FI108269B - Menetelmä luottamusrajan määrittämiseksi tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

1 108269

Menetelmä luottamusrajan määrittämiseksi tietoliikennejärjestelmässä

Keksinnön kohteena on menetelmä luottamusrajan määrittämiseksi tietoliikenneverkon elementeille, jossa menetelmässä kerätään tietokantaan 5 ennalta määrätyltä ajalta verkkoelementin kautta tapahtuvien tiedonsiirtoyhteyksien määrä, määritetään arvo verkkoelementin virhetoimintojen määrää kuvaavalle muuttujalle suhteessa mainittuun tiedonsiirtoyhteyksien määrään ja asetetaan tavoitearvo mainitulle verkkoelementin virhetoimintojen suhteellista määrää kuvaavalle muuttujalle.

10 Suurissa tietoliikenneverkoissa verkonhallintajärjestelmien toimi vuus on tärkeä edellytys verkon toiminnan takaamiseksi. Erityisen suuri merkitys verkonhallintajärjestelmillä on langattomissa tietoliikenneverkoissa, missä päätelaitteen (MS, Mobile Station) ja kiinteän verkon verkkoelementin, tyypillisesti tukiaseman (BTS, Base Transceiver Station), välinen radiorajapinta 15 muodostaa tiedonsiirrossa tyypillisesti epävarmimman ja häiriöaltteimman yhteyden osan. Matkaviestinverkkojen yleistymisen myötä vaatimukset verkkojen peittoalueen ja kapasiteetin kasvattamiseksi luonnollisesti kovenevat, mikä puolestaan lisää yhden verkko-operaattorin hallinnoimien erilaisten verkkoelementtien määrää. Suuret matkaviestinverkot saattavat käsittää useita tuhan-20 siä loogisia verkkoelementtejä.

Tämä asettaa tiukkoja vaatimuksia verkonhallintajärjestelmälle.

: Verkko-operaattorin tulee kyetä monitoroimaan ja ohjaamaan verkon kapasi teettia ja verkkoelementtejä edullisesti yhdestä pisteestä. Edelleen kaikkien elementtien toiminnasta tulee saada määräajoin tietoa, joka kertoo elementin :, 25 kuormituksesta, millaista tiedonsiirtoa elementin kautta tapahtuu sekä elemen- :T: tissä tapahtuneista virhetoiminnoista. Nämä tiedot talletetaan verkonhallinta- järjestelmän tietokantaan ja niiden perusteella määritellään kullekin elementille tyypilliset arvot erilaisille elementin toimintaa kuvaaville indikaattoreille.

Huonosti toimivien verkkoelementtien havaitsemiseksi verkko- < · ,···, 30 operaattori asettaa erilaisia virhetilanteita kuvaaville indikaattoreille kynnysar- < vot, joita arvoja indikaattorin arvo ei normaalitilanteessa saa ylittää tai alittaa • · · : indikaattorin tyypistä riippuen. Kynnysarvojen väliin jäävää, indikaattorin sallitut

< I I

arvot käsittävää aluetta kutsutaan luottamusväliksi. Kunkin verkkoelementin kullekin indikaattorille määritetään omat luottamusrajat, joiden ylittämisestä lä-35 hetetään verkonhallintajärjestelmälle ilmoitus. Täten pystytään havainnoimaan • · erilaisia virhetilanteita ja huonosti toimivia verkkoelementtejä.

108269 2

Ongelmana yllä kuvatussa järjestelyssä on, että jokaiselle indikaattorille asetettava luottamusraja määritetään kiinteäksi arvoksi. Tyypillisesti kullekin verkkoelementtityypille asetetaan aluksi sama kiinteä luottamusraja, jota verkko-operaattori voi halutessaan muuttaa verkkoelementtikohtaisesti.

5 Kiinteän luottamusrajan käytöllä ei voida huomioida liikennemäärän muutoksesta aiheutuvia erikoistilanteita. Jos vähemmän ruuhkaiselle verkkoelementille asetetaan samat luottamusrajat kuin ruuhkaiselle verkkoelementille, pienikin poikkeama normaalista virhemäärästä saattaa aiheuttaa virhetilanneilmoi-tuksen vähemmän ruuhkaiselta verkkoelementiltä, koska virhetilanteiden mää-10 rä mitataan prosenttiosuutena koko liikennemäärästä. Tyypillisesti tällainen virhetilanneilmoitus aiheutuu pikemminkin tilastollisesta sattumasta kuin verkkoelementin todellisesta viasta. Toisaalta luottamusrajojen asettaminen erikseen jokaiselle verkkoelementille ja jokaiselle tunnille on erittäin työlästä ja vaatii lisäksi hyvän tietämyksen eri verkkoelementeistä ja niiden kautta kulke-15 vasta liikenteestä.

Keksinnön tavoitteena on kehittää menetelmä siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoitteet saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että asetetaan tavoitearvolle luottamusraja, jonka luottamusrajan poikkeama tavoitearvosta muuttuu suhteessa mainit-20 tuun tiedonsiirtoyhteyksien määrään.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan tavoitearvolle • ‘ asetetaan luottamusraja, jonka poikkeama tavoitearvosta joko pienenee tie- ' ‘ donsiirtoyhteyksien määrän kasvaessa tai kasvaa tiedonsiirtoyhteyksien mää- rän pienetessä. Edelleen keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan 25 verkkoelementin kautta aikayksikössä tapahtuvien tiedonsiirtoyhteyksien mää-:T: rälle asetetaan alaraja, joka tulee ylittää, jotta tavoitearvolle voidaan asettaa luottamusraja. Vielä keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan vuo-rokauden jokaiselle tunnille määritetään verkkoelementtikohtainen tavoitearvo ja tavoitearvon luottamusraja verkkoelementin virhetoimintojen määrää kuvaa-.··, 30 valle muuttujalle ja verkkoelementin virhetoimintojen määrää aikayksikössä kuvaavan muuttujan arvo määritetään tunnin ajalta.

« · · : Keksintö perustuu siihen, että verkkoelementtien virhetoimintoja ku- :.,.: vaaville indikaattoreille asetetaan luottamusväli, jonka leveys määräytyy verk- . , koelementin kautta tapahtuvan liikennemäärän suhteen. Täten liikennemäärän 2": 35 kasvaessa luottamusrajan leveys kapenee, mikä mahdollistaa nopeamman reagoimisen virhetilanteisiin ruuhkaisten verkkoelementtien osalta. Liikenne- 108269 3 määrän pienetessä luottamusrajan leveys kasvaa, mikä toisaalta karsii aiheettomia virheilmoituksia hiljaisemmilta verkkoelementeiltä.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on, että sen avulla voidaan selkeästi parantaa verkonhallinnan luotettavuutta verkkoelementtien tarkkai-5 lussa, koska luottamusrajoissa otetaan paremmin huomioon verkon liikennemäärissä tapahtuvat vaihtelut, jolloin turhien virhehälytysten määrä vähenee oleellisesti. Edelleen keksinnön mukainen menetelmä helpottaa verkko-operaattorin työtä, koska kaikki tarvittavat tiedot luottamusrajojen määrittämiseksi saadaan tietokantaan kerätyn tilastollisen datan pohjalta, jolloin luotta-10 musrajojen määritys voi tapahtua automaattisesti eikä verkko-operaattorilla tarvitse olla yksilöllistä tietoa jokaisen verkkoelementin toimintaolosuhteista. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan verkonhallintajärjestel-mään ei tarvitse tehdä suuritöisiä muutoksia tietokantaan kerättävän datan päivitystaajuuden muuttamiseksi, vaan riittää, että indikaattoreiden arvot mi-15 tataan kunkin havainnointivälin jälkeen. Edelleen keksinnön erään edullisen suoritusmuodon etuna on, että verkko-operaattori saa nopeammin tiedon mahdollisista virhetilanteista verkkoelementeissä.

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: 20 kuvio 1 esittää erästä tietoliikenneverkon verkonhallintajärjestelmää ja tietoliikenneverkkoon kuuluvia komponentteja; kuvio 2 esittää viivakaavion avulla keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista yläluottamusrajan muodostumista; kuviot 3a, 3b ja 3c esittävät yläluottamusrajan muodostumista erilai-... 25 set liikennemäärät omaaville verkkoelementeille; kuvio 4 esittää vuokaavion avulla keksinnön erään edullisen suori-tusmuodon mukaista yläluottamusrajan muodostamista ja kuvio 5 esittää aikajanan avulla keksinnön erään edullisen suori-... . tusmuodon mukaista havainnointivälin vertaamista luottamusrajoihin.

.···, 30 Viitaten kuvioon 1 seuraavassa selostetaan tarkemmin tyypillistä * matkaviestinverkon verkonhallintajärjestelmää. Keksintöä ei kuitenkaan ole • · · : rajoitettu pelkästään langattomiin tietoliikenneverkkoihin, vaan keksinnön mu- «·« :..kaista menetelmää voidaan käyttää missä tahansa tietoliikenneverkossa.

Kuviossa 1 on esitetty tyypillinen keskitetty verkonhallintajärjestelmä 2 *· 35 (NMS, Network Management System), joka on yhteydessä eri verkkoele- mentteihin dataverkon (DCN, Data Communication Network) välityksellä. Da- 108269 4 taverkko voidaan tunnetusti toteuttaa lukuisalla eri tavalla, kuten piirikytkentäisenä PCM-yhteytenä (Pulse Code Modulation), pakettivälitteisenä verkkona tai OSI-mallin mukaisena lähiverkkona. Verkonhallintajärjestelmän avulla ohjataan ja monitoroidaan matkaviestinkeskuksia (MSC, Mobile Services Switching 5 Center) ja niiden yhteydessä olevia vierailijarekistereitä (VLR, Visitor Location Register), kotitilaajarekistereitä (HLR, Home Location Register), jotka tyypillisesti käsittävät myös laiterekisterin (EIR, Equipment Identity Register) ja au-tentikointikeskuksen (AC, Authentication Center), tukiasemaohjaimia (BSC, Base Station Controller), transkoodereita ja alimultipleksereitä (TCSM, 10 Transcoders&Submultiplexers) sekä tukiasemia BTS. Lisäksi verkonhallinta-järjestelmän alaisuudessa voi olla verkkoelementtejä, jotka eivät suoranaisesti kuulu matkaviestinverkon funktioihin, kuten esimerkiksi lyhytsanomakeskus (SMSC, Short Message Service Center) tai älyverkon palvelunohjauspiste (SCP, Service Control Point). Verkonhallintajärjestelmän alaisuudessa voi olla 15 tuhansia erilaisia verkkoelementtejä. Itse verkonhallintajärjestelmä NMS käsittää tyypillisesti useita palvelimia (S1, S2) ja käyttöliittymän tarjoavia työasemia (WS1 - WS3). Ainakin yksi palvelin on tyypillisesti varattu tietokantapalvelimeksi (DBS, Database Server), johon voidaan tallettaa verkkoelementtien toimintaa kuvaavia mittaustietoja. Verkonhallintajärjestelmän komponentit voi-20 daan edullisesti yhdistää toisiinsa esimerkiksi lähiverkon (LAN, Local Area Network) välityksellä.

Matkaviestinverkkojen tiedonsiirtoyhteyksissä matkaviestimen MS

ja tukiaseman BTS välinen radiorajapinta muodostaa tiedonsiirron epävar- mimman kohdan. Täten verkonhallinnan kannalta on erittäin tärkeää pystyä s, 25 havaitsemaan huonosti toimivat tukiasemat mahdollisimman luotettavasti ja • · · v ; nopeasti. Tukiaseman toimintaa voidaan tarkkailla verkonhallintajärjestelmään :T: talletettujen mittaustietojen perusteella muodostettujen erilaisten tilastollisten indikaattoreiden avulla. Eräs tällainen indikaattori on tukiaseman kautta ta-• pahtuneissa tiedonsiirtoyhteyksissä tapahtuneiden katkenneiden puheluiden 30 määrä suhteessa koko liikennemäärään (DCR, Dropped Call Ratio). Verkon-[·* hallintajärjestelmän tietokantaan voidaan kerätä tiedot jokaisen verkkoelemen- *·** : tin toiminnasta jokaisen tunnin aikana riittävän tilastollisen tarkastelun mahdol- listavalta ajanjaksolta, tyypillisesti usean viikon ajalta. Indikaattoreiden arvot päivittyvät jokaisen uuden mittaustuloksen perusteella siten, että vanhin mitta- 35 ustulos jätetään pois laskelmista ja uusin lisätään tilalle. Näin saadaan muodostettua indikaattorille arvo liukuvan keskiarvon periaatteella.

5 108269

Keksintöä tarkastellaan seuraavassa esimerkinomaisesti liittyen tukiasemien monitorointiin, mutta alan ammattimiehelle on selvää, että keksintöä voidaan soveltaa minkä tahansa verkkoelementin tarkkailuun. Keksinnön tämän sovellusesimerkin avulla pyritään havaitsemaan huonosti toimivat tai vial-5 liset tukiasemat kaikkien tukiasemien joukosta. Menetelmä perustuu siihen, että tukiaseman kautta tapahtuvista puheluista tietty prosenttiosuus katkeaa tahattomasti erilaisista syistä. Tämä prosenttiosuus ei tyypillisesti ole täysin vakio, joten järkevän tilastollisen tarkastelun mahdollistamiseksi tälle prosenttiluvulle luodaan luottamusväli, jonka määrittelemissä rajoissa prosenttiluvun 10 tulee pysyä. Jos katkenneiden puheluiden suhteellinen määrä ylittää nämä raja-arvot, voidaan todeta tukiaseman toimivan normaalista poikkeavalla tavalla. Keksinnön mukaista menetelmää voidaankin kutsua prosenttiluvun vä-liestimoinniksi. ;

Tukiasemien toimintaa tarkasteltaessa huomio kiinnittyy luonnolli-15 sesti siihen, että katkenneiden puheluiden määrä ei selkeästi ylitä normaaleja arvoja. Sen sijaan katkenneiden puheluiden prosenttiosuuden jääminen normaalia pienemmäksi ei yleensä verkonhallinnan kannalta aiheuta ongelmia. Sen vuoksi keksinnön tarkastelun yksinkertaistamiseksi seuraavassa tarkastellaan vain yläluottamusrajan muodostumista keksinnön mukaisessa mene-20 telmässä, mutta on selvää, että myös alaluottamusraja voidaan määrittää vastaavalla menetelmällä.

Jotta tilastollinen tarkastelu tukiaseman DCR-indikaattorille olisi jäp kevää, täytyy ensin varmistua siitä, että tukiaseman kautta tapahtuneita puheluita aikayksikköä kohden on riittävästi. Tämä voidaan varmistaa esimerkiksi 25 verkonhallintajärjestelmän tietokannasta, johon on kerätty tiedot jokaisen verk- • · ♦ v : koelementin toiminnasta jokaisen tunnin aikana riittävän pitkältä ajanjaksolta, ♦ · · v ; tyypillisesti usean viikon ajalta. Mikäli puheluita on erityisen vähän, esimerkiksi alle 10 tunnissa, tilastollisen tarkastelun luotettavuus kärsii ja jo yksi katkennut *: ··* puhelu nostaa DCR-indikaattorin arvon erittäin korkealle.

.** . 30 Puheluiden kokonaismäärä aikayksikössä voidaan määrittää las- • · · kemalla yhteen matkaviestinjärjestelmän mukaisten liikennekanavien varauk- • · · ’♦* * set sekä suoraan matkaviestimiltä/matkaviestimille (Tch_norm_seiz, Traffic

Channel Normal Seizure) että vastaavat varaukset solunvaihtotilanteessa ·;· (Tch_ho_seiz, Traffic Channel Handover Seizure). Keksinnön erään edullisen ♦ * j » : 35 sovellusmuodon mukaan yläluottamusraja erilaisille indikaattoreille määrite tään kaavan 1 mukaisesti: 108269 6 UCL = p + zal2 -y//7(100 -p)!n (1.) jossa UCL = yläluottamusraja 5 p = rajaprosentti, jonka ympärille luottamusraja lasketaan ion - kerroin luottamusrajan leveyden määräämiseksi n = tapahtumien kokonaismäärä.

Vastaavan kaltaista kaavaa voidaan myös luonnollisesti soveltaa 10 indikaattoreiden alaluottamusrajan määrittämiseen, jolloin käytetään kaavaa 2: LCL = p-zall^p(\00-p)/« (2.) jossa LCL = alaluottamusraja.

15

Alan ammattimiehelle on selvää, että verkonhallintajärjestelmässä voidaan käyttää myös suoraan virhetilanteiden määrää kuvaavia tai muita vastaavia indikaattoreita suhteellisten indikaattoreiden lisäksi. Tällöin näille indikaattoreille määritettävien luottamusrajojen laskemisessa käytettävät kaavat 20 poikkeavat sinänsä tunnetulla tavalla edellä kuvatuista.

Sovellettaessa yllä olevaa kaavaa edellä kuvattuun esimerkkiin tukiaseman yläluottamusrajan määrittämiseksi muuttujaa n vastaa edellä kuvattu t liikennekanavavarusten kokonaismäärä (Tch_norm_seiz + Tch_ho_seiz). Ra- ' japrosentti p voi aluksi olla edullisesti kaikilla tukiasemilla sama ja matkaviesti- 25 noperaattori voi halutessaan muuttaa sitä perustuen esimerkiksi uusiin liiken- • · · * nemäärä- ja kapasiteettiennusteisiin. Rajaprosentin p tulee olla riittävän lähellä v : DCR-indikaattorin tyypillistä arvoa, jotta havainnot virheellisestä toiminnasta ovat luotettavia. Luottamusrajan leveyden määräävä kerroin za/2 asetetaan ·:·'! verkonhallintajärjestelmän avulla myöhemmin kuvattavalla tavalla.

·*": 30 DCR-indikaattorin arvo lasketaan jokaiselle tunnille ottamalla las- • · · kennassa tarvittavat arvot verkonhallintajärjestelmän tietokannasta. Aluksi las-ketään tukiaseman kautta muodostettujen tiedonsiirtoyhteyksien liikennekana-

I

’;·* villa tapahtuneet puhelun katkeamiset. Tällöin huomioidaan koko liikenneka- _ \ navan muodostus matkaviestimen MS ja tukiaseman BTS välisestä radioraja- \ ! 35 pinnasta lähtien matkaviestinkeskukseen MSC asti. Puhelun katkeamisten ko konaismäärä (Tch_fail_all) käsittää siten virhetoiminnot, jotka ovat muodostu- 7 108269 neet tukiasemassa BTS, tukiasemaohjaimessa BSC, transkooderissa TRSM ja matkaviestinkeskuksessa MSC sekä näiden välisillä rajapinnoilla. DCR-indikaattorin arvo lasketaan katkenneiden puheluiden suhteena liikennekana-vavarauksiin kaavan 3 avulla: 5 DCR =100* Tch_fail_all / (Tch_norm_seiz + Tch_ho_$eiz) (3.)

Keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaan luottamusrajat asetetaan ruuhkaisemmille tukiasemille tiukemmiksi kuin vähäisemmän liiken-10 nemäärän omaaville tukiasemille. Tämä kompensoi tilastollisen virheen mahdollisuutta virheilmoituksissa ja osaltaan varmistaa sitä, että virheilmoitukset syntyvät vain todellisissa ongelmatilanteissa. Lisäksi matkaviestinoperaattorin kannalta on tärkeää huomata virheet ajoissa erityisesti ruuhkaisten verkkoelementtien kohdalla. Luottamusrajojen asettaminen liikennemäärän mukaan 15 tapahtuu vakiokertoimen zm avulla. Vakiolle zar2 voidaan määrittää arvo edullisesti tukiaseman keskimäärin käyttämien liikennekanavien perusteella. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää esimerkiksi Traffic-indikaattoria, jonka arvo määrittyy usean viikon ajalta jokaisen tunnin aikana keskimäärin käytössä olleiden liikennekanavien määränä. Tällöin esimerkiksi Traffic-indikaattorin arvon 20 ollessa alle 1, vakio za/2 saa esimerkiksi arvon 3. Jos taas Traffic-indikaattori olisi yli 10, vakio zar2 voidaan asettaa esimerkiksi arvoon 1. Nämä ovat vain esimerkkejä vakion za/2 asetuksista, joita matkaviestinoperaattori voi asettaa........

itse harkintansa mukaisesti.

Kuvion 2 mukainen viivakaavio havainnollistaa periaatetta, kuinka 25 yläluottamusraja muodostuu erilaiset liikennemäärät omaaville tukiasemille.

• · · v : Liikennemäärän kasvua kuvataan Traffic-indikaattorin avulla, jota esittää ori- :T: gosta alkava vakiokulmakertoiminen kiinteä viiva. Yläluottamusrajan lasken nassa käytettävää rajaprosenttia p kuvataan kaaviossa vakioarvoisella katko-viivalla. Tämän voidaan ajatella kuvaavan kaikille tukiasemille aluksi asettavaa .···. 30 tavoitearvoa DCR-indikaattorille (DCR_target). Koska todellinen mitattava DCR-indikaattorin arvo ei kuitenkaan ole vakio, on sen vaihtelu sallittua ylä- v : luottamusrajan määrittelemissä rajoissa. Yläluottamusrajaa UCL kuvataan • < · kaaviossa portaittaisena pisteviivana. Yläluottamusrajan UCL ja rajaprosentin p välisen alueen leveyttä, ts. DCR-indikaattorin sallittua ylöspäinsuuntaista 35 vaihteluväliä voidaan säätää muuttamalla vakion za/2 arvoa. Kuvion 2 mukaisesti, kun liikennemäärä on pieni, yläluottamusrajan UCL ja rajaprosentin p 108269 8 välisen alueen leveys on suuri, mikä saadaan aikaiseksi määrittelemällä vakion zaa arvo suureksi, esimerkiksi edellä mainituksi arvoksi 3. Kun Traffic-indikaattorin arvo ylittää tietyn raja-arvon, muutetaan vakion zm arvoa pienemmäksi, esimerkiksi arvoon 2,5, mikä näkyy kuviossa 2 UCL-arvon portait-5 täisenä pienenemisenä lähemmäs rajaprosenttia p. Traffic-indikaattorin arvon edelleen noustessa pienenee UCL-arvo portaittaisesti aina, kun Traffic-indikaattori saavuttaa tietyn uuden raja-arvon. Täten sellaisina tunteina, jolloin tukiaseman liikennemäärät ovat erittäin suuria, on DCR-indikaattorin sallittu ylöspäinsuuntainen vaihteluväli hyvin pieni eli jo pienetkin prosentuaaliset 10 poikkeamat katkenneiden puheluiden normaalimäärästä aiheuttavat hälytyksen.

Yläluottamusrajan muodostumista erilaisen Traffic-indikaattorin omaaville tukiasemille kuvataan esimerkinomaisesti kuvioiden 3a - 3c viiva-kaavioilla. Viivakaavioissa pystyakselilla kuvataan katkenneiden puheluiden 15 suhteellista osuutta kaikista puheluista ja vaaka-akselilla viikkokohtaisia mittauksia tietyn päivän tietyltä tunnilta. Kaikissa kuvioissa rajaprosentti p on asetettu samaan arvoon (1,5), jotta erot yläluottamusrajan muodostumisessa tulisivat selvästi esille. Kuviossa 3a tarkastellaan mittausdataan perustuvaa esimerkkiä tukiasemasta, jonka Traffic-indikaattorilla on suhteellisen suuri arvo 20 (n. 9) eli kyseessä on melko ruuhkainen tukiasema. Tällöin vakion zm arvo muodostuu pieneksi, mikä kaavan 1 mukaisesti aiheuttaa sen, että yläluotta-musraja UCL on hyvin lähellä rajaprosenttia p. Tähän vaikuttaa lisäksi tukiaseman kautta tapahtuva suuri liikennemäärä, joka vastaa kaavassa 1 muut-" : tujaa n. Tietokantaan talletettu keskimääräistä liikennemäärää pitkällä aikavä- 25 Iillä kuvaava arvo päivittyy jokaisella uudella mittaustuloksella, mikä voidaan • · · v : nähdä yläluottamusrajan UCL hienoisena vaihteluna arvon 2 ympärillä eri vii- koilla.

Kuviossa 3b kuvataan tukiasemaa, jonka Traffic-indikaattorin arvo ·...: on n. 4 eli tukiasema on selvästi vähemmän ruuhkainen kuin kuvion 3a esi- • · .···. 30 merkissä. Vakion za/2 arvo kasvaa kuvion 3a esimerkkiin nähden, mikä yhdes- sä pienemmän liikennemäärän kanssa vaikuttaa siihen, että yläluottamusrajan v : UCL arvo muodostuu selkeästi suuremmaksi, ollen keskimäärin n. 2,5. Suu- 4 t * rempi arvo vakiolla za/2 korostaa kaavan 1 mukaisesti enemmän liikennemää-rien viikottaista vaihtelua, mikä näkyy suurempana vaihteluna myös yläluotta-35 musrajan arvoissa. Tämä korostuu edelleen kuvion 3c mukaisessa kaaviossa, jossa kuvataan vähäisen liikennemäärän omaavaa tukiasemaa, jonka Traffic- 108269 9 indikaattorin arvo on n. 2,5. Tällöin yläluottamusraja UCL on keskimäärin jo n. 3,5, mikä sallii varsin suuret vaihtelut mitatussa DCR-indikaattorin arvossa ilman, että syntyy virheilmoitusta.

Kuviot 3a - 3c havainnollistavat selkeästi keksinnön etuja verrattuna 5 tunnettuun tekniikkaan. Kuvioissa 3a - 3c voidaan nähdä yksi tapahtuma, jossa katkenneiden puheluiden suhteellinen osuus (DCR) kasvaa niin suureksi, että kyseessä on selkeästi tukiaseman virhetoiminto. Tämä näkyy kuviossa 3a viikon 18 kohdalla. Muu kuvioissa näkyvä vaihtelu DCR-arvossa voidaan tulkita normaaliksi tilastolliseksi vaihteluksi. Keksinnön mukainen menetelmä ai-10 heuttaa tässä kohtaa hälytyksen, kuten mahdollisesti myös näkyy kuviossa 3a viikon 15 kohdalla. Sen sijaan asettamalla tunnetun tekniikan mukaisesti kiinteä yläluottamusraja esimerkiksi arvoon 2, aiheutettaisiin hälytys edellä mainittujen viikkojen lisäksi kuvion 3b viikkojen 2, 13 ja 16 sekä kuvion 3c viikon 4« kohdalla. Kuitenkin jokainen näistä hälytyksistä, lukuunottamatta kuvion 3a vii-15 kon 18 kohdalla tehtyä hälytystä, voidaan tulkita virheellisiksi. Täten keksinnön mukainen menetelmä parantaa selkeästi verkonhallinnan luotettavuutta verkkoelementtien tarkkailussa. Edelleen se helpottaa verkko-operaattorin työtä, koska kaikki tarvittavat tiedot luottamusrajojen määrittämiseksi saadaan tietokantaan kerätyn tilastollisen datan pohjalta, jolloin luottamusrajojen määritys 20 voi tapahtua automaattisesti eikä verkko-operaattorilla tarvitse olla yksilöllistä tietoa jokaisen verkkoelementin toimintaolosuhteista.

Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaista verkkoelementin yläluottamusrajan asettamista voidaan havainnollistaa kuvion 4 vuo-kaavion avulla. Menetelmässä tarvittavien vakioiden ja muuttujien arvot saa-25 daan verkonhallintajärjestelmästä tietokantoihin talletettujen asetusten ja ti-: lastollisten muuttujien arvoina. Aluksi verkkoelementille asetetaan rajaprosentti • « « v ? p, jonka ympärille luottamusraja määritetään. Samoin asetetaan verkkoele mentin kautta aikayksikössä tapahtuville liikennekanavavarauksille kynnysarvo *;·Ί Tth, joka tulee ylittää, jotta tilastollinen luottamusrajan määrittely verkkoele- ·"'« 30 mentille olisi luotettava. Todellista liikennekanavavarausten määrää n aikayk- ··· sikössä verrataan tähän kynnysarvoon Tth ja jos todellinen arvo n ei ylitä kyn- • « · *;!/ nysarvoa Τ„,, luottamusrajaa ei ole edullista määritellä keksinnön mukaisella menetelmällä. Jos taas kynnysarvo Tth ylitetään, tarkistetaan esimerkiksi Traf- I * fic-indikaattorin tai muun vastaavan liikennemäärää kuvaavan indikaattorin ar- • ·. j 35 vo, johon vakion za/2 arvo on sidottu. Indikaattoriarvon perusteella määritetään vakiolle zan arvo, jota käytetään yläluottamusrajan laskemiseen. Yläluotta- 108269 10 musraja määritetään sitten kaavan 1 perusteella. Alaluottamusraja voidaan määrittää vastaavasti käyttämällä kaavaa 2.

Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan verkkoelementeissä tapahtuvien virhetilanteiden havaitsemista verkonhallintajärjestel-5 män kautta voidaan nopeuttaa muuttamalla havainnointiväliä. Tunnetusti eri indikaattoreiden arvot mitataan kerran tunnissa ja verrataan mitattua arvoa luottamusrajoihin. Mikäli indikaattorin arvo ylittää luottamusrajan, lähetetään verkon hallintajärjestelmään hälytys.

Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan havainnointi-10 väliksi asetetaan tuntia lyhyempi väli, esimerkiksi 15 minuuttia. Tältä havain-nointiväliltä mitatut virhetapahtumien lukumäärät summataan tunnin ajalta eli esimerkiksi 15 minuutin havainnointiväliä käytettäessä suoritetaan summaus neljän havainnointiväiin yli. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan summa lasketaan jokaisen havainnointiväiin jälkeen, jolloin summaan li-15 sätään uusin havainnointiväiin arvo ja jätetään viimeinen arvo summasta pois. Tarvittaessa summan pohjalta lasketaan indikaattorille suhteellinen arvo. Näin muodostetaan indikaattorille liukuva arvo, joka päivittyy jokaisen havainnointi-välin, kuten 15 minuutin, jälkeen. Tätä liukuvaa arvoa verrataan jokaisen havainnointiväiin jälkeen asetettuihin luottamusrajoihin, jolloin indikaattorin arvon 20 ylittäessä luottamusrajan suoritetaan virheilmoitus.

Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan luottamusrajat voidaan edelleen määrittää tasatunnein tuntikohtaisiksi arvoiksi ja kunkin havainnointiväiin jälkeen saatua liukuvaa arvoa verrataan näihin tuntikohtaisiin luottamusrajoihin. Tämä voi edullisesti tapahtua esimerkiksi siten, että verra-25 taan saatua liukuvaa arvoa siihen tuntikohtaiseen arvoon, johon tuntiin suurin ’·’ : osa liukuvaan arvoon lasketuista havainnointiväleistä kuuluu. Kuvio 5 havain- ··« v ? nollistaa tätä keksinnön sovellusmuotoa. Kuvion 5 mukaisessa menetelmässä käytetään 15 minuutin havainnointiväliä, jolloin liukuva arvo MV muodostuu *ι*Ί neljän havainnointiväiin ajalta. Jos liukuvan arvon MV ensimmäinen havain- 30 nointiväli T1 osuu täyden tunnin ja seuraavan puolen tunnin väliin, verrataan • · liukuvaa arvoa MV kyseisen tunnin tuntikohtaiseen luottamusraja-arvoon. Esi-merkiksi kuvassa 5 mitattavan liukuvan arvon MV1 ensimmäinen havainnointi-väli T1 on 13:00-13:15 tai 13:15 -13:30, jolloin liukuvaa arvoa MV1 verrataan ;· tunnin 13:00 - 14:00 välisiin luottamusrajoihin. Jos liukuvan arvon MV ensim- ; 35 mäinen havainnointiväli T1 ylittää seuraavan puolen tunnin, verrataan liukuvaa arvoa MV seuraavan tunnin tuntikohtaiseen luottamusraja-arvoon. Esimerkiksi ^ 108269 kuvassa 5 liukuvan arvon MV2 ensimmäisen havainnointivälin T1 ollessa 13:30 - 13:45, verrataan liukuvaa arvoa MV2 tunnin 14:00 - 15:00 välisiin luottamusrajoihin.

On selvää, että edellä kuvattu 15 minuutin havainnointiväli on vain 5 yksi esimerkki edullisesta havainnointivälin pituudesta. Havainnointiväliksi voidaan edullisesti valita mikä tahansa ajanjakso, joka on tasan jaollinen 60 minuutilla. Keksinnön sovellusmuodon kannalta on olennaista, että liukuva arvo lasketaan tunnin mittaisen ajanjakson yli, jolloin liukuvaa arvoa voidaan verrata suoraan verkonhallintajärjestelmän ylläpitämiin tuntikohtaisiin indikaatto-10 reiden luottamusrajoihin. Täten verkonhallintajärjestelmään ei tarvitse tehdä suuritöisiä muutoksia tietokantaan kerättävän datan päivitystaajuuden muuttamiseksi, vaan riittää, että indikaattoreiden arvot mitataan kunkin havainnointivälin jälkeen. Täten verkko-operaattori saa nopeammin tiedon mahdollisista;: virhetilanteista verkkoelementeissä kuin tuntipohjaisen monitoroinnin pohjalta.

15 Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksissa esitetty vain esi merkinomaisesti, eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintöä voidaan soveltaa myös missä tahansa muussa vastaavalla tavalla toimivassa verkossa, kuten esimerkiksi yleisessä puhelinverkossa (PSTN, Public Switched Telephone Network). Näin ollen kek-20 sinnön eri toteutusmuodot voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

• · • · • · · • · · • · · • · » < ♦· • < • · ·

Claims (11)

12 1 08269

1. Menetelmä luottamusrajan määrittämiseksi tietoliikenneverkon elementille, jossa menetelmässä kerätään tietokantaan ennalta määrätyltä 5 ajalta verkkoelementin kautta tapahtuvien tiedonsiirtoyhteyksien määrä, määritetään arvo verkkoelementin virhetoimintojen määrää kuvaavalle muuttujalle suhteessa mainittuun tiedonsiirtoyhteyksien määrään, asetetaan tavoitearvo mainitulle verkkoelementin virhetoimintojen suhteellista määrää kuvaavalle muuttujalle, tunnettu siitä, että 10 asetetaan tavoitearvolle luottamusraja, jonka luottamusrajan poik keama tavoitearvosta muuttuu suhteessa mainittuun tiedonsiirtoyhteyksien määrään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 asetetaan tavoitearvolle luottamusraja, jonka luottamusrajan poik keama tavoitearvosta vaihtoehtoisesti pienenee vasteena sille, että mainittu tiedonsiirtoyhteyksien määrä kasvaa tai kasvaa vasteena sille, että mainittu tiedonsiirtoyhteyksien määrä pienenee.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että asetetaan verkkoelementin kautta aikayksikössä tapahtuvien tiedonsiirtoyhteyksien määrälle alaraja ja asetetaan tavoitearvolle luottamusraja, vasteena sille, että tiedonsiirtoyhteyksien määrä ylittää mainitun alarajan.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu • · *···* siitä, että »Il ’ • · O määritetään tavoitearvolle yläluottamusraja seuraavan kaavan pe- v rusteella: UCL = p + za/2 tJp(\00-p)/n '· 30 *”*: jossa kaavassa . · · ·, UCL = yläluottamusraja III λ. p = tavoitearvo, jolle yläluottamusraja määritetään •;' = kerroin luottamusrajan poikkeaman määräämiseksi 35 n = tiedonsiirtoyhteyksien määrä. 13 108269

5 LCL = p - za!2 yjp(\00- p) / n jossa kaavassa LCL = alaluottamusraja p = tavoitearvo, jolle yläluottamusraja määritetään 10 za/2= kerroin luottamusrajan poikkeaman määräämiseksi n = tiedonsiirtoyhteyksien määrä.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään tavoitearvolle alaluottamusraja seuraavan kaavan perusteella:

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan kertoimen arvoa portaittaisesti vasteena sille, että 15 tiedonsiirtoyhteyksien määrä ylittää ennalta määrätyn arvon.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään verkkoelementtikohtaisesti vuorokauden jokaiselle tunnille tavoitearvo ja tavoitearvon luottamusraja verkkoelementin virhetoimintojen 20 suhteellista määrää kuvaavalle muuttujalle ja määritetään verkkoelementin virhetoimintojen suhteellista määrää aikayksikössä kuvaavan muuttujan arvo tunnin ajalta.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 suoritetaan verkkoelementin virhetoimintojen määrää aikayksikössä • · .*!! kuvaavan muuttujan arvon määritys tuntia lyhyemmissä aikajaksoissa ja • · < *·*,' määritetään mainitun muuttujan arvo liukuvana summana tunnin « c *·* ' ajalta.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, : 30 tu n nettu siitä, että välitetään verkonhallintajärjestelmään virheilmoitus, vasteena sille, ,···. että verkkoelementin virhetoimintojen suhteellista määrää aikayksikössä ku- vaavan muuttujan arvo ylittää luottamusrajan.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, ‘ 35 tunnettu siitä, että ” mainittu verkkoelementti on matkaviestinverkon tukiasema. 108269 14

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suoritetaan luottamusrajan määrittelyssä tarvittavien muuttujien ja vakioiden päivitys automaattisesti verkonhallintajärjestelmään talletettujen tar-5 vittavien tietojen muuttuessa. • · ♦ · • · · • · · • ♦ · • · · • · 1 • « L • I · • • · 1 « f • c · · • · • · · » • ♦ · 15 1 08269