DE69730956T2

DE69730956T2 - Analyse von Nachbarzellen in zellularem Telekommunikationssystem

Info

Publication number: DE69730956T2
Application number: DE69730956T
Authority: DE
Inventors: Daniele Redland Abbadessa
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2017-07-30
Also published as: DE69730956D1; US6192244B1; EP0895435A1; EP0895435B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Analyse von benachbarten Zellen in zellulären Telekommunikationssystemen.
Die Einführung des zellulären Konzepts ist einer der Hauptdurchbrüche bei einem Lösen des Problems einer Spektralüberlastung und einer Benutzerkapazität, das durch frühe Mobilfunksysteme erfahren wurde. Bei zellulären Netzwerken ist der gesamte abgedeckte Bereich in kleine Zellen geteilt und die Abdeckung ist durch mit weniger Leistung versorgte Sender gesichert. Das gesamte verfügbare Spektrum ist ebenfalls in kleine Abschnitte geteilt und Gruppen von benachbarten Zellen zugewiesen, um ein Cluster zu bilden. Danach wird dieses Cluster regelmäßig über dem gesamten Bereich wiederholt, der abgedeckt werden soll. Typische Werte der Clustergröße sind 4, 7 und 12, aber unterschiedliche Clustergrößen könnten notwendig sein, um die erwünschte Kapazität zu erreichen. Der Kehrwert der Clustergröße wird anstelle dessen der Frequenzwiederverwendungsfaktor genannt.
Der Entwurfsprozess eines Auswählens und Zuteilens von Frequenzen an alle Zellen innerhalb eines Netzwerks wird eine Frequenzplanung genannt. Diese Aufgabe, die vielleicht einfach aussieht, ist tatsächlich sehr schwierig, da Darstellungen von Zellen unter Verwendung von Sechsecken lediglich eine Abstraktion auf hoher Ebene sind. In der Realität sind Zellformen sehr unregelmäßig, so dass die Anwendung des Clusterkonzepts sehr schwierig ist. Die Schwierigkeit der Frequenzplanungsaufgabe erhöht sich bei der Erhöhung des Frequenzwiederverwendungsfaktors erheblich.
Ein Erhöhen des Wiederverwendungsfaktors oder ein gleiches Reduzieren der Clustergröße erhöht eine Systemkapazität, da das ganze Spektrum, in kleinere Gruppen partitioniert, kleineren Bereichen zugewiesen ist und dasselbe deshalb häufiger wiederverwendet werden kann. Aber eine gegenseitige Beeinflussung bzw. Störung begrenzt die Erhöhung des Wiederverwendungsfaktors. Tatsächlich ist der kleinste erreichbare Wert der Clustergröße auf den Störungspegel bezogen, den sowohl Mobiltelefone als auch Basisstationen tolerieren können, während die erwünschte Qualität von Kommunikationen beibehalten wird. Deshalb müssen Zellen mit der gleichen Frequenz weit voneinander weg sein, um sicherzustellen, dass die Störung, die durch diese Wiederverwendung bewirkt wird, d. h. eine Kokanalstörung, unter annehmbaren Pegeln gehalten wird.
Offensichtlich beeinflussen zwei entgegengesetzte Erfordernisse den Wiederverwendungsfaktor. Eine Kapazität erhöht denselben und eine Störung verringert denselben, so dass ein Finden des richtigen Kompromisses gar nicht einfach ist. Ferner erhöhen Makro-/Mikro-Zellarchitekturen die Komplexität der Frequenzplanung aufgrund der geschichteten Natur des Problems.
Das Patentdokument WO-A-97/06648 beschreibt ein Verfahren zur Nachbarschaftszellenlistenerzeugung und -verifizierung für eine Verwendung bei einem zellulären Telekommunikationssystem, das eine Mehrzahl von aktiven Mobilstationen und ein statisches Netzwerk aufweist, wobei das statische Netzwerk eine erste Zelle und eine Mehrzahl von Zellen benachbart zu der ersten Zelle aufweist, wobei jede der Zellen eine Basisstation aufweist und jede Mobilstation in der ersten Zelle Nachrichten zu dem statischen Netzwerk berichtet, die Stärken von Signalen angeben, die durch diese Mobilstation von Basisstationen in benachbarten Zellen erfasst wurden. Das Verfahren der WO-A-97/06648 weist folgende Schritte auf: Extrahieren derartiger Berichtsnachrichten für die erste Zelle aus dem statischen Netzwerk; Erzeugen einer Liste, die für jede der benachbarten Basisstationen den Durchschnitt der empfangenen Signalstärken umfasst; Ordnen der Liste nach einer durchschnitt lichen Signalstärke und Verwenden der geordneten Liste, um eine Nachbarschaftszellenliste zu erzeugen oder zu aktualisieren.
Das Verfahren der WO-A-97/06648 berücksichtigt nicht verschiedene Anomalien, die bei derartigen Systemen entstehen, insbesondere GSM- und GSM-ähnlichen Systemen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Analysieren von Listen von benachbarten Zellen in einem zellulären Telekommunikationssystem, das eine Mehrzahl von aktiven Mobilstationen und ein statisches Netzwerk aufweist, zum Erleichtern einer Frequenzplanung des Systems, wobei das statische Netzwerk eine erste Zelle und eine Mehrzahl von Zellen benachbart zu der ersten Zelle aufweist, wobei einige der benachbarten Zellen durch einen Operator des Systems als geplante benachbarte Zellen bestimmt sind, wobei jede der Zellen eine Basisstation aufweist.
Der erste Aspekt der Erfindung verwendet die Merkmale, dass bei einem derartigen System jede Basisstation auf einem Steuerkanal ein Signal sendet, das einen Basisstationsidentifizierer dieser Basisstation umfasst; jede Mobilstation in der ersten Zelle mit einer geordneten Steuerkanalliste von Steuerkanalfrequenzen versehen ist, die durch diese Mobilstation erfasst werden sollen; und jede Mobilstation in der ersten Zelle Nachrichten zu dem statischen Netzwerk berichtet, die die Basisstationsidentifizierer von durch diese Mobilstation erfassten Steuerkanälen und die Position in der Steuerkanalliste des jeweiligen Steuerkanals angeben. Diese können existierende Merkmale des Systems sein, wie beispielsweise eines GSM- oder eines GSM-ähnlichen Systems.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zum Analysieren benachbarter Zellen die folgenden Schritte auf: Extrahieren derartiger Berichtsnachrichten für die erste Zelle aus dem statischen Netzwerk und Erzeugen einer Berichtsliste, die für jede Position in der Steuerkanalliste die Anzahl von Malen umfasst, die ein Basisstationsidentifizierer für diese Position berichtet wurde; Erhalten einer Geplanter-Nachbar-Liste der Steuerkanäle und jeweiliger Basisstationsidentifizierer der geplanten benachbarten Zellen; Korrelieren der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste mit Bezug auf die Steuerkanäle; und Analysieren des Ergebnisses des Korrelierens der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste, um zu bestimmen, ob ein Steuerkanal durch eine Frequenzplanung beeinflusst wird, die eine Aufmerksamkeit erfordert.
Der erste Aspekt der Erfindung kann deshalb die Tatsache berücksichtigen, dass zwei oder mehr benachbarte Zellen, ob geplante benachbarte Zellen oder nicht, den gleichen Steuerkanal verwenden können.
Der Schritt des Analysierens kann die folgenden Schritte umfassen: Bestimmen, ob es für einen der Steuerkanäle mehr als einen Basisstationsidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste gibt; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine erste Klasse (die hierin im Folgenden manchmal „rot" genannt wird). Dies gibt an, dass es zwei oder mehr geplante benachbarte Zellen gibt, die den gleichen Steuerkanal verwenden, und dass eine unmittelbare Aufmerksamkeit erforderlich sein kann.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Analysierens die folgenden Schritte umfassen: Bestimmen, ob es für einen der Steuerkanäle lediglich einen Basisstationsidentifizierer gibt, der in der Berichtsliste ist und der ferner nicht dem Basisstationsidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste entspricht; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine zweite Klasse (die die gleiche wie die erste Klasse (rot) sein kann). Dies gibt an, dass es eine benachbarte Zelle gibt, die den Steuerkanal einer geplanten benachbarten Zelle verwendet, die aber keine geplante benachbarte Zelle ist, und dass eine unmittelbare Aufmerksamkeit erforderlich sein kann.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Analysierens die folgenden Schritte umfassen: Bestimmen, ob es für einen der Steuerkanäle mehr als einen Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste gibt; falls dem so ist, Bestimmen, ob dieser eine der Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste, der eine größere Anzahl von Berichten aufweist als ein anderer Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste, nicht dem Basisstationsidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste entspricht; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine dritte Klasse (die die gleiche wie die erste und/oder zweite Klasse (rot) sein kann). Dies gibt an, dass es eine geplante benachbarte Zelle und eine nicht-geplante benachbarte Zelle gibt, die den gleichen Steuerkanal verwenden, wobei die nicht-geplante benachbarte Zelle erheblicher ist, und dass eine unmittelbare Aufmerksamkeit erforderlich sein kann.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Analysierens die folgenden Schritte umfassen: Bestimmen, ob es für einen der Steuerkanäle mehr als einen Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste gibt; falls dem so ist, Bestimmen, ob dieser eine der Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste, der eine größere Anzahl von Berichten aufweist als ein anderer Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste, dem Basisstationsidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste entspricht, aber nicht vorherrschend ist; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine vierte Klasse (die hierin im Folgenden manchmal „gelb" genannt wird). Dies gibt an, dass es eine geplante benachbarte Zelle und eine nicht-geplante benachbarte Zelle gibt, die den gleichen Steuerkanal verwenden, wobei die geplante benachbarte Zelle erheblicher aber nicht vorherrschend ist, und dass eine weitere Analyse erforderlich sein kann. Verschiedene Maße eines Vorherrschens können eingesetzt werden. Bei einem Beispiel wird ein Basisstationsidentifizierer, der zumindest zehnmal so viele Berichte wie ein anderer Basisstationsidentifizierer aufweist, als vorherrschend betrachtet. Bei einem anderen Beispiel wird ein Faktor von Einhundert eingesetzt.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Analysierens die folgenden Schritte umfassen: Bestimmen, ob es für einen der Steuerkanäle zumindest einen Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste, aber nicht in der Geplanter-Nachbar-Liste gibt; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine fünfte Klasse (die hierin im Folgenden manchmal „blau" genannt wird). Diese Klasse kann als „unklassifiziert" betrachtet werden.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Analysierens die folgenden Schritte umfassen: Bestimmen, ob für einen der Steuerkanäle der Basisstationsidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste nicht auf eine unzweideutige Weise mit dem oder einem der Basisstationsidentifizierer in der Berichtsliste korreliert werden kann; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine sechste Klasse (die die gleiche wie die fünfte Klasse (blau) sein kann).
Der Schritt des Analysierens kann ferner die Schritte eines Bestimmens, ob einer der Steuerkanäle nicht in eine zuvor erwähnte Klasse klassifiziert ist; und falls dem so ist, eines Klassifizierens dieses Steuerkanals in eine siebte Klasse aufweisen (die hierin im Folgenden manchmal „grün" genannt wird). Dies gibt einen idealen oder beinahe idealen Fall an.
Der Schritt des Erhaltens der Geplanter-Nachbar-Liste kann ein Erhalten von Daten für dieselbe von dem Operator des Systems aufweisen.
Alternativ kann das Verfahren bei einem System verwendet werden, bei dem das statische Netzwerk Übergabenachrichten erzeugt, die Mobilstationen in der ersten Zelle befehlen, zu unterschiedlichen Zellen zu schalten, wobei jede Übergabenachricht den Steuerkanal und den Basisstationsidentifizierer der unterschiedlichen Zelle umfasst. In diesem Fall kann der Schritt des Erhaltens der Geplanter-Nachbar-Liste den Schritt eines Extrahierens derartiger Übergabenachrichten für Übergaben von der ersten Zelle aus dem statischen Netzwerk und eines Erzeugens der Geplanter-Nachbar-Liste aus den Steuerkanälen und entsprechenden Basisstationsidentifizierern in den extrahierten Übergabenachrichten aufweisen.
Das Verfahren kann bei einem System verwendet werden, bei dem die Steuerkanäle in der Steuerkanalliste gemäß einer Frequenz oder Kanalanzahl geordnet sind. In diesem Fall umfasst der Schritt des Korrelierens vorzugsweise den Schritt eines primären Versuchens, die Basisstationsidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste, die gemäß einer Steuerkanalfrequenz oder -kanalanzahl geordnet sind, mit den Basisstationsidentifizierern in der Berichtsliste, die gemäß einer Position in der Steuerkanalliste geordnet sind, in Übereinstimmung zu bringen. In diesem Fall betrifft ferner der Schritt des Korrelierens vorzugsweise die Schritte eines Durchlaufens durch die Geplanter-Nachbar-Liste in einer Reihenfolge einer Steuerkanalfrequenz oder -kanalanzahl und eines Durchlaufens durch die Berichtsliste in einer Reihenfolge einer Position in der Steuerkanalliste.
Der Schritt des Korrelierens kann bei jedem Schritt des Durchlaufs folgende Schritte umfassen: Bestimmen, ob der Basisstationsidentifizierer für die aktuelle Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationsidentifizierer oder einen Basisstationsidentifizierer für die aktuelle Position in der Berichtsliste, aber nicht auf den Basisstationsidentifizierer oder einen Basisstationsidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste bezogen ist; und falls dem so ist, Bestimmen, dass dieser Basisstationsidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Geplanter-Nachbar-Liste diesem Basisstationsidentifizierer bei der aktuellen Position in der Berichtsliste zugeordnet ist.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Korrelierens bei jedem Schritt des Durchlaufs folgende Schritte umfassen: Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die aktuelle Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die aktuelle Position in der Berichtsliste und auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste bezogen ist. Falls eine derartige Bestimmung vorgenommen wird, dann wird zumindest eine der folgenden Bestimmungen gemäß den Inhalten der Listen vorgenommen: (a) Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste, aber nicht auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die übernächste Position in der Berichtsliste bezogen ist, und falls dem so ist, Bestimmen, daß dieser Basisstationidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Geplanter-Nachbar-Liste diesem Basisstationidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Berichtsliste zugeordnet ist; (b) Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Geplanter-Nachbar-Liste nicht auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste bezogen ist, und falls dem so ist, Bestimmen, daß dieser Basisstationidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Geplanter-Nachbar-Liste nicht auf eine unzweideutige Weise einem Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste zugeordnet werden kann; (c) Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifi zierer für die nächste Position in der Berichtsliste und auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die übernächste Position in der Berichtsliste bezogen ist, und falls dem so ist, rekursives Wiederholen der Bestimmungsschritte mit Bezug auf zumindest die nachfolgenden Positionen in der Geplanter-Nachbar-Liste und der Berichtsliste.
Das Verfahren kann bei einem System verwendet werden, bei dem die Steuerkanalliste, mit der jede Mobilstation versehen ist, sich daraufhin verändern kann, dass sich die Mobilstation von einem Leerlaufmodus zu einem aktiven Modus verändert, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: Erfassen, wann eine der Mobilstationen sich von dem Leerlaufmodus derselben zu dem aktiven Modus derselben verändert; und ansprechend auf eine derartige Erfassung, temporäres Aussondern derartiger Berichtsnachrichten, die von dem statischen Netzwerk extrahiert und auf diese Mobilstation bezogen sind. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren bei einem System verwendet werden, bei dem die Steuerkanalliste, mit der jede Mobilstation versehen ist, sich daraufhin verändern kann, dass die Mobilstation von einer Zelle zu einer anderen übergeben wird, und in diesem Fall umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte: Erfassen, wann eine der Mobilstationen von einer Zelle zu einer anderen übergeben wird; und ansprechend auf eine derartige Erfassung, temporäres Aussondern derartiger Berichtsnachrichten, die aus dem statischen Netzwerk extrahiert und auf diese Mobilstation bezogen sind. In jedem Fall sind der Erfassungs- und der Aussonderungsschritt durch eine jeweilige Finiter-Zustand-Maschine für jede Mobilstation gesteuert, die sich in dem aktiven Modus derselben befindet.
Das Verfahren des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wurde für eine Verwendung bei einem derartigen System entworfen, das ein GSM-System ist, obwohl dasselbe auch auf andere Systeme anwendbar ist, die analog zu GSM-Systemen wirksam sind, und bei denen vorzugsweise: das statische Netzwerk ein öffentliches GSM-Landfunknetz („PLMN" = Public Land Mobile Network) ist; die Steuerkanäle GSM-Rundsendesteuerkanäle („BCCH"s = Broadcast Control Channels) sind; die Basisstationidentifizierer GSM-Basisstationsidentitätscodes („BSIC"s = Base Station Identity Codes) sind; die Steuerkanalliste eine GSM-BCCH-Zuteilungsliste („BA" = BCCH Allocation) ist, die auf einem GSM-Langsamzuordnungssteuerkanal („SACCH" = Slow Association Control Channel) bereitgestellt ist; und die Berichtsnachrichten GSM-Messungsergebnisnachrichten („MEAS RES" = Measurement Result) sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens eines vorhergehenden Anspruchs bereitgestellt, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Extrahieren derartiger Berichtsnachrichten für die erste Zelle aus dem statischen Netzwerk und zum Erzeugen der Berichtsliste, die für jede Position in der Steuerkanalliste die Anzahl von Malen umfaßt, die ein Basisstationidentifizierer für diese Position berichtet wurde; eine Einrichtung zum Empfangen oder Erzeugen einer Geplanter-Nachbar-Liste der Steuerkanäle und jeweiliger Basisstationidentifizierer der geplanten benachbarten Zellen; eine Einrichtung zum Korrelieren der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste mit Bezug auf die Steuerkanäle; und eine Einrichtung zum Analysieren des Ergebnisses des Korrelierens der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste, um zu bestimmen, ob ein Steuerkanal durch eine Frequenzplanung beeinflußt wird, die eine Aufmerksamkeit erfordert.
Beschreibung eines spezifischen Ausführungsbeispiels
Ein spezifisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun rein durch ein Beispiel mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Diagramm ist, um das Konzept von Clustern von Zellen bei einem zellulären Telekommunikationssystem darzustellen;
2 ein Diagramm ist, das die Verwendung einer Schirmzelle bei einem derartigen System darstellt;
3 ein Diagramm ist, das das Konzept einer Klassifizierung von benachbarten Zellen darstellt;
4 ein Flussdiagramm eines Klassifizierungsprozesses ist;
5 ein Kernflussdiagramm eines Prozesses zum Verbinden von Elementen in einer Übergabeliste und Elementen in einer Berichtsliste ist;
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Detail eines Teils des Prozesses von 5 zeigt;
7 mögliche Beziehungen zeigt, die zwischen Elementen in der Übergabeliste und in der Berichtsliste untersucht werden;
8 ein Flussdiagramm eines Prozesses ist, der die Beziehungen von 7 untersucht;
9 ein Flussdiagramm eines Prozesses ist, der eingesetzt wird, wenn eine Mobilstation aktiv wird oder übergeben wird;
10 eine Finiter-Zustand-Maschine darstellt, die für jeden Funkkanal eingesetzt wird;
11 ein Beispiel eines Graphische-Benutzerschnittstelle-Fensters zum Präsentieren der Ergebnisse des Prozesses für einen Benutzer ist;
12 ein Fenster für eine spezielle ausgewählte Zelle ist;
13 ein Fenster für eine spezielle ausgewählte Frequenz einer speziellen ausgewählten Zelle ist; und
14 eine alternative Ansicht des Fensters von 13 ist.
1 Einführung zu einem spezifischen Ausführungsbeispiel
Bei dem Ausführungsbeispiel, das nun beschrieben werden soll, werden Nachbarschaftszellenlistenzuteilungen in GSM-ähnlichen Netzwerken analysiert. Nachbarschaftszellfrequenzen werden untersucht, um auszuwerten, zu welchem Ausmaß die aktuelle Planung von dem idealen Fall unterschiedlich ist. Ferner ist das Endergebnis einer derartigen Nachforschung nicht nur die Identifikation der Frequenzen, die durch eine schlechte Frequenzplanung beeinflusst sein könnten, sondern es werden weitere Informationen gegeben, um ein besseres Verständnis des Problems zu gewinnen und schließlich die Ursachen desselben zu identifizieren und zu eliminieren.
Eine schlechte Frequenzplanung könnte Mobilstationen auf mehrere Weisen beeinflussen. Ein typischer Fall, der wahrscheinlich zu einer Kokanalstörung führt, ist dadurch gebildet, dass zwei benachbarte Zellen die gleiche Frequenz senden. Außerdem könnte eine Signalstärke von gewissen benachbarten Zellen ferner so stark sein, dass das Signal von anderen benachbarten Zellen kaum empfangen wird. Nachbarschaftszellenlisten spielen eine entscheidende Rolle sowohl für Zell-Camping- als auch Übergabeprozeduren und die obigen Probleme könnten derartige Prozeduren dramatisch beeinflussen. Insbesondere beeinflussen Übergabefehler Benutzer direkt, wobei Anrufe unterbrochen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Haupteingangsquelle einer derartigen Analyse bei den HF-Messungen regelmäßig genommen und durch Mobiltelefone zu dem Netzwerk gesendet. Die Verwendung von Mobiltelefonen als eine ausgebreitete HF-Messungsinfrastruktur zeigt einige Vorteile mit Bezug auf herkömmliche Datenermittlungsverfahren, wie es in Abschnitt 3 unten erwähnt wird.
Herausfordernde Fragen, die auf eine Datenspeicherung und -visualisierung bezogen sind, werden ebenfalls mit einer besonderen Betonung auf der Definition eines ordnungsgemäßen Navigationswegs angesprochen, um Operatoren durch die verfügbaren Daten zu führen, um Quellen einer schlechten Frequenzplanung, wann immer dieselben auftreten, ohne weiteres auszumachen und zu verstehen.
2 Zelluläre Netzwerke
Die Einführung des zellulären Konzepts ist einer der Hauptdurchbrüche bei einem Lösen des Problems einer Spektralüberlastung und einer Benutzerkapazität, das durch frühe Mobilfunksysteme erfahren wurde. Bei zellulären Netzwerken ist der gesamte abgedeckte Bereich in kleine Zellen geteilt und die Abdeckung ist durch mit weniger Leistung versorgte Sender gesichert. Das gesamte verfügbare Spektrum ist ebenfalls in kleine Abschnitte geteilt und Gruppen von benachbarten Zellen zugewiesen. 1 zeigt einen Fall, bei dem das ganze verfügbare Spektrum S in vier Abschnitte geteilt ist: f₁, f₂, f₃ und f₄. Jede Frequenz f₁ ist einer Gruppe von benachbarten Zellen zugewiesen, um ein Cluster zu bilden. Danach wird dieses Cluster regelmäßig über dem gesamten Bereich wiederholt, der abgedeckt werden soll. Typische Werte der Clustergröße sind 4, 7 und 12, aber unterschiedliche Clustergrößen könnten notwendig sein, um die erwünschte Kapazität zu erreichen. Der Kehrwert der Clustergröße wird anstelle dessen der Frequenzwiederverwendungsfaktor genannt.
Der Entwurfsprozess eines Auswählens und Zuteilens von Frequenzen an alle Zellen innerhalb eines Netzwerks wird eine Frequenzplanung genannt. Diese Aufgabe, die vielleicht einfach aussieht, ist tatsächlich sehr schwierig, da Darstellungen von Zellen unter Verwendung von Sechsecken lediglich eine Abstraktion auf hoher Ebene sind. In der Realität sind Zellformen sehr unregelmäßig, so dass die Anwendung des Clusterkonzepts sehr schwierig ist. Die Schwierigkeit der Frequenzplanungsaufgabe erhöht sich bei der Erhöhung des Frequenzwiederverwendungsfaktors erheblich.
Ein Erhöhen des Wiederverwendungsfaktors oder ein gleiches Reduzieren der Clustergröße erhöht eine Systemkapazität, da das ganze Spektrum, in kleinere Gruppen partitioniert, kleineren Bereichen zugewiesen ist und dasselbe deshalb häufiger wiederverwendet werden kann. Aber eine gegenseitige Beeinflussung bzw. Störung begrenzt die Erhöhung des Wiederverwendungsfaktors. Tatsächlich ist der kleinste erreichbare Wert der Clustergröße auf den Störungspegel bezogen, den sowohl Mobiltelefone als auch Basisstationen tolerieren können, während die erwünschte Qualität von Kommunikationen beibehalten wird. Deshalb müssen Zellen mit der gleichen Frequenz weit voneinander weg sein, um sicherzustellen, dass die Störung, die durch diese Wiederverwendung bewirkt wird, d. h. eine Kokanalstörung, unter annehmbaren Pegeln gehalten wird.
Offensichtlich beeinflussen zwei entgegengesetzte Erfordernisse den Wiederverwendungsfaktor. Eine Kapazität erhöht denselben und eine Störung verringert denselben, so dass ein Finden des richtigen Kompromisses gar nicht einfach ist. Ferner erhöhen Makro-/Mikro-Zellarchitekturen die Komplexität der Frequenzplanung aufgrund der geschichteten Natur des Problems.
2.1 GSM
Bei GSM sind eine Frequenzwiederverwendung und -planung wegen der Möglichkeit eines Zuweisens mehrerer Frequenzen zu jeder Zelle viel komplexer als bei anderen zellulären Systemen. Dies kann aus zwei Gründen auftreten: mehrere Sende/Empfangsgeräte sind in einer Zelle platziert, um einen bestimmten Kapazitätspegel zu liefern; oder das Frequenzhoppingmerkmal ist eingesetzt.
Aufgrund der spezifischen Architektur des GSM-Systems spielt eine spezifische Frequenz immer eine sehr wichtige Rolle innerhalb einer Zelle. Diese Frequenz, die durch die Steuerkanäle verwendet wird, ist als die Rundsendesteuerkanal- oder BCCH-Frequenz (BCCH = Broadcast Control Channel) bekannt. Die Besonderheiten derselben bestehen in einer kontinuierlichen Emission, einem festen Sendeleistungspegel und schließlich dem Verbot eines Hoppings. Diese Beschränkungen vereinfachen die Anzahl von Aufgaben, die das Mobiltelefon durchführt, um die beste Zelle zum Camping in einem Leerlaufmodus auszuwählen und zuverlässige Messungen von benachbarten Zellen in einem aktiven Modus zu berichten.
Bei einem derartigen System kann das Frequenzzuweisungsproblem in zwei Unterprobleme aufgeteilt werden. Eines ist auf die Zuweisung der BCCH-Frequenz zu jeder Zelle bezogen. Das andere Unterproblem handelt von der Zuweisung anderer Frequenzen, die in Zellen mit mehr als einem Sende/Empfangsgerät oder zum Hopping von Frequenzen benötigt werden könnten. Die letztere Aufgabe ist ziemlich komplex, wenn eine Hopping-Frequenzfähigkeit implementiert ist, weil jedem Sende/Empfangsgerät ein Satz von mehreren Frequenzen zugewiesen ist. Diese Komplexität bewirkt eine höhere Widerstandsfähigkeit für eine Kokanalstörung, da statistisch die simultane Verwendung der gleichen Frequenz durch zwei Sende/Empfangsgeräte mit einem überlappenden Abdeckungsbereich lediglich sporadisch geschehen könnte. Anstelle dessen ist eine spezielle Aufmerksamkeit für die Zuweisung von BCCH-Frequenzen aufgrund der wesentlichen Rolle erforderlich, die dieselben bei GSM spielen, und ein größerer Wiederverwendungsfaktor ist erwünscht.
Das Erfordernis für Mobiltelefone, benachbarte BCCH-Frequenzen zu berichten, wirft viele technische Fragen auf. Eine Sendung eines BCCH mit einem kontinuierlichen und konstanten Leistungspegel ermöglicht, dass Mobiltelefone zuverlässige Messungen von benachbarten BCCH-Trägern vornehmen, wann immer dieselben können, ohne weitere Beschränkungen auf der eigenen Zeitplanung derselben. Camping- und Übergabeprozeduren sind ebenfalls durch ein explizites Vorsehen der Liste von BCCH-Trägern vereinfacht, die Mobiltelefone überwachen müssen. Diese Liste ist als die BCCH-Zuteilungsliste oder BA-Liste (BA = BCCH Allocation) bekannt. Dieselbe wird periodisch innerhalb jeder Zelle rundgesendet, um durch Mobiltelefone in einem Leerlaufmodus empfangen zu werden, und wird kontinuierlich zu jedem Mobiltelefon in einem zweckgebundenen Modus auf dem aktiven Langsamzuordnungssteuerkanal oder SACCH (Slow Associated Control Channel) gesendet.
Das Signal, das von dem Satz von Frequenzen empfangen wird, die durch jedes Mobiltelefon überwacht werden, unterliegt einer weiteren Verarbeitung, um diese Frequenzen, die als BCCH-Träger verwendet werden, von anderen möglicherweise störenden Frequenzen zu unterscheiden. Mobiltelefone erreichen diese Aufgabe durch ein Suchen nach dem FCCH (Frequency Correction Channel = Frequenzkorrekturkanal) und SCH (Synchronisation Channel = Synchronisationskanal) in dem Signal, das von benachbarten Zellen empfangen wird. Ein Decodieren des SCH ist ebenfalls erforderlich, um den BSIC (Base Station Identity Code = Basisstationsidentitätscode) zu erlangen.
Dieser andere Parameter, d. h. der BSIC, ist ein wesentlicher Teil der Frequenzplanung. In der Nähe von nationalen Grenzen oder Bereichen einer sehr engen Frequenzwiederver wendung kann es vorkommen, dass Mobiltelefone in der Lage sind, mehr als einen BCCH-Träger unter Verwendung der gleichen Frequenz zu erfassen. Die Rolle des BSIC ist es, zu ermöglichen, dass Mobiltelefone zwischen Zellen unterscheiden, die die Grundsendekanäle derselben auf der gleichen Frequenz senden. Eine BSIC-Planung ist ebenfalls erforderlich. Diese Aufgabe ist ziemlich einfach und dieselbe besteht aus einem Zuteilen unterschiedlicher BSICs an Zellen, die die gleiche BCCH-Frequenz verwenden, wo eine überlappende Abdeckung existieren könnte.
Das Paar BCCH/BSIC wird oft bei GSM verwendet, um eine Zelle für Funkzwecke zu identifizieren, z. B. Übergabe, aber dasselbe muss nicht ein eindeutiger netzwerkweiter Zellidentifizierer sein. Eine Eindeutigkeit muss lediglich auf einer lokalen Skala als ein Ergebnis einer BCCH- und BSIC-Planung sichergestellt sein. Der Satz von Werten, die für derartige Paare verfügbar sind, hängt von dem spezifischen Netzwerk ab. Ein BCCH-Bereich ist eine Funktion des verfügbaren Spektrums. Anstelle dessen ist BSIC eine Kombination von zwei Werten: NCC (Network Colour Code = Netzwerkfarbcode) und BCC (Base Station Colour Code = Basisstationsfarbcode). Das Erstere ist eine Art eines Netzwerkidentifizierers, der innerhalb eines Netzwerks den gleichen Wert annimmt. Das Letztere, d. h. BCC, besteht aus drei Bits, die frei zugeteilt werden können.
2.1.1 Nachbarschaftszellmessungen bei GSM
Wie es zuvor erwähnt ist, nehmen Mobiltelefone in einem aktiven Modus Messungen von benachbarten Zellen und dieselben senden periodisch diese Messungen zu dem Netzwerk. Die Messungsergebnis-Nachricht (MEAS RES-Nachricht; MEAS RES = Measurement Result) wird für diesen Zweck verwendet. In dieser Verbindung wird auf ETSI-GSM Technical Specification, GSM 08.58, Version 5.2.0, „Base Station Controller – Base Transceiver Station (BTS-BSC) interface; layer 3 specification", Dezember 1996 Bezug genommen. Dieselbe enthält Aufwärtsverbindungsmessungen, die durch die Basis-Sende/Empfangsgerät-Station (BTS = Base Transceiver Station) genommen werden, und wahlweise könnte dieselbe auch Abwärtsverbindungs- und Nachbarschaftszellmessungen tragen, die durch das Mobiltelefon genommen werden. Eine weitere relevante Information, die durch diese Nachrichten getragen wird, ist Timing Advance (TA). In dieser Verbindung wird Bezug auf ETSI-GSM Technical Specification, GSM 05.10, Version 5.1.0, Entwurf, „Radio subsystem synchronisation", Dezember 1996 genommen.
Die Verfügbarkeit von Abwärtsverbindungsmessungen und TA ist streng auf den aktuellen Zustand der Funkverbindung bezogen, da im Fall einer schlechten Funkverbindung diese Messungen verloren werden könnten. Derartige Messungen werden mit einer Rate von in etwa Einer jede halbe Sekunde gesendet.
Beschränkungen auf der maximalen Größe von Signalisierungsnachrichten über die Luftschnittstelle begrenzen die Anzahl von benachbarten Zellen, die berichtet werden, auf bis zu sechs. In dem Fall, dass BCCH-Träger von mehr als sechs benachbarten Zellen gemessen wurden, werden lediglich Messungen, die den sechs am besten empfangenen Zellen entsprechen, in die Berichtsnachricht eingeschlossen. Diese Größenbeschränkung beeinflusst auch die Weise, auf die Nachbarschaftszellmessungen berichtet werden. Für jede benachbarte Zelle wird der Durchschnitt der empfangenen Signalstärke der BCCH-Frequenz derselben zusammen mit dem BSIC derselben berichtet.
Jede Nachbarschaftszellmessung besteht aus drei Werten:
BCCH_FREQ_NCELL_i;
BSIC_NCELL_i; und
RXLE_NCELL_i.
Die BCCH_FREQ_NCELL_i ist die Binärdarstellung der Position, beginnend bei 0, des i-ten Nachbarschaftszelle-BCCH-Trägers in der Versorgungszelle-BA-Liste. Ein Berichten der Position der Frequenz innerhalb der BA-Liste anstelle des absoluten Werts derselben ist ein Ergebnis von Nachrichtengrößenbeschränkungen. Man nehme z. B. eine Liste von 650, 687, 715 und 740 an. Für Messungen, die auf diese benachbarte Zelle mit einem BCCH-Träger 715 bezogen sind, enthält BCCH-FREQ-NCELL_i den Wert Zwei, d. h. die Frequenzposition in der BA-Liste, anstelle der absoluten Frequenzzahl 715. BSIC_NCELL_i ist der BSIC-Wert der i-ten benachbarten Zelle. RXLEV_NCELL_i schließlich ist der Durchschnitt der empfangenen Signalstärke der i-ten benachbarten Zelle. Die Signalstärke ist tatsächlich in 64 Werten codiert, wie es in dem GSM-Standard dargelegt ist; siehe ETSI-GSM Technical Specification, GSM 05.08, Version 5.2.0, Entwurf, „Radio subsystem link control", Dezember 1996.
Wie es früher erwähnt ist, leiten Mobiltelefone die BA-Liste, die dieselben verwenden, aus Informationen ab, die auf dem BCCH in einem Leerlaufmodus und auf dem SACCH in einem zweckgebundenen Modus empfangen werden. Der GSM-Standard erlaubt die Existenz von zwei BA-Listen, die als die BA(BCCH)-Liste und die BA(SACCH)-Liste bezeichnet werden. Die Erstere enthält die Liste von Frequenzen, die Mobiltelefone überwachen sollen, während dieselben auf einer Zelle campieren, und dieselbe wird periodisch auf dem gemeinsamen Abwärtsverbindungssteuerkanal rundgesendet. In einem zweckgebundenen Modus wird die BA(SACCH) kontinuierlich zu dem Mobiltelefon gesendet und dieselbe enthält die Liste von BCCH-Trägern, die für Übergabezwecke überwacht werden sollen.
Die BA(BCCH)- und die BA(SACCH)-Liste müssen nicht notwendigerweise die gleiche sein, da bestimmte geographische Bereiche erfordern könnten, dass Schirmzellenanforderungen einer hohen Verkehrsanforderung genügen. In derartigen Fällen könnte die BA(SACCH)-Liste Schirmzellen enthalten, wie es in 2 gezeigt ist, die lediglich verwendet werden, um Mobiltelefone zu übergeben, aber nicht, um auf denselben zu campieren, oder der BCCH-Träger der Versorgungszelle könnte weggelassen sein; siehe ETSI-GSM Technical Specification, GSM 03.22, Version 5.0.0, Entwurf, „Functions related to Mobile Station (MS) in idle mode", Dezember 1996.
Die Existenz dieser zwei Listen beeinflusst die Berichtsprozedur und der GSM-Standard spricht die Fälle deutlich an, bei denen Veränderungen bei der BA-Liste während der Lebensdauer einer Verbindung auftreten könnten. Wie es in GSM 05.08, Version 5.2.0, oben, dargelegt ist:
Die Messungen in dem Mobiltelefon sollen auf der aktuellen BA-Liste [...] basieren, die am Beginn der Berichtsperiode verfügbar ist. Bei der Sendung von einem Leerlaufmodus zu einem TCH oder einem SDCCH ist die aktuelle BA-Liste die BA(BCCH), später die zuletzt empfangene vollständige BA(SACCH). [...] Der Messungsprozess an Trägern, die in beiden Listen enthalten sind, ist deshalb kontinuierlich.
Falls sich die aktuelle BA-Liste nicht auf die Versorgungszelle bezieht, z. B. nach der Übergabe, soll dies an gegeben werden und keine Messwerte für Nachbarzellen sollen berichtet werden. Falls das Mobiltelefon nach einem Fehler der Übergabeprozedur zu der vorhergehenden Zelle zurückkehrt, gilt die obige Beschreibung. Folglich soll eine BA-Liste [...], die auf dem SACCH in der Zelle empfangen wird, zu der die Übergabe fehlschlug, als die aktuelle betrachtet werden, was zu Störungen bei den Messungsberichten führen kann, wenn sich die BA-Liste nicht auf die Versorgungszelle bezieht. Als eine Option kann sich das Mobiltelefon in diesem Fall an die zuletzt empfangene BA-Liste [...] in der alten Zelle erinnern und diese bei einem Zurückkehren als die aktuellen betrachten.
In dem Rest dieser spezifischen Beschreibung bedeuten Bezüge auf die BA-Liste die BA(SACCH)-Liste, wenn es nicht explizit spezifiziert ist.
3 Vorgeschlagener Ansatz
Verfügbare Werkzeuge, um Planungsgruppen von Operatoren zu unterstützen, um die Frequenzplanungsaufgabe auszuführen, basieren hauptsächlich auf einer vereinfachten Darstellung der Welt und mathematischen Modellen, um eine HF-Ausbreitung vorauszusagen. Derartige Werkzeuge lassen jedoch eine gewisse Unsicherheit, so dass Feldmessungen erforderlich sind, um auszuwerten, zu welchem Ausmaß Voraussagen sich von der Realität unterscheiden.
Idealerweise sollten für jede BCCH-Frequenz, die in der BA-Liste definiert ist, Mobiltelefone lediglich das Signal aufnehmen, das durch eine benachbarte Zelle emittiert wird. In der Realität ist es wahrscheinlich, dass Mobiltelefone Signale berichten, die durch mehrere benachbarte Zellen emittiert werden, die alle die gleiche BCCH-Frequenz verwenden. Diese Fälle können ausgemacht werden, da der Satz von Messungen, der sich auf die gleiche BCCH-Frequenz bezieht, mit unterschiedlichen BSICs berichtet wird. In diesen Fällen gibt es offensichtlich eine Abweichung von dem idealen Verhalten, was die Existenz von ungeplanten und/oder unerwünschten benachbarten Zellen zeigt.
Eine derartige Abweichung könnte durch eine unvorhergesagte HF-Ausbreitung oder durch Fehler bei der Frequenzplanung bewirkt werden. Wie diese unerwünschten benachbarten Zellen die Rolle der echten geplanten benachbarten Zellen beeinflussen, hängt von jedem Fall ab, aber ohne Zweifel ist die Übergabeprozedur die am meisten beeinflusste.
Die Technik, die bei dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, soll eine Methodologie sein, um das oben beschriebene anomale Verhalten auszumachen und die Abweichung von dem idealen Fall dieser Frequenzen der BA-Liste, die durch eine schlechte Frequenzplanung beeinflusst sind, zu quantifizieren. Um dies zu erreichen, wird auf einer Zellbasis jede Frequenz der BA-Liste als zu einer von vier Gruppen gehörend klassifiziert. Jede Gruppe ist mit einer Farbe etikettiert und die Farbe selbst drückt den Grad der Abweichung von dem Idealfall ab. Es muss die Tatsache betont werden, dass diese Farben nicht mit dem Farbcode in dem BSIC verwechselt werden dürfen. Rot bezieht sich auf Frequenzen, die durch Probleme erheblich beeinflusst sind, und eine unmittelbare Aufmerksamkeit wird benötigt. Gelb ist anstelle dessen Frequenzen zugewiesen, die etwas von einem idealen Verhalten abweichen, aber eine weitere Analyse könnte ernsthaftere Probleme aufdecken. Frequenzen sehr nahe an dem Idealfall sind in Grün. Blau schließlich bezeichnet BCCH-Frequenzen von benachbarten Zellen, zu denen niemals eine Übergabe versucht wird.
3 zeigt ein hypothetisches Szenario, das helfen wird, das Konzept einer Nachbarschaftszellklassifikation zu verstehen. Diese Figur zeigt ein Mobiltelefon, das aktuell mit einem Anruf beschäftigt ist und Messungen von benachbarten Zellen berichtet. Benachbarte Zellen, von denen die BA-Liste abgeleitet ist, d. h. geplante Nachbarn, sind schattiert gezeigt. Die anderen Zellen, die nicht als Nachbarn geplant sind, sind unschattiert gezeigt. Die BA(SACCH) der Versorgungszelle ist ebenfalls gezeigt. Die Einträge der BA-Liste sind in 3 als bereits klassifiziert gezeigt, aber die exakte Prozedur wird in Abschnitt 3.2 unten erläutert.
Wie es in Abschnitt 1 oben erwähnt ist, sind die Haupteingangsquelle die Messungen, die durch Mobiltelefone genommen werden. Dieser Ansatz zeigt einige Vorteile mit Bezug auf die Verfahren, die aktuell durch Operatoren verwendet werden, wie beispielsweise Herumfahruntersuchungen. Diese Methodologie ermöglicht tatsächlich, dass ein Messungsnetz aufgebaut wird, das so ausgebreitet ist, wie es die Benutzer über dem Mobilnetzwerk sind. Verglichen mit den herkömmlichen Herumfahruntersuchungen und Messungen vor Ort bieten Messungen, die durch Mobiltelefone genommen werden, eine Ansicht des lokalen Netzwerkverhaltens, wie es durch Benutzer wahrgenommen wird, wann immer und wo immer dieselben die Mobiltelefone derselben verwenden. Da keine Veränderungen an den aktuellen Mobiltelefonfähigkeiten erforderlich sind, erhalten Operatoren schließlich die freie Fähigkeit, HF-Messungen zu nehmen, ohne irgendeine weitere zweckgebundene HF-Ausrüstung einzusetzen.
Genauigkeit könnte ein Nachteil dieses Systems sein. Wie es durch den GSM-Standard in ETSI-GSM Technical Specification, GSM 04.08, Version 5.4.0, Entwurf, „Mobile radio interface layer 3 specification", November 1996 dargelegt ist, müssen Messungen, die durch Mobiltelefone genommen werden, eine Genauigkeit von ±4 dB aufweisen. Dies sieht eventuell nicht sehr vielversprechend aus, aber es sollte nicht vergessen werden, dass das Netzwerk die Entscheidung desselben über eine Übergabe auf derartige Messungen und eine derartige Genauigkeit basiert.
3.1 Datensammlung
Bei Empfang einer MEAS RES-Nachricht, die gültige Abwärtsverbindungsmessungen trägt, werden die Nachbarschaftszellinformationen aus der Abis-Schnittstelle des PLMN extrahiert und verarbeitet. Diese Phase einer Datensammlung zielt auf ein Aufbauen der Liste aller benachbarten Zellen ab, die für jede Frequenz der BA-Liste berichtet werden. Das Ergebnis dieser Phase ist ein Satz von Daten, der ohne weiteres in eine Tabelle gelegt werden kann, wie es unten gezeigt ist:
Tabelle 1 – Daten aus Messungen
In der obigen Tabelle bezieht sich jede Zeile auf einen Eintrag in der BA-Liste. Wie es früher in Abschnitt 2.1.1 erwähnt ist, enthalten Messungen nicht explizit den Wert der BCCH-Frequenzen, auf die sich dieselben beziehen, sondern dieselben enthalten anstelle dessen die Position, die derartige Frequenzen in der BA-Liste einnehmen. Somit bezieht sich BA_Index auf den BCCH_FREQ_NCELL-Wert. Die BSICs_berichtet beziehen sich auf die Liste aller benachbarten Zellen, die für einen spezifischen Eintrag der BA-Liste berichtet wurden. Jedes Paar enthält den BSIC-Wert gefolgt durch die Anzahl von Malen, die derselbe berichtet wurde.
Ein erster Blick auf Tabelle 1 zeigt, dass bestimmte Frequenzen, wie beispielsweise dieselben mit einem BA_Index-Wert von 1, 3 und 4 sich sehr gut verhalten. Dieselben folgen dem Idealfall, da das Signal, das auf diesen Frequenzen berichtet wird, durch lediglich eine benachbarte Zelle bewirkt wurde, d. h. den geplanten Nachbarn. Andere Elemente der BA-Liste, z. B. 0, 2, 6 und 8 verhalten sich ziemlich gut. Signale, die durch mehrere benachbarte Zellen gesendet werden, wurden erfasst und berichtet, aber eine Zelle ist deutlich vorherrschend, da das Signal derselben erheblich häufiger als die anderen berichtet wurde. Schließlich zeigen die verbleibenden Frequenzen, d. h. 5 und 7, deutlich Verhaltensweisen, die erheblich von dem Idealfall abweichen, da mehrere Zellen berichtet werden und keine vorherrschende Zelle zu existieren scheint.
Die Daten, die auf dieser Stufe verfügbar sind, sind immer noch nicht genug, um mit einem zufriedenstellenden Klassifizierungsprozess fortzufahren. Es ist bereits möglich, einige der interessierenderen Frequenzen der BA-Liste zu identifizieren, aber entscheidende Informationen fehlen immer noch. Wenn der gleiche BCCH-Träger, der durch mehrere benachbarte Zellen gesendet wird, durch ein gegebenes Mobiltelefon aufgenommen wird, ist es in der Tat wesentlich, die geplante benachbarte Zelle unter denselben zu erkennen. In 3 z. B. nehmen Mobiltelefone BCCH-Träger auf, die durch beide Zellen gesendet werden, die in Gelb gezeigt sind. Die Zelle mit BSIC 45 ist kein geplanter Nachbar, somit ist das Signal derselben unerwünscht. Das Signal, das durch die Zelle mit BSIC 44 erzeugt wird, ist jedoch willkommen, da diese Zelle der geplante Nachbar für die BCCH-Frequenz 795 ist.
Ein Identifizieren der geplanten benachbarten Zellen unter allen benachbarten Zellen, die berichtet werden, sind wertvolle Informationen, die indirekt aus der Übergabebefehl-Nachricht (HANDO CMD-Nachricht; HANDO CMD = Handover Command) (siehe GSM 04.08, Version 5.4.0, oben) abgeleitet werden können. Die HANDO CMD-Nachricht wird durch die Basisstationsteuerung (BSC = Base Station Controller) zu dem Mobiltelefon gesendet, um dem Mobiltelefon zu befehlen, die Übergabe durchzuführen. Dieselbe trägt alle relevanten Informationen, um zu ermöglichen, dass das Mobiltelefon zu dem neuen Kanal in der neuen Zelle umschaltet. Aus einem Analysieren von HANDO CMD-Nachrichten, die bei der Abis-Schnittstelle des PLMN extrahiert werden, ist es somit möglich, entweder eine vollständige oder einen Teilsatz der Liste von Nachbarn zu bauen, aus der die BA-Liste abgeleitet ist. Diese Liste ist eventuell nicht vollständig, weil es geschehen könnte, dass bei einigen benachbarten Zellen niemals eine Übergabe versucht wird, weshalb es nicht möglich ist, zwischen geplanten und ungeplanten Nachbarn zu unterscheiden.
Die einzige Information, die aus der HANDO CMD extrahiert wird und für diese Methodologie relevant ist, ist das Zellbeschreibung-Informationselement (siehe GSM 04.08, Version 5.4.0, oben). Dies ist die Identifikation der Zielzelle und dieselbe ist hinsichtlich BCCH/BSIC gegeben. Obwohl dieselben nicht entscheidend für den Zweck der Klassifizierungsaufgabe sind, werden Übergabefehler-Nachrichten (HANDO FAIL-Nachrichten; HANDO FAIL = Handover Failure) (siehe auch GSM 04.08, Version 5.4.0, oben) ebenfalls verarbeitet, um zusätzliche Kenntnis zu gewinnen, die nützlich sein könnte, um die Wirkungen von Nachbarschaftszellenlistenproblemen zu schätzen.
Die Sammlung und Verarbeitung derartiger Daten resultiert in einer Tabelle, die die Anzahl von Übergabeversuchen und -fehlern für jeden geplanten Nachbarn auflistet. Diese letzten Werte sind wiederum nicht unbedingt notwendig, um den Klassifizierungsprozess auszuführen, aber dieselben geben zusätzliche Informationen, um Wirkungen und Ursachen von Nachbarschaftslistenproblemen zu verstehen.
Bei dem hypothetischen Szenario sind die Daten, die in der Tabelle unten gezeigt sind, das Ergebnis, das durch ein Verarbeiten von Übergabenachrichten erzeugt wird.
Tabelle 2 – Daten aus Übergabenachrichten
Zu diesem Punkt wird das Problem eines Kämmens der Informationen, die durch das Verarbeiten der Messungsnachrichten, Tabelle 1, und das Verarbeiten von Übergabenachrichten, Tabelle 2, erzeugt werden, aufgedeckt. Offensichtlich scheinen Daten in Tabelle 1 und Tabelle 2 nicht verwandt zu sein, aber eine eigenartige Eigenschaft der BA-Liste kann verwendet werden, um diese zwei Sätze von Daten zu verbinden. Gemäß dem GSM-Standard (siehe GSM 04.08, Version 5.4.0, oben) gilt tatsächlich:
Die absoluten HF-Kanalanzahlen (ARFCNs = Absolute RF Channel Numbers) sind in einer ansteigenden Reihenfolge von ARFCN platziert, außer dass ARFCN 0, falls in dem Satz enthalten, bei der letzten Position ist.
Eine derartige Ordnungseigenschaft zusammen mit dem in Übereinstimmung Bringen von BSIC-Daten, die in beiden Tabellen enthalten sind, ermöglicht, den Teilsatz von benachbarten Zellen mit der BA-Liste zu verbinden, wie es in der folgenden Tabelle gezeigt ist.
Tabelle 3 – geplante benachbarte Zelle
Es ist zu betonen, dass dieser Abbildungsprozess kein derartig einfacher Prozess ist, wie es den Anschein haben könnte, da derselbe auf Übergabeinformationen basieren kann, die unvollständig sein könnten. Zum Beispiel ist es nicht möglich, den geplanten Nachbarn für BCCH 804 zu identifizieren, weil keine Übergaben stattgefunden haben, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist. Eine detaillierte Beschreibung dieses Prozesses, um die BA-Liste zu bauen, folgt in Abschnitt 3.3 unten.
3.2 Nachbarschaftszellklassifizierung
Dieser Abschnitt enthält die Beschreibung des Klassifizierungsprozesses. 4 stellt den Klassifizierungsprozess in einer Pseudo-SDL-Darstellung dar. Der Prozess gilt lediglich für diese Frequenzen der BA-Liste, auf denen zumindest ein Übergabeversuch stattfand. Hinsichtlich dieser Frequenzen ohne Übergabeinformationen jedoch, wie beispielsweise BCCH 804 des vorhergehenden Beispiels, gibt es nicht genügend verfügbare Informationen, um mit der Frequenzklassifizierung fortzufahren, da der BSIC des geplanten Nachbarn nicht bekannt ist.
Wie es in 4 gezeigt ist, ist der Eingang des Klassifizierungsprozesses der Satz von Daten, der auf einen Eintrag der BA-Liste bezogen ist, nämlich der Satz von Daten, der aus Tabelle 1, Tabelle 2 und Tabelle 3 bei einer spezifischen Zeile extrahiert wird.
Falls deshalb, einen BCCH-Eintrag in der BA-Liste vorausgesetzt, mehr als ein geplanter Nachbar existiert, der diesen speziellen BCCH verwendet, wird die Frequenz als Rot klassifiziert. Allgemein könnten diese Fälle in einer Kokanalstörung resultieren und lediglich eine spezielle morphologische Umgebung könnte diese Wahl rechtfertigen.
Falls lediglich eine geplante benachbarte Zelle existiert, findet eine weitere Verarbeitung statt. Der BSIC des geplanten Nachbarn wird mit dem BSIC der benachbarten Zelle verglichen, deren Signal häufiger berichtet wurde. Falls sich die zwei BSICs unterscheiden, wird die Frequenz als Rot klassifiziert. In dem Fall von BCCH 811 z. B. weist der geplante Nachbar BSIC 42 (siehe Tabelle 3) auf, aber die Zelle, die tatsächlich häufiger berichtet wird, weist BSIC 43 (siehe Tabelle 1) auf. Deshalb wird der BCCH 811 als Rot klassifiziert.
Falls alternativ beide BSICs die gleichen sind, besteht der nächste Schritt aus einem Auswerten des Vorherrschens des geplanten Nachbarn verglichen mit den anderen benachbarten Zellen, die den gleichen BCCH-Träger verwenden. Um dies zu realisieren, werden die Auftretensfälle der ersten zwei am häufigsten berichteten Zellen verglichen. Falls sich dieselben durch eine vorbestimmte Größe oder ein Verhältnis, wie beispielsweise zumindest eine oder zwei Größenordnungen (bei diesem Beispiel wird eine Größenordnung verwendet) unterscheiden, wird diese Frequenz als Grün klassifiziert, andernfalls als Gelb. Das Beispiel verdeutlicht wiederum dieses Konzept. Eine BCCH-Frequenz 795 wird als Gelb klassifiziert, da das Verhältnis zwischen den Messungsauftretensfällen des am häufigsten berichteten Nachbarn, d. h. 66335, und den Messungsauftretensfällen des Folgenden am häufigsten berichteten Nachbarn, d. h. 11842, weniger als Zehn beträgt, was eine Größenordnung bedeutet. Die BCCH-Frequenz 816 jedoch ist als Grün klassifiziert, da das Verhältnis zwischen 63023 und 139 größer als Zehn ist.
Tatsächlich basiert die Wahl von Größenordnungen, die eingestellt sind, um zwischen grünen und gelben Frequenzen zu unterscheiden, auf der Operatoreingabe. Dies hängt von dem Ausmaß ab, zu dem ein Operator eventuell bestimmte Abweichverhaltensweisen als das ideale Verhalten betrachtet.
Durch ein Anwenden dieser Klassifizierungskriterien auf alle Frequenzen dieses hypothetischen Szenarios wird die folgende Tabelle erhalten.
Tabelle 4 – Klassifizierung
Vor einem Abschließen dieses Abschnitts muss die Tatsache betont werden, dass dieser Klassifizierungsprozess ziemlich einfach gehalten wurde. Dies wurde absichtlich gemacht, da das Ziel dieses Prozesses nicht nur darin besteht, Fälle einer klaren Abweichung von dem idealen Verhalten (rote Fälle) auszumachen und zweifelhafte Verhaltensweisen (gelbe Fälle) hervorzuheben. Andere Informationen, wie beispielsweise der Pegel des Signals, das von den benachbarten Zellen empfangen wird, könnten durch den Klassifizierungsprozess berücksichtigt werden. Momentan ist die benachbarte Signalstärke lediglich wichtig, um zusätzliche Kenntnis für Planungsteams von Operatoren zu liefern. Der Vorteil eines Einschließens derartiger Informationen in den Klassifizierungsprozess ist nicht wirklich deutlich, und um denselben zu erreichen, könnte ein komplexes fachmännisches System erforderlich sein.
3.3 BA-Listenaufbau
Dieser Abschnitt beschäftigt sich mit dem Problem, das in Abschnitt 3.1 aufgebracht wurde, eines Verbindens der Informationen, die durch die Verarbeitung der Messungs- und Übergabenachrichten erzeugt werden, miteinander, um die BA-Liste aufzubauen und jeden der Einträge derselben zu klassifizieren. Dies ist in der Tat eine sehr komplexe Aufgabe, da sich dieselbe auf die Ordnungseigenschaft der BA-Liste (siehe GSM 04.08, Version 5.4.0, oben) und die Übereinstimmung eines sehr begrenzten Bereichs von BSICs stützt.
Der Eingang für diesen spezifischen Prozess ist die Liste von Zellen, die einer Übergabe unterzogen sind, und die Liste von berichteten Nachbarn. Um diesen Prozess zu erläutern, wird auf diese zwei Listen als HoList bzw. NeighRepList Bezug genommen. Kurz gesagt, erreicht dieser Prozess die Entdeckung der Beziehungen zwischen diesen zwei Sätzen von Daten, d. h. HoList und NeighRepList, um den Wert des BCCH jedes Elements der BA-Liste zu bestimmen.
NeighRepList bezieht sich auf die Zellen, die durch die Messungsergebnisse berichtet werden, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist. HoList ist die geordnete Liste von BCCHs der Zellen, an denen eine Übergabe versucht wurde. Allgemein ist jeder BCCH lediglich einem BSIC zugeordnet, aber manchmal könnte es auch der Fall sein, dass mehr als ein BSIC dem gleichen BCCH zugeordnet ist. Ein Beispiel dessen, wie HoList aussehen könnte, ist unten gezeigt.
Tabelle 5 – HoList
Der ganze Prozess ist von 5 bis 8 gezeigt. 5 zeigt die Kernstrategie dieses Prozesses, die aus einem Versuchen besteht, jedes Element von HoList mit dem verwandten Element desselben von NeighRepList zu verbinden. Jedes Mal, wenn NeighRepList durchsucht wird, um herauszufinden, welches Element mit einem Element von HoList verbunden ist, wird lediglich eine begrenzte Anzahl von Elementen von NeighRepList untersucht. Die Tiefe dieser Suche ist durch den MaxSearchDepth-Parameter (MaxSearchDepth = Maximalsuchtiefe) begrenzt. Dieser Parameter ist zu der Differenz der Größen zwischen NeighRepList und HoList plus Eins initialisiert. Dieser Initialisierungswert wird jedes Mal um Eins dekrementiert, wenn der Prozess fehlschlägt, zwei Elemente von HoList und NeighRepList miteinander zu verbinden. Der Wert desselben kann jedenfalls nicht kleiner als Eins sein.
Wie am Beginn dieses Abschnitts erwähnt, werden BCCH-Werte der BA-Liste durch ein in Übereinstimmung Bringen von BSIC-Werten, die auf ein Paar von Elementen von HoList und NeighRepList bezogen sind, bestimmt. Diese Aufgabe wird durch die Funktion Match ausgeführt, die in 6 gezeigt ist. Um diesen Prozess zu erläutern, sei angenommen, dass diese Funktion mit Bezug auf das i-te Element von HoList und das j-te Element von NeighRepList gerufen wird.
Anfänglich werden alle BSICs, die auf HoList bezogen sind, extrahiert und in HoBsicList gespeichert. Lediglich Elemente von NeighRepList zwischen der j-ten Position und j plus MaxSearchDepth werden schließlich verarbeitet.
Wenn ein Element von NeighRepList ausgewählt ist, wird die Liste von BSICs, die auf dasselbe bezogen sind, extrahiert und in BaBsicList gespeichert. Lediglich die BSICs der am häufigsten berichteten Zellen bis zu der Größe von HoBsicList plus Eins werden in BaBsicList gespeichert.
Danach werden HoBsicList und BaBsicList verglichen, um zu prüfen, ob dieselben zumindest einen BSIC gemeinsam haben. Falls dies geschieht, gibt die Funktion den Index von NeighRepList, d. h. scrollIndex, der dieser Untersuchung genügte, zurück. Ansonsten gibt dieselbe, nachdem dieselbe alle Elemente von NeighRepList in dem erlaubten Bereich untersucht hat, Null zurück, d. h. die Funktion hat keine Beziehung zwischen HoList_i und einigen der Elemente von NeighRepList gefunden.
Innerhalb eines öffentlichen Landfunknetzes (PLMN = Public Land Mobile Network) können BSICs lediglich acht unterschiedliche Werte annehmen. Offensichtlich kann wegen dieses begrenzten Bereichs von Werten und der Widerverwendung desselben kein großes Vertrauen in die BA-Liste, die auf eine derartige Weise aufgebaut ist, erweckt werden. Eine zusätzliche Widerstandsfähigkeit wird durch ein Ausführen mehrerer Überprüfungen erreicht, um eine jegliche Zweideutigkeit zu entfernen, die in dem grundlegenden Anpassungsprozess enthalten ist.
Wenn einmal eine Beziehung zwischen zwei Elementen von HoList und NeighRepList bestimmt ist, müssen einige andere Beziehungen untersucht werden, um herauszufinden, ob eine jegliche zweideutige Beziehung existiert. Falls dem so ist, muss die vorhergehend eingerichtete Verbindung zwischen zwei Elementen von HoList und NeighRepList ausgesondert werden.
Die vorgeschlagene Strategie ist in Form eines Flussdiagramms in 8 angezeigt, während 7 alle möglichen Beziehungen zeigt, die untersucht werden, wenn einmal zwei Elemente, z. B. HoList_i und NeighRepList verbunden zu sein scheinen.
Um die Inhalte von 7 zu erläutern, nehme man an, dass der i-te Eintrag von HoList mit dem j-ten Eintrag von NeighRepList verbunden ist. Auf dieser Stufe muss geprüft werden, ob HoList_i ebenfalls mit NeighRepList_j+1 verbunden werden kann. Falls diese Untersuchung fehlschlägt (Fall (a)), werden HoList_i und NeighRepList_j als miteinander verbunden betrachtet. Ansonsten, wie es in Fall (b) aufgedeckt ist, ist eine weitere Verarbeitung erforderlich, weil HoList_i gleichermaßen mit NeighRepList_j und NeighRepList_j+1 verbunden sein kann. HoList_i+1 muss ebenfalls berücksichtigt werden und drei andere Fälle könnten auftreten. Erstens kann es gemäß Fall (c) passieren, dass HoList_i+1 mit NeighRepList_j+1 aber nicht mit NeighRepList_j+2 verbunden ist. Deshalb wird angenommen, dass HoList_i mit NeighRepList_j verbunden ist. Im Gegensatz dazu zeigt Fall (d) dass, falls HoList_i gleichermaßen mit NeighRepList_j und NeighRepList_j+1 verbunden sein kann, und HoList_i+1 nicht mit NeighRepList_j+1 verbunden sein kann, keine Beziehung zwischen HoList_i und NeighRepList_j zugewiesen ist, da eine Zweideutigkeit auftrat. Schließlich deckt Fall (e) auf, dass, falls HoList_i mit NeighRepList_j und NeighRepList_j+1 verbunden sein kann, und HoList_i+1 mit sowohl NeighRepList_j+1 als auch NeighRepList_j+2 verbunden sein kann, der Prozess rekursiv fortfährt, bis derselbe in einer der Situationen resultiert, die in Fall (a), (c) oder (d) beschrieben sind.
Dieser Prozess ist ziemlich komplex, aber es ist wichtig, dass die BA-Liste korrekt bestimmt ist, da der Klassifizierungsprozess sich stark auf dieselbe stützt. Es wurde ebenfalls beobachtet, dass in dem Fall, dass HoList und NeighRepList die gleiche Größe oder beinahe die gleiche Größe aufweisen, lediglich die Implementierung der Funktion Match gut genug funktioniert, um korrekte Ergebnisse zu erzeugen.
3.4 Zusätzliche Informationen
Wie es oben erwähnt ist, ist ein Satz von zusätzlichen Daten verfügbar, um ein besseres Verständnis der Wirkungen eines beobachteten Verhaltens zu gewinnen. Der Klassifizie rungsprozess beschäftigt sich lediglich mit der Anzahl von Malen, die das Signal von einer spezifischen benachbarten Zelle aufgenommen und berichtet wird, aber der Pegel des berichteten Signals wird überhaupt nicht berücksichtigt. Es ist jedoch ziemlich interessant, den Pegel des Signals zu beobachten, da es passieren kann, dass, obwohl dasselbe häufig berichtet wurde, das Signal, das von einigen Zellen kommt, oft ziemlich niedrig sein könnte, und dies hat sicherlich eine negative Wirkung auf die Übergabe.
Um ein vollständiges Bild zu haben, fehlt immer noch eine Information: eine Position. Die Fähigkeit eines Korrelierens eines gegebenen Satzes von Messungen mit dem Platz, wo Mobiltelefone dieselben genommen haben, ist äußerst wertvoll, wie es später in Abschnitt 5 gezeigt ist. Leider liefert GSM keine Positionsinformationen, aber Timing Advance (TA) (siehe GSM 05.10, Version 5.1.0, oben) könnte für diesen Zweck verwendet werden.
TA ist die geschätzte Umlaufausbreitungsverzögerung, die durch Funkpakete von der BTS zu einem Mobiltelefon und wieder zurück auf sich geladen wird. Während dieselbe keine spezifische Positionsinformation ist, ist die Ausbreitungsverzögerung bestimmt auf den Abstand von Mobiltelefonen von der Versorgungs-BTS bezogen. In einem offenen Raum ist dies wahr, aber anderswo erhöhen Mehrwege die Gesamtausbreitungsverzögerung, was zu einer Überschätzung des Abstands führt.
Wenn man diese Begrenzungen bedenkt, könnte TA als eine grobe Positionsinformation verwendet werden. TA ist in 64 Werten codiert und jeder Schritt entspricht einer Einweg-Ausbreitungsverzögerung von 24/13 μs, was etwas mehr als ein halber Kilometer Abstand in einem offenen Raum ist.
3.5 BA-Listen-Inkonsistenzen
Die Existenz von zwei BA-Listen, d. h. BA(BCCH) und BA(SACCH), und die Übergabeprozedur erhöhen die Komplexität der Datensammelphase. Bei dem Übergang von einem Leerlauf- zu einem zweckgebundenen Modus verstreicht eine bestimmte Menge an Zeit, bevor das Mobiltelefon die BA(SACCH)-Liste erlangt. In der Zwischenzeit basieren Messungen auf der BA(BCCH)-Liste, die von der BA(SACCH)-Liste unterschiedlich sein kann, siehe Abschnitt 2.1.1 oben.
In dem Fall von Übergaben könnten sich Messungen auf eine BA-Liste beziehen, die von der BA(SACCH) der Versorgungszelle unterschiedlich ist. Wenn das Mobiltelefon zu dem neuen Kanal in der neuen Zelle umschaltet, ist die neue BA(SACCH)-Liste dem Mobiltelefon tatsächlich erst nach einer bestimmten Menge an Zeit verfügbar. In der Zwischenzeit basieren Messungen auf der vorhergehenden BA-Liste.
Ein anderer Fall, wenn Nachbarzellmessungen sich auf eine BA-Liste beziehen könnten, die von derselben der Versorgungszelle unterschiedlich ist, könnte während Übergabefehlern auftreten, wenn das Mobiltelefon zu dem alten Kanal in der alten Zelle zurückkommt.
Alle diese Fälle heben die Existenz von bestimmten Zeitintervallen hervor, wenn Mobiltelefone Messungen berichten könnten, die sich auf eine BA-Liste beziehen, die von der BA(SACCH)-Liste der Versorgungszelle unterschiedlich ist. Dies ist ein ernstes Problem, da, wie es in Abschnitt 2.1.1 oben erwähnt ist, die MEAS REPORT-Nachricht nicht die Frequenzanzahl des berichteten BCCH-Trägers trägt; anstelle dessen trägt dieselbe die Position des BCCH-Trägers in der BA(SACCH)-Liste. Folglich ist es in dem Fall, bei dem Mobiltelefone zwei oder mehr BA-Listen verwenden, wahrscheinlich, dass Messungen, die sich auf den gleichen Wert von BCCH_FREQ_NCELL beziehen, sich tatsächlich auf unterschiedliche BCCH-Träger beziehen. Deshalb müssten alle diese Fälle, bei denen Nachbarzellmessungen sich auf BA-Listen beziehen könnten, die von der BA(SACCH) der Versor gungszelle unterschiedlich sind, erfasst werden, um derartige Messungen auszusondern. Dies wird durch ein Aufweisen einer Finiter-Zustand-Maschine (FSM = Finite State Machine) für jeden Funkkanal erreicht.
Jede FSM verfolgt alle der oben erwähnten Zeitperioden, wenn Nachbarzellmessungen sich eventuell nicht auf die BA(SACCH) der Versorgungszelle beziehen. Bei dem Auftreten eines dieser Fälle wird eine bestimmte Anzahl von folgenden Messungsnachrichten ausgesondert. Die Anzahl von Messungsnachrichten, die auszusondern sind, ist eng auf die Durchschnittszeit bezogen, die zwischen der Bestätigung der Funkverbindung und der ersten Nachricht, die über den SACCH zu dem Mobiltelefon gesendet wird, der die BA(SACCH)-Liste trägt, die dasselbe verwenden muss, verstreichen könnte. Tatsächlich wurde die Anzahl von Messungsnachrichten, die zu überspringen sind, unterschiedlich und spezifisch jedem Fall von wahrscheinlichen BA-Inkonsistenzen zugewiesen, die durch diese FSM erfasst werden.
Vor einem Beschreiben dieser FSM wird erwähnt, dass diese FSM so einfach wie möglich sein sollte, da es nicht vorschlagbar ist, ein Verarbeitungssystem aufzuweisen, das so viel Komplexität erfordert, wie es die BSC tut.
3.6 Finiter-Zustand-Maschine
Die FSM verarbeitet lediglich Signalisierungsnachrichten der Abis-Schnittstelle. Dieselbe verfolgt lediglich Zuteilungen und Freigaben von Funkkanälen, Übergabeversuchen und -fehlern, sowie Bestätigungen der Einrichtung der Funkverbindung. Insbesondere ist das letzte Ereignis streng auf Zustände bezogen, bei denen Messungen sich eventuell nicht auf die BA(SACCH)-Liste der Versorgungszelle beziehen könnten.
Daten, die aus Messungs- und Übergabenachrichten extrahiert werden, werden auf einer Zellenbasis gespeichert, ungeachtet der spezifischen Verbindung, aber einige andere Informationen müssen während der Lebensdauer einer Verbindung temporär gespeichert werden. Zu diesem Zweck wird eine sogenannte Verbindungsaufzeichnung (connection record) erzeugt, sobald ein Funkkanal zugeteilt ist. Diese Verbindungsaufzeichnung enthält den Grund der Kanalaktivierung, d. h. ein Aktivierungstyp-Informationselement (Activation Type) (siehe GSM 08.58, Version 5.2.0, oben), das durch die Kanalaktivierungsnachricht (CAAN ACTIV-Nachricht) getragen wird (siehe GSM 08.58, Version 5.2.0, oben).
Dieselbe enthält ferner einen Zähler, der als measCounter bezeichnet wird und die Anzahl der seit dem Empfang der letzten Angabe-Einrichten-Nachricht (EST IND-Nachricht; EST IND = Establish Indication) empfangenen Messungsnachrichten aufzeichnet (siehe GSM 08.58, Version 5.2.0, oben). Dieser Zähler ermöglicht das Aussondern der Messungsnachrichten, die zeitlich zu nahe an der Einrichtung der Funkverbindung empfangen wurden.
Die Nähe zu der Einrichtung der Funkverbindung ist durch eine Variable definiert, die measToSkip genannt wird. Dieselbe definiert den Wert, den measCounter annehmen muss, bevor begonnen wird, Nachbarzelldaten aus Messungsnachrichten zu verarbeiten. Während der Lebensdauer einer Verbindung wird der Wert von measToSkip bei Empfang aller EST IND-Nachrichten eingestellt. Für eine Zuteilung, die nicht auf Übergaben bezogen ist, nimmt measToSkip den Wert Zwei an. In allen anderen Fällen nimmt dieselbe den Wert Vier an.
Schließlich werden in der Verbindungsaufzeichnung lastBCCH und lastBSIC verwendet, um den BCCH und den BSIC der Zielzelle des letzten Übergabeversuchs zu speichern. Ein Speichern des BCCH und des BSIC des letzten Übergabeversuchs wird auch benötigt, um zu wissen, zu welcher Zelle die Übergabe schließlich fehlschlug, da die Nachricht, die einen derartigen Fehler benachrichtigt, d. h. die Übergabefehler-Nachricht (HANDO FAIL-Nachricht) (siehe GSM 04.08, Version 5.4.0, oben), die Identifikation der Zielzelle nicht trägt. Der Empfang einer HANDO FAIL-Nachricht bewirkt ferner das Rücksetzen von lastBCCH und lastBSIC.
9 zeigt schematisch, wie der Wert von measToSkip bei einem Empfang der EST IND-Nachricht zugewiesen wird.
10 zeigt die vorgeschlagene FSM. Dieselbe bezieht sich auf einen einzigen Funkkanal und besteht aus vier Zuständen: allocated (zugeteilt), acknowledged (bestätigt), idle (Leerlauf) und unknown (unbekannt). Es gibt sieben verwendete Signalisierungsnachrichten; genauer gesagt: CHANnel ACTIVation (Kanalaktivierung), RF CHANnel RELease (HF-Kanalfreigabe), CHANnel ACTIVation Negative ACKnowledge (Kanalaktivierung negativ bestätigen), ESTablish INDication (Angabe einrichten), MEASurement RESult (Messungsergebnis), DATA REQuest (Datenanforderung), und DATA INDication (Datenangabe) (siehe GSM 08.58, Version 5.2.0, oben). In der Tat sind lediglich DATA REQ, die HANDOver CoMmanD trägt, und DATA IND, die HANDOver FAILure-Nachrichten trägt (siehe GSM 04.08, Version 5.4.0, oben), für diese FSM relevant.
Bei der FSM ist eine bestimmte Anzahl von Übergängen als anomal markiert. Dieselben wurden in Position gesetzt, um Fälle von Protokollfehlern oder -verlusten in dem Strom von Signalisierungsnachrichten zu handhaben, der die FSM speist. In dem Fall eines anomalen Übergangs könnte es nützlich sein, sowohl die Nachricht, die den Übergang ausgelöst hat, als auch den FSM-Zustand für eine weitere Analyse zu speichern.
3.6.1 Zugeteilt-Zustand
Der Übergang zu diesem Zustand entspricht der Anforderung für ein Zuteilen eines Funkkanals. Dieser Übergang wird durch den Empfang der CHAN ACTIV-Nachricht ausgelöst. Die einzige Handlung, die auf diesen Zustand bezogen ist, ist die Erzeugung und Initialisierung der Verbindungsaufzeichnung, die sich auf diesen Funkkanal bezieht. Das Activation Type-Informationselement von CHAN ACTIV (siehe GSM 08.58, Version 5.2.0, oben) wird extrahiert und in der Verbindungsaufzeichnung gespeichert.
Bei diesem Zustand wird normalerweise die EST IND-Nachricht, die die Einrichtung der Funkverbindung zwischen dem Mobiltelefon und dem Netzwerk bestätigt, erwartet und der Empfang derselben löst die Veränderung zu dem acknowledged-Zustand aus. Entweder die RF CHAN REL- oder die CHAN ACTIV NACK-Nachricht bewirkt den Übergang zu dem idle-Zustand und die nachfolgende Aussonderung der Daten, die in der Verbindungsaufzeichnung gespeichert sind.
Die Empfänge von DATA REQ- und DATA IND-Nachrichten sowie MEAS RES-Nachrichten, die Abwärtsverbindungsmessungen tragen, beziehen sich auf einen illegalen Übergang und die FSM verändert den Zustand derselben zu unknown.
Der Empfang von MEAS RES-Nachrichten, die lediglich Aufwärtsverbindungsmessungen tragen, ist absolut möglich und diese Nachrichten werden nicht verarbeitet, da dieselben keine Nachbarzellmessungen enthalten.
Schließlich ist der Empfang der CHAN ACTIV-Nachricht etwas Anomales, das keine Veränderung der FSM auslöst. Die Verbindungsaufzeichnung, die aktuell verwendet wird, wird ausgesondert und eine neue wird erzeