlage von Straßenkarten digitalisiert. Dann stellt sich das Meßfahrzeug auf der Straße am angegebenen Ausgangspunkt.
Bei jeder Akquisition von Meßwerten werden die Daten bezüglich der kumulierten zurückgelegten Entfernung in einer Messungsdatei gespeichert, gleichzeitig mit den Daten bezüglich des über die zurückgelegte Entfernung geschätzten Feldes.
Die Genauigkeit der Meßpunktkoordinaten hängt vom System ab (Satellitenerfassung, an Bord befindliches Modul von der Art eines Kreiselkompasses, Ausrichtungsdaten, ...). Die Genauigkeit der Feldmessungen wird durch Anwendung des zentralen Grenzsatzes ermittelt und hängt somit von der Abtastungsschrittweite ab.
Zum Einstellen von Parameter müssen die Messungen an den repräsentativsten Meßstellen für die endgültigen Standortumgebungen ausgeführt werden.
Die Zahl der angewandten Messungen beeinflußt selbstverständlich die Ergebnisse. Für eine Zelle beträgt die vernünftige Zahl von Messungen 3000 oder 4000.

2. Verkehrsmessungen

Die Verkehrsmessungen ermöglichen eine Abschätzung der geographischen Bereiche mit Verkehrsbedarf (Winkelmessungen) und auch, für eine gegebene Zelle, die Kenntnis des Verhaltens der Abonnenten bezüglich des Verbrauchs an Erlangs und der Verkehrsverteilung zu benachbarten Zellen (Verkehrsmessungen vor Ort).
Anders gesagt dienen die Verkehrsmessungen wie die Feldmessungen einerseits als Einstellwerte für eine Simulation und andererseits als Vergleich der tatsächlichen Gegebenheiten mit den Simulationsergebnissen: die Tragweite eines durch die tatsächlichen Gegebenheiten bestätigten Modells kann danach seine Anwendung in einem Gebiet ohne Messungen rechtfertigen.

- Winkelmessungen:

Ausgehend von drei mit Antennen bestückten Standorten werden Ortungen der Spektralbelegung in dem Frequenzband durchgeführt, das von den Fahrzeugen genutzt wird. Immer wenn eine Verbindung erfaßt wird, wird der Sendepunkt winkelmäßig erfaßt. Wenn die Messungen erfolgt sind, wird das Frequenzband, ausgehend von der letzten untersuchten Frequenz, weiter beobachtet. Am Ende des Spektrums wird an den Anfang des Frequenzbereiches angeschlossen. Man verfügt nun über Dateien, welche die Koordinaten der Verkehrspunkte enthalten.

- Verkehrsmessungen vor Ort:

Diese Messungen erhält man über das Netzbeobachtungssystem. Sie melden den Verkehr, der über einen gegeben Zeitraum geflossen ist sowie weitere Statistiken zum Verhalten der Verkehrswege. Man kann über die Verteilung des Verkehrs zu und von den benachbarten Zellen verfügen.
Man kann ebenfalls diese Messungen vorteilhaft durch Systemmessungen vervollständigen.

3. Interpolation und Extrapolaton der Messungen (Anwendung 1)

Die Feldmessungen sind über Straßen verteilt. Um die assoziierten Abdeckungsbereiche zu bestimmen, müssen die Messungen über ein gleichmäßiges Netz bekannt sein (beispielsweise alle 100 m).
Die Interpolation ergibt eine nähere Ansicht der tatsächlichen Gegebenheiten, aber kann nicht allzu weit entfernt von den Meßpunkten ausgeführt werden.
Wenn die Extrapolation wohl definiert ist, ermöglicht sie die Kenntnis des Feldes so weit wie gewünscht innerhalb des untersuchten Gebietes.
Es werden vier Beispiele von anwendbaren Interpolations-/Extrapolationsmethoden angegeben.

- Methode 1

Es werden die vier, drei oder zwei am nächsten liegenden Punkte eines Punktes der Vernetzung innerhalb eines Kreises mit gegebenem Radius bestimmt.
M beträgt:
wobei Ei der Wert des Feldes am Punkte i (i = 1 bis 4) ist, in einer Entfernung di des Vernetzungspunktes M.
Der Wert an einem Vernetzungspunkt wird gleich dem Mittelwert der Werte genommen, die sich innerhalb eines Kreises von gegebenen Radius befinden, wenn die Daten dicht sind.

- Methode 2

Die Interpolation erfolgt in mehreren Schritten:
1. Die Werte um einen Vernetzungspunkt, die sich innerhalb eines Kreises von gegebenen Radius R&sub1; (typischerweise 2/2 mal die längste Vernetzungsseite, um die Ebene mit Scheiben zu bedecken) oder im Inneren eines Blocks mit Mittelpunkt am betrachteten Vernetzungspunkt befinden, werden gemittelt, um dem Vernetzungspunkt einen Wert zu geben.
2. Für die Vernetzungspunkte, deren Wert nicht bekannt ist, wird nach Interpolation vorgegangen, ausgehend von den Werten der bekannten Vernetzungspunkte (die sich aus Schritt 1 ergeben) und die innerhalb eines Kreises mit Radius R&sub2; sowie in jedem der vier Quadranten um den zu interpolierenden Punkt liegen. Zwischen zwei Punkte A und B, die M umgeben und für die man die Feldwerte EA und EB kennt, berechnet man das Feld EM aus der Beziehung:
wobei XI die Abszisse des Punktes I darstellt.
Man geht gleichermaßen mit den anderen Punkten und mit den Ordinaten vor. Im besten Fall verfügt man über zwei interpolierte Werte, von denen man den Mittelwert nimmt.
Hat man nur einen Punkt, oder wenn man zwei Punkte hat, die sich in entgegenliegenden Quadranten befinden, so nimmt man den näheren Punkt.

- Methode 3

Wenn man nur einen Meßpunkt im betrachteten Kreis hat, interpoliert man, indem man die Konstante CSTE herleitet, die derart ist, daß E&sub1; = CSTE1 + α log&sub1;&sub0; D&sub1;, wobei α ein gegebener Koeffizient ist (Vorgabe -35,5), ausgehend vom Wert des Feldes E&sub1;, dessen Abstand zur Grundstation D&sub1; beträgt. Man berechnet dann den Abstand D&sub2; des Vernetzungspunktes zur Grundstation und leitet E&sub2; = CSTE2 + α log&sub1;&sub0;D&sub2; ab.
Ansonsten verfügt man für ein gegebenes α über mehrere Konstantenwerte: CSTE1, CSTE2, CSTE3, CSTE4, ... Man berechnet dann den Mittelwert dieser Konstante, demnach CSTM, wie man E. in den Modulen 1 und 2 berechnet, und das interpolierte Feld ist:
EM = CSTM + αlog&sub1;&sub0;DM,
wobei DM der Abstand zwischen dem Punkt und der Grundstation ist.

- Methode 4

Die Vernetzungspunkte werden in eine gegebene Klassenzahl (NC) aufgeteilt. Der Klasse K ist ein Feldmodell des Typs:
Ek = CSTEk - αk log&sub1;&sub0;d assoziiert,
wobei αk und CSTEk Konstanten sind. Wenn bei der Interpolation/Extrapolation ein Vernetzungspunkt der Klasse k angehört, so bestimmt das assoziierte Modell den Wert des empfangenen Feldes.

4. Fortpflanzungsmodell

Es sind viele Abschwächungsmodelle bekannt. Sie können in zwei Kategorien klassifiziert werden, je nachdem ob es eine Korrektur für die sich aus den Kanten ergebenden Beugung gibt (was eine größere Komplexität des Berechnungsalgorithmus verursacht).
Die an einem Punkt (x, y) vom Fahrzeug empfangene Leistung in dB beträgt:
Pr (x,y) = Pe - A(x,y)-J(v)-G( )-H(κ),
wobei A(x, y) die einfache Abschwächung, J(ν) die Korrektur für schmale Kanten und G( ) und H(κ) die Korrekturen für abgerundete Kanten sind.
Die Abschwächung der Leistung als Funktion des Abstandes d(x, y) zwischen dem Fahrzeug und dem Sender variiert um 1/dα(x, y), wobei α zwischen 2 (in freier Umgebung) und 4 (Maximalwert im Stadtgebiet) liegt.
Es werden verschiedene Modelle für die Abschwächung vorgeschlagen, wie das Modell des freien Raumes, das Modell der ebenen Erde, die synthetischen Modelle (Egli, Kozono/-Watanabé, Damasso, ...) oder das Okumara/Hata Modell.
In ebenfalls bekannter Weise wird einem gegebenen Relief ein Parameter ν, oder κ assoziiert, der im nachhinein zum Berechnen der zu einer einfachen Abschwächung zusätzlichen Abschwächung verwendet wird.
Es werden die folgenden Fälle unterschieden:
- scharfe Kante;
- zwei Kanten (Deygout- oder Epstein-Peterson-Methode);
- drei Kanten und mehr (Edwards/Durkin- und Blomquist/Lade-Modelle).
Das Interesse der probabilistischen Fortpflanzungsmodelle besteht in der Möglichkeit, Abdeckungen vorhersagen zu können ohne systematische Feldmessungen durchführen zu müssen, die einen hohen Material-, Personal- und Mittelaufwand erfordern.
Probabilistische Hilfsmittel ermöglichen die Bestimmung der Relevanz eines Modells sowie die Koeffizienten des probabilistischen Fortpflanzungsmodells, um es so gut wie möglich dem untersuchten Gebiet anzupassen. Dafür wählt man die Parameter, die man berücksichtigen möchte und schreibt dann das lineare Modell. Zuletzt bestimmt man mit Hilfe der Fisher-Smedecor-Statistik die relevanten Parameter durch Vergleich mit Feldmessungen, und in welchem Umfang diese Parameter wirken.
Zum Verbessern der dargestellten Modelle können neue bedeutungsvolle Parameter berücksichtigt werden oder einfacher die Koeffizienten eines Modells angepaßt werden.
Man kann danach über Methoden linearer Regression die Werte der Koeffizienten des untersuchten probabilistischen Fortpflanzungsmodells finden.

5. Berücksichtigung der Mobilität und Simulation des Verkehrs (Anwendung 2)

Nach einer wesentlichen Eigenschaft der Erfindung werden bei der Bestimmung der Netzmerkmale die Fahrzeugbewegungen und der Verkehr berücksichtigt.
Durch Simulation der Beweglichkeit der Abonnenten, ihres Konsums sowie des Netzes (Abdeckungsbereiche, Einbringung von TAI, Zustand der Zellen, ...), wird das Verhalten des Netzes vorhergesagt und seine Leistungsfähigkeit analysiert. Die so erreichten Fähigkeiten ermöglichen es, den Netzvariationen entgegenzuwirken und vor allem, sich von der Elastizität zu verselbständigen, welche die Anwendung von Algorithmen in die Technik einführt.
Zwischen einem (dem Zufall überlassenen) pragmatischen Ansatz und (kostspieligen) Versuchen, erscheint das Verfahren der Erfindung am vernünftigsten bezüglich des Leistung/Kosten-Verhältnisses.
Das angestrebte Ziel besteht insbesondere darin, das Dimensionieren der Stationen (bezüglich der Signal- und Hörfunkkanäle) zu erreichen. Es müssen demnach die verschiedenen Netzfunktionen simuliert werden, um daraus die aus jeder sich ergebenden Belegung herzuleiten:
- zufälliger Zugang der Fahrzeuge;
- Suche nach den Fahrzeugen;
- Lokalisierung;
- Signalisierung für das Zustandebringen von Verbindungen;
- TAI;
als Funktion der Kommunikationslenkung (OACSU, NOACSU, HOACSU).
Zu diesem Zweck berücksichtigt die Simulation fiktive Kanäle: für den Signalkanal unterscheidet man zwischen dem EA-Kanal zum Aufbau von Verbindungen, dem LOC-Kanal für die Lokalisierungssignalisation und dem MC-Kanal für den Transfer kurzer Meldungen. In derselben Weise wird für die Verkehrskanäle zwischen dem TAI-Kanal und dem FRAIS-Kanal unterschieden, um die von den TAI belegte Kanalmenge zu schätzen sowie die, die mit neuem Verkehr belegt sind.
Beispielsweise wird im Anhang 1 ein Beispiel numerischer Werte angegeben, die berücksichtigt werden können, um das statistische und zeitliche Verhalten der Fahrzeuge zu beschreiben und um ein Netztyp als Modell aufzustellen.
Ausgehend von den Netzverhaltensdaten und den fahrzeugnutzenden Abonnentendaten ist es möglich, Vorfälle und Ereignisse zu berechnen, die in den Statistiken als Funktion dieser Parameter alleine (Prozentzahlen) und eines Grundereignisses berücksichtigt werden. Es wird beispielsweise das folgende gewählt:
λ = ausgehendes effektives Verbindungsereignis (das zu einem Rufzeichen führt) je bewegliche Einheit und Sekunde.
Die verschiedenen Vorfälle, die aus diesem Wert bestimmt werden können, sind im Anhang 2 gegeben.
Um die Schreibweise zu vereinfachen, wird mit λk das Auftreten eines Zustandes und mit Tk die Gesamtdurchschnittsdauer in diesem Zustand bezeichnet, d.h., die durchschnittliche Verweildauer in diesem Zustand plus die eventuelle Signaldauer. Ist T die gesamte Simulationsdauer, so ist λkT die mittlere Zahl von Vorkommnissen für den Zustand k während der Zeit T. Das Verfahren der Erfindung kann ebenfalls die folgende Information vermitteln:

Wahrscheinlichkeit. sich in einem Zustand k zu befinden:

Dabei handelt es sich um das Verhältnis der Zahl der Fahrzeuge, die sich während der Zeit T im Zustand k befinden und der Gesamtzahl von Fahrzeugen während der Zeit T, demnach NT.
Im Falle von Fahrzeugen, die sich im Wartezustand oder im Stand-by befinden, erhält man einfach:
oder: PMS = λSOM TSOM und PMV = λVEI TVEI (wobei PMS = Wahrscheinlichkeit, daß sich das Fahrzeug im Stand-by und PMV = Wahrscheinlichkeit, daß sich das Fahrzeug im Wartezustand befindet).
Für Fahrzeuge die in Verbindung sind, muß man die verschiedenen Fälle berücksichtigen. Mit der Gesamtwahrscheinlichkeitsformel erhält man, nach Kürzung durch NT:
wobei PMC = Wahrscheinlichkeit, daß das Fahrzeug in Verbindung ist.
Diese Formel erlaubt die Bestimmung des Grundereignisses als:
Als aktiv wird ein Fahrzeug bezeichnet, das entweder im Wartezustand oder in Verbindung ist.
Wahrscheinlichkeit, in den Zustand k überzugehen:
Das Verhältnis der Ereigniszahl des Zustandes k während der Zeit T zur Gesamtzahl der Ereignisse. Nach Kürzung durch T erhält man:

6. Berechnung der mit den Ereignissen zusammenhängenden Größen

Durch Verwendung von Warteschlangenberechnungen und von relativ einfachen Schätzungsberechnungen, kann man die Belastung der verschiedenen Signal- und Funkkanäle schätzen.

Verkehrsverfolgung:

Es wird eine Zelle mit C Kanälen betrachtet, mit einem Warteraum der Größe N. Die Dienstleistung mit der Dauer 1/µ ist nach einem Exponentialgesetz mit dem Parameter µ verteilt.
Die Grundparameter eines Betriebes mit Wartezeit sind die Wahrscheinlichkeiten für das Blockieren, für das Warten, für das Warten während einer längeren Zeit als tO im Warterraum des Systems sowie die durchschnittliche Wartezeit a in der Warteschlange.
Wenn man den Verkehr gleich A setzt, wird insbesondere folgendes bestimmt:
a) Wahrscheinlichkeit, n belegte Kanäle in der Zelle zu haben:
p(n) = p(O) An/n! wenn 0 ≤ n ≤ C
p(n) = p(O) An/(Cn-c C!) wenn C ≤ n ≤ C + N, wobei
oder: p(n) = Prozentzahl der Simulationszeit während welche n Kanäle belegt sind.
Die Durchschnittszahl der Fahrzeuge in dem System ist:
b) Blockierwahrscheinlichkeit: Dies ist die Wahrscheinlichkeit dafür, daß ein Fahrzeug, welches im System ankommt, alle Ressourcen belegt und den Warteraum voll vorfindet:
oder: Pb = Prozentzahl der Simulationszeit während der alle Ressourcen belegt sind.
Die durchschnittliche Zahl belegter Kanäle ist:
c) Wartewahrscheinlichkeit (Wahrscheinlichkeit, daß ein Fahrzeug auf die Zuordnung einer Ressource warten muß):
oder: Pa = Prozentzahl der Simulationszeit während der ein Fahrzeug auf eine Ressource wartet.

Aktualisierungsfunktion der Lokalisierung

Ist die Dichte von Fahrzeugen im Berechnungsgebiet konstant (Zelle oder Lokalisierungsbereich mit Kreisen assimiliert) und wenn die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge voneinander unabhängig sind und demselben Dichtegesetz fV mit dem Mittelwert V unterstellt sind, mit gleichmäßig verteilten Orientierungen, so ist die Rate der Fahrzeuge, welche die Grenze der Länge L des Gebietes mit der Fläche S überqueren (nach Integration nach der Geschwindigkeit, nach dem Winkel und nach der Grenze):
( V L)/(π S) = (V L)/(π S)
Das Vorkommen der Lokalisierungsaktualisierungen je Fahrzeug und Sekunde in einem Lokalisierungsbereich mit N Zellen durch die aktiven Fahrzeuge beträgt dann:
λLOC = PMV (4V/(3 3 R)) (n+1/n)
oder, gemäß der im Dokument "Endbericht des Signalling Expert Group", Stockholm, April 1987, angegebenen Formel:
wobei
ein halb-empirischer Wert ist, der den Umfang des Lokalisierungsbereiches präzisiert, der N kreisförmige Zellen mit dem Radius R umfaßt. Im Falle sechseckiger Zellen, die in einem Kreis mit Radius R eingeschrieben sind, wählt man L = 65 (1 - (2n - 1/3n)).
Man kann ebenfalls ALOC so wählen, das es gleich der Zahl der Fahrzeuge ist, deren Lokalisierung während der Simulation aktualisiert wird, geteilt durch die mittlere Zahl aktiver Fahrzeuge und durch die Simulationsdauer, wobei die mittlere Zahl der aktiven Fahrzeuge gleich Σk * (% der Zeit, während der k Fahrzeuge aktiv sind) ist, wobei k zwischen 0 und der Zahl der simulierten Fahrzeuge variiert.

Fahrzeugsuchfunktion

Ist N die Zahl der Zellen im Lokalisierungsbereich, NPM die Zahl der Suchmeldungen für Fahrzeuge in einer Zelle je eingehenden Anrufversuch einer beweglichen Station, die sich in einer anderen Zelle des Lokalisierungsbereiches befindet, F die Höchstzahl der Suchmeldungen je eingehenden Anrufversuch und NMA die mittlere Zahl der Abonnenten, die gleichzeitig bedient werden können, so ist das Suchereignis die Summe der drei möglichen Konfigurationen und beträgt:
λPAC = (λAEC + λAEA) ((N-1)NPM + (F-1)PAEA + 1/PMV,
wobei λPAC = Zahl der Suchaktionen während der Simulation / (Durchschnittszahl aktiver Fahrzeuge * Simulationsdauer).
Die Durchschnittszahl der Suchaktionen je Zeitintervall DS beträgt:
PAC = NMA DS λPAC

7. Simulation der funkelektrischen Abdeckungen

Ein wesentlicher Wert für die Simulation zellularer Netze ist die Simulation der funkelektrischen Abdeckung einer jeden Zelle des Netzes. Ausgehend von einem probabilistischen Fortpflanzungsmodell sowie von den technischen Eigenschaften einer Station, ist es möglich, die empfangene Leistung an jedem Vernetzungspunkt zu berechnen. Die Menge der empfangenen Leistungsdateien, die mit den Stationen assoziiert sind, erlaubt die Berechnung des Signal/Interferenz-Verhältnisses C/l, wobei das Filter für die Stationen mit Frequenzen auf benachbarten Kanälen berücksichtigt wird.
Mit diesen Dateien kann man Funkabdeckungsbereiche als Funktion des Kriteriums C (empfangene Leistung) oder von C/l (empfangene Leistung/Interferenz) konstruieren, oder als Funktion eines aus den beiden kombinierten Kriteriums. Man hat somit Zugang zu den folgenden Elementen:
- Nominalzellen ohne Sendeleistungskontrolle,
- Nominalzellen mit Sendeleistungskontrolle,
- Nominalzellen und Abdeckungsbereiche,
- Nominalzellen und C/I Bereiche,
- Abdeckungsbereiche,
- Abdeckungsbereiche und C/l Bereiche,
- C/l Bereiche.

8. Simulation der mit der Beweglichkeit zusammenhängenden Abdeckungen

Die Konstruktion tatsächlicher Abdeckungsbereiche wird als auf einem der drei vorhergehenden Kriterien und auf mindestens einem zusätzlichen Kriterium basierend definiert. Dieses letzere Kriterium kann sein:
- das Ergebnis des Verhaltens eines Fahrzeuges im funkelektrischen Abdeckungsbereich, als Funktion des TAI Algorithmus,
- die Verschiebung über die Abdeckung, damit der ablauffähige Verkehr kleiner als ein maximaler Schwellenwert sei, mit Messung der daraus folgenden Verkehrsvariation und der Flächenvariation.
Für das zweite Kriterium kommt es darauf an, den Empfangsschwellenwert zu variieren, wobei der Verkehr gleichmäßig über die Fläche der Zellen verteilt wird. Für das erste Kriterium ist das Verfahren komplexer:
- man setzt sich einen Schwellenwert für die empfangene Leistung zum Auslösen des TAI-Algorithmus und leitet daraus die Vernetzungspunkte ab, welche der durch diesen Schwellenwert abgesteckten Grenze entsprechen,
- man verschiebt die Fahrzeuge um die Entfernung V*TM, wobei V die mittlere Geschwindigkeit der Fahrzeuge und TM die mittlere Meßzeit ist, ausgehend von jedem Punkt der Grenze und gemäß der Senkrechten zu dieser Grenze,
- man kennt die empfangene Leistung am Ankunftspunkt des Fahrzeugs, der man eventuell ein zentriertes Gaußsches Rauschen hinzufügt. Dieser Wert wird am Eingang des TAI Algorithmus gegeben,
- wenn das Fahrzeug die Zelle wechselt, assoziiert man dem Ausgangspunkt die Zielzelle (um die Verkehrsverteilung über die benachbarten Zellen zu schätzen) und schreitet zum nächsten Punkt der Grenze weiter. Ansonsten wird die Senkrechte zur Kurve gleicher Leistung wieder berechnet, welche der aktuellen Position entspricht und das Berechnungsverfahren wird wieder aufgenommen.
Ein anderer Ansatz besteht in der Simulation der Fahrzeuge auf Straßen und in der Beobachtung der TAI-Orte auf diesen Straßen. Für eine Menge ausgewählter Straßen kann man danach durch Interpolation der Ausgangsorte, die tatsächlichen (ein- und ausgehenden) Abdeckungen bestimmen, als Funktion der Richtung, in der die Straßen befahren werden.

9. Simulation der Fahrzeugbewegungen

Die Fahrzeuge werden durch Ausgangspunkte, durch Bewegungsgesetze und durch Geschwindigkeiten charakterisiert.
- Die Ausgangspunkte der Fahrzeuge werden durch zufällige Verteilung ermittelt oder auf der Grundlage der Verkehrsdaten in Zahl der Fahrzeuge, im Verhältnis zum Verkehr, der die Zellen durchläuft und die gleichmäßig über die Zellenflächen verteilt sind.
- Die Geschwindigkeiten werden zufällig nach einem Gesetz ermittelt, das aus der Gesetzesbibliothek gewählt wird.
- Das Fahrzeugbewegungsmodell ist entweder ein zufälliger Gang: Wahl eines Orientierungswinkels gemäß einem Gesetz und Wahl einer Bewegungsstrekke gemäß einem Gesetz, ein Fluß- und Rückflußgesetz der Fahrzeuge im betrachteten Gebiet: die Fahrzeuge laufen auf einen Zielpunkt zu oder entfernen sich davon, oder ein empirisches Modell, das die Verkehrsdatenbank benutzt.

10. Ort und Dauer der Simulationen

Das Vorhandensein von Straßen (es werden nur Hauptumgehungen, Nationalstraßen (Bundesstraßen) und Autobahnen berücksichtigt) induziert eine nicht vernachlässigbare Belastung für die von ihnen durchquerten Zellen. Diese Straßen müssen demnach anders behandelt werden, da ihre Eigenschaften anders sind (höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten, "geradlinige" Wege usw.). Die Simulation von Fahrzeugen auf Straßen (die komplementär zu den Fahrzeugen außerhalb von Straßen ist), mit einer anderen Geschwindigkeit als die der Fahrzeuge außerhalb von Straßen, wird berücksichtigt.
Die tatsächliche Simulationsdauer, die Zahl der Fahrzeuge auf den Straßen und die Zahl der Fahrzeuge außerhalb von Straßen sind Initialisierungsparameter der Anwendung.

11. Simulationsverfahren (Anwendung 3)

Ausgehend von den Netzstatistiken und von der Lenkungsart der Verbindungen, berechnet man mit den Formeln des Abschnittes 5 die Vorkommnisse der λk (außerhalb der gegebenen Warte- und Stand-by-Zustände). Diese ermöglichen die Simulation der Aktivität der Fahrzeuge und dann das Abziehen des Signal- und Funkverkehrs.
Die Fahrzeuge werden im Wartezustand für eine Zeitdauer initialisiert, die um einen Faktor u gewichtet ist, der gleichmäßig zwischen 0,9 und 1 gewählt wird und in Proportionen, die die anfänglichen Prozentzahlen berücksichtigen, um massive Signalgebungen zu vermeiden.
In einer ersten Zeit wird eine Simulation durchgeführt (statischer Modus), während der die als Parameter ausdrückbaren technischen Eigenschaften der Stationen nicht verändert werden. Man beobachtet dann den freien Verlauf des Netzes gegenüber der erzeugten Nachfrage:
- ist die Zahl der Kanäle bekannt, leitet man daraus den abgelaufenen Verkehr, den ablauffähigen Verkehr und die Blockier- und Wartewahrscheinlichkeiten ab;
- ist die Zahl der Kanäle unbekannt, so ermöglicht ein Satz Bedingungen bezüglich der Blockierwahrscheinlichkeit (PBT), der Wartewahrscheinlichkeit (PAT) und der Wahrscheinlichkeit, mehr als TA Sekunden auf dem Verkehrskanal zu warten (PATAT), der Blockierwahrscheinlichkeit (PBS), der Wartewahrscheinlichkeit (PAS) und der Wahrscheinlichkeit, mehr als TA Sekunden auf dem Signalkanal zu warten (PATAS), von der Art:
PBT ≤ CBT
PAT ≤ CAT
PATAT ≤ CATAT
at * PBT + bt * PAT + ct * PATAT ≤ CT
PBS ≤ CBS
PAS ≤ CAS
PATAS ≤ CATAS
as * PBS + b * PAT + c * PATAS ≤ CS
a * PBT + b * PAT + c * PATAT + d * PBS + e * PAS + f * PATAS ≤ CG,
wobei at, bt, ct, as ,bs, cs, a, b, c, d, e, f Koeffizienten mit dem Wert 1 oder 0 sind und
CBT, CAT, CATAT, CT, CBS, CAS, CATAS, CS und CG Beschränkungswerte zwischen 0 und 1 sind, die vom Anwender bestimmt werden, die Festlegung der Dimensionierung der Signal- und Verkehrskanäle, die Länge der Warteschlangen und des Nutzverkehrs. Der Algorithmus berechnet die verschiedenen Wahrscheinlichkeiten und minimiert bei der Suche nach einer Lösung die Zahl der Kanäle im Verhältnis zur Größe der Warteschlangen.
In einer zweiten Zeit kann eine Netzsimulation erfolgen (dynamischer Modus), während der die Zeilen dimensioniert werden und die als Parameter ausdrückbaren technischen Eigenschaften gemäßzweierkontrollkriterien der Sendeleitung und der Verkehrslast der Grundstationen verändert werden können. Man beobachtet somit den Ablauf des Netzes unter Beschränkungen und den Effekt eines vorgegebenen Parameters auf das Netz und seine Konsequenzen auf die Lenkung der Ressourcen.
Nimmt man Statistiken, die einer Abschätzung des Verhaltens eines Netzes an einem zukünftigen Datum entsprechen, erlaubt die in den vorhergehenden Abschnitten beschriebene Simulation eine Verkerhsvorhersage zu treffen.

12. Definition der TAI-Algorithmen

Das Verfahren zum Beschreiben der Algorithmen ermöglicht die Simulation der komplexen Algorithmenfamilien, die im Netz angewandt werden, um den leistungsfähigsten zu wählen.
Die bei der Simulation zu überwachenden Parameter X werden unter den fünf folgenden Kriterien gewählt:
C = vom Fahrzeug empfangenes Feld,
D = Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Station,
T = Verkehrslast der Station,
I = mit der Station in der sich das Fahrzeug befindet assoziierte Verhältnis C/l,
F = Funktion, die wie unten beschrieben konfiguriert werden muß.

Gaußsches Rauschen

Ein Gaußsches Rauschen mit Mittelwert mX und Standardabweichung X kann vorteilhafterweise dem betrachteten Werten X hinzugefügt werden.

Netzantwortverzögerung

Um eine größere Simulationsgenauigkeit zu erlangen, kann man einen TAI mit einer Verzögerung délai_TAI anwenden, wobei délai_TAI die Verarbeitungszeit des Netzes darstellt.

Schutzverzögerung

Um wiederholte TAI zu vermeiden, kann ein zweiter TAI nicht vor tO + garde_TAI stattfinden, wenn ein TAI zur Zeit tO erfolgte.
Der zur Ausführung eines TAI zu entwickelnde Algorithmus wird folgendermaßen parametrisiert (jede Zelle besitzt ihre eigene Vergleichsparameterwertsätze, die unten betrachtet werden):

Schritt 1: Konfiguration von F

a) Auswahl der Variablen x(C, D, T oder I), von der F abhängt,
b) Beschreibung von F mit NV festzulegende Werte (Si, Vi), wobei angegeben wird, wenn x zu [Sj, Si+1] gehört, F(x) den Wert Vi annimmt.

Schritt 2: Alogrithmusauslösekriterium

Dieser Schritt entspricht einem logischen ODER: es wird ein Antrag auf Zugangs- TAI ausgelöst, sobald eines der Parameter X sein Kriterium erfüllt. Dieses Kriterium kann "immer" sein, oder "wenn das X der aktuellen Station SC einen Schwellenwert SD(X, SC) überschreitet".
Wenn ein Parameter X die Ursache einer Auslösung ist, so nimmt die assozuerte Variable CAUSE_X einen gegebenen Wert an (der geändert werden kann). Der Wert von CAUSE_X ist null für die anderen Parameter. Der Wert dieser Variablen ermöglicht eine Begünstigung des TAI über Zellen, die einen besseren Wert des Parameters X aufweisen, der den TAI verursacht hat.

Schritt 3: Filterung der Zielzellen

Dieser Schritt ermöglicht die Wahl der Zellen, die das Fahrzeug aufnehmen können. Entweder wird das Kriterium "keiner" angewandt und alle Zellen werden gewählt, oder es werden nur die SV beibehalten, die eine Ungleichung über X(SV), einen Zugangsschwellenwert SA(X, SC, SV), eine Hysterese HO(SC, SV), CAUSE X und ein Korrekturglied für die in den Zellen SC und SV zugelassenen Sendeleistungen der Fahrzeuge erfüllen.

Schritt 4: Endauswahl

Die unter den benachbarten Zellen SV gewählte Zelle ist diejenige, die unter den betrachteten Zellen das beste Feld aufweist.
Für jedes überwachte Kriterium X wird NOC(X) definiert, welches die Prioritätszahl oder die Anwendungszahl dieses Kriteriums ist und NBS(X), das die Zahl der am Ende der Anwendung des Kriteriums X betrachteten Stationen darstellt.
Die Zellen werden in Anwendung der folgenden Regel betrachtet: für NOC = 1 bis 5
wird das Kriterium X gewählt, für welches NOC(X) = NOC,
wird die im Schritt 3 definierte Ungleichung angewandt,
werden unter den Stationen, welche die Ungleichung erfüllen die NBS(X) betrachtet, die das beste Feld vorweisen,
Ende der Schleife.

13. Simulation über eine Straße (Anwendung 5)

Nachdem der Algorithmus konfiguriert ist und eine Menge von Straßen ausgewählt sind, kann der Fahrtweg eines Fahrzeugs (wobei seine Geschwindigkeit festgelegt wird) auf dieser Straße simuliert werden. Das Fahrzeug ist in ständiger Verbindung, der Analyserhythmus kann festgelegt werden.
Die Orte der TAI können veranschaulicht werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug die Straße über die es fährt mit der Farbe der es bedienenden Zelle färben.
Ein Ausgang in der Form einer Grafik ermöglicht die Veranschaulichung der Variation des empfangenen Feldes (in dbm angeordnet) entlang der befahrenen Straße (Abszisse in km).

14. Definition der Lokalisierungsbereiche (Anwendung 6)

Die Bestimmung der Lokalisierungsbereiche ermöglicht die Minimierung des Signalverkehrs aufgrund der Suche nach Fahrzeugen für einkommende Verbindungen, welcher mit der Zahl der Zellen im Lokalisierungsbereich ansteigt sowie das Minimieren des Verkehrs für die Aktualisierung der Lokalisierung (Eintragung der Fahrzeuge beim Wechsel der Lokalisierungsbereiche), welcher mit zunehmender Zahl der Zellen abnimmt.
Für eine Menge ausgewählter Zellen werden die Lokalisierungsbereiche so gewählt, daß sie eine mit dem Suchverkehr sowie mit dem Verkehr zum Aktualisieren der Lokalisierung assozIIerte Funktion minimieren.
Das Suchverfahren nach einer Lösung kann vorteilhafterweise durch Angabe der folgenden Parameter beschleunigt werden:
- Minimalzahl der Zeilen je Lokalisierungsbereich,
- Höchstzahl der Zellen je Lokalisierungsbereich,
- Minimalzahl von Lokalisierungsbereichen,
- Höchstzahl von Lokalisierungsbereichen,
- Zellengruppen, die demselben Lokalisierungsbereich angehören,
- eine Zelle eines Lokalisierungsbereiches ist notwendigerweise in der Liste der Nachbarzellen einer Zelle dieses Bereiches enthalten (es werden somit unzusammenhängende Lokalisierungsbereiche vermieden).
Für Algorithmen, die für eine gegebene Menge von Lokalisierungsbereichen konfiguriert sind, wird eine Simulation ausgeführt. Es wird dann die optimale Lösung in dem in diesem Absatz beschriebenen Sinne bestimmt, welche die Netzeigenschaften berücksichtigt.

15. Verkehrsfluß (Anwendung 7)

Um den Verkehrsfluß (der TAI oder für die Aktualisierung der Lokalisierung) zu bestimmen, kann man neben einer Standardsimulation folgendermaßen vorgehen:
Ein Fahrzeug in konstanter Verbindung (TAI-Verkehrsfluß) oder im konstanten Wartezustand (Fluß der Lokalisierungsaktualisierungen) wird N mal über einen Weg bewegt, der alle Aufgliederungsmaschen des Feldes durchläuft.
Da der untersuchte Bereich rechteckig ist, beginnt der Weg in einer Ecke und verfolgt alle Maschen: zuerst horizontal, dann vertikal, dann nach einer Diagonale und zuletzt nach der anderen Diagonale.
Die Zellenwechsel werden verbucht und die Flüsse sind bekannt. ANHANG 1

ANHANG 2

Ausgehendes Anrufvorkommnis der zu einer Verbindung führt:

λASC = PASCλ
- Anrufvorkommnis von der Art einer langen Funkverbindung:
λCSL = PCPH PCSL λASC
- Anrufvorkommnis von der Art einer mittleren Funkverbindung:
λCSM = PCPH PCSM λASC
- Anrufvorkommnis von der Art einer kurzen Funkverbindung:
λCSC = PCPH PCSC λASC
- Anrufvorkommnis von der Art einer langen Datenübertragung:
λTSL = PCTD PTSL λASC
- Anrufvorkommnis von der Art einer mittleren Datenübertragung:
λTSM = PCTD PTSM λASC
- Anrufvorkommnis von der Art einer kurzen Datenübertragung:
λTSC = PCTD PTSC λASC
- Anrufvorkommnis von der Art einer kurzen Meldung:
λCMC = PCMC λASC

Ausgehendes Anrufvorkommnis ohne Antwort:

λASM = PASMλ

Ausgehendes Anrufvorkommnis mit Besetztzeichen:

λASO = PASOλ

Eingehendes Anrufvorkommnis. das zu einer Verbindung führt:

λλEC = PASC PAEE/PASEλ
- Anrufvorkommnis von der Art einer langen Funkverbindung:
λCSL = PCPH PCSL λAEC
- Anrufvorkommnis von der Art einer mittleren Funkverbindung:
λCSM = PCPH PCSM λAEC
- Anrufvorkommnis von der Art einer kurzen Funkverbindung:
λCSC = PCPH PCSC λAEC
- Anrufvorkommnis von der Art einer langen Datenübertragung:
λTSL = PCTD PTSL λAEC
- Anrufvorkommnis von der Art einer mittleren Datenübertragung:
λTSM = PCTD PTSM λAEC
- Anrufvorkommnis von der Art einer kurzen Datenübertragung:
λTSC = PCTD PTSC λAEC
- Anrufvorkommnis von der Art einer kurzen Meldung:
λCMC = PCMC λAEC Eingehendes Anrufvorkommnis, ohne den Angerufenen zu erreichen: Eingehendes Anrufvorkommnis ohne Antwort:

Claims

1. Verfahren zum Einrichten der Infrastruktur eines zellularen Kommunikationsnetzes mit Fahrzeugen, wobei das Netz aus einer Vielzahl von Sendern besteht, die jeweils über eine eigene Sendezelle senden, wobei mindestens einige der Zellen nebeneinander liegen und gemeinsame Überdeckungsbereiche aufweisen,

wobei ein Verwaltungssystem des Netzes einem gegebenen Fahrzeuge eine einzige Sendezelle zu einem gegebenen Zeitpunkt zuordnet, gemäß einer gegebenen Methode (15) für die Zuordnung von Sendern,

wobei das Verfahren für jeden dieser Sender eine Abschätzungsstufe (11) für die funkelektrische Abdeckung des erwähnten Senders umfaßt,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- es wird die tatsächliche Abdeckung des erwähnten Senders bestimmt, mit den folgenden Schritten:

- es wird die Ortsveränderung der Fahrzeuge innerhalb der Zellen simuliert;

- es werden die Orte des Transfers von einer Zelle zu einer benachbarten bestimmt, wobei für jedes der Fahrzeuge die Methode (15) der Senderzuordnung angewandt wird;

- es wird die funkelektrische Abdeckung als Funktion der genannten Transferorte geändert, um die tatsächliche Abdeckung zu erhalten;

- es werden dem Sender Senderessourcen als Funktion der tatsächlichen Abdeckung zugeordnet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem einen Schritt (1 8) zur Änderung mindestens einer technischen Eigenschaft des Senders umfaßt und daß die Abschätzungsschritte für die funkelektrische Abdeckung, für die Feststellung der tatsächlichen Abdeckung und für die Zuordnung der Übertragungskapazität nach Ausführung des Änderungsschrittes wiederholt werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt zur Feststellung von Lokalisierungsbereichen umfaßt, wobei ein Lokalisierungsbereich mindestens zwei Zellen umfaßt.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Methode (15) für die Zuordnung von Zellen die zwei folgenden Operationen umfaßt:

- automatischer Transfer zwischen den Zeilen während der Kommunikation für die Fahrzeuge, die von einer Zelle in die andere wechseln;

- erneute Selektion einer Zelle für die Fahrzeuge, die von einem Stillezustand in einen Wartezustand oder aus einem Wartezustand in einen Kommunikationszustand wechseln, um Informationen senden und/oder empfangen zu können.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Simulation von Bewegungen der Fahrzeuge für jedes Fahrzeug mindestens einige der folgenden Informationen berücksichtigt:

- Ausgangspunkt des Fahrzeuges;

- Geschwindigkeit des Fahrzeuges;

- Bewegungsgesetz des Fahrzeuges;

- Richtung des Fahrzeuges;

- Zustand des Fahrzeuges.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Information bezüglich des Zustandes des Fahrzeuges zu der Gruppe gehört, welche folgende Zustände umfaßt:

- in Verbindung;

- im Wartezustand;

- außerhalb des Wartezustandes (oder stand-by).

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungssimulationsschritt die Position des Fahrzeuges auf oder außerhalb einer Straße und/oder die Wichtigkeit dieser Straße berücksichtigt.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungssimulationsschritt eine Information der geographischen Charakterisierung des Gebietes berücksichtigt, in dem die Datenübertragungen stattfinden.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungssimulationsschritt mindestens ein statistisches Modell für die Bewegung der Fahrzeuge in den Zeilen anwendet.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem einen Schritt (1 7) für die Verkehrsmessung umfaßt, der den Bewegungssimulationsschritt informiert.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem einen Schritt zur Feststellung von Störfällen bei der Abdeckung des Netzes umfaßt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt zur Änderung (20) der Zellenzuordnungsmethode (15) umfaßt, wobei diese Methode Information aus dem Schritt zur Festlegung der Abdeckungsstörfälle erhält, um sicherzustellen, daß diese Abdekkungsstörfälle bei der Zellenzuordnung berücksichtigt werden.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt zur Auswahl eines Algorithmus für den automatischen Transfer zwischen Zellen umfaßt, unter mindestens zwei solcher Algorithmen für den automatischen Transfer zwischen Zellen.

14. Verfahren gemß einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Festlegung von Lokalisierungsbereichen diese Bereiche so bestimmt, daß der Signalverkehr minimiert wird.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schritt (11) zur Feststellung der funkelektrischen Abdeckung ein Schritt (16) zur Festlegung eines Fortpflanzungsmodells vorausgeht, der die Werte des gemessenen und/oder berechneten funkelektrischen Feldes berücksichtigt.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (11) zur Feststellung der funkelektrischen Abdeckung mindestens eine der folgenden Operationen umfaßt:

- Messungen (13) des funkelektrischen Feldes;

- Interpolation der funkelektrischen Abdeckung, ausgehend von diesen Messungen in den diesen Messungen benachbarten geographischen Zonen;

- Extrapolation dieser funkelektrischen Abdeckung, ausgehend von diesen Messungen;

- Auswahl eines Fortpflanzungsmodells unter mindestens zwei verfügbaren Modellen,

sowie eine Operation zur Bestimmung der globalen funkelektrischen Abdeckung, ausgehend von diesen Messungen und/oder von den ausgeführten Interpolationen und/oder Extrapolationen und/oder von dem gewählten Fortpflanzungsmodell.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß diese Meßoperation (13) mindestens 30 % der globalen Abdeckung betrifft.

18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Feststellung eines Fortpflanzungsmodells die Messungen als Funktion ihrer Representativität im Sinne der funkelektrischen Abdeckung wichtet.

19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Interpolationsschritt und/oder der Extrapolationsschritt die folgenden Schritte umfaßt:

- Klassifizierungen der Messungen in mindestens zwei Gruppen;

- Anwendung eines verschiedenen Interpolationsmodells für jede dieser Gruppen.

20. Verfahren gemäß Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die technischen Besonderheiten der Sender zu der Gruppe gehören, die umfaßt:

- Antennendiagramm;

- Leistung;

- Azimut;

- Zahl und/oder Wert der Sendefrequenzen;

- Zahl der Dienstkanäle;

- Zahl der Kommunikationskanäle.

21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine der Beschränkungen der folgenden Gruppe umfaßt:

- vorgegebene Situation eines Senders;

- Relief;

- vorgegebene Form von mindestens einer Zelle.

22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt zur Zuordnung einer globalen Senderessource zu jeder Zelle und/oder zur Aufteilung der globalen Senderessource umfaßt, die jeder Zelle zugeordnet ist, in Signalisierungskanälen und in Verkehrskanälen.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Zuordnung und/oder zur Aufteilung mindestens eine der Beschränkungen berücksichtigt, die der Gruppe angehören, welche die Wartewahrscheinlichkeit eines verfügbaren Kanals und die Blockierungswahrscheinlichkeit dieser Ressource umfassen.

24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der erwähnten Schritte mindestens zweimal ausgeführt wird.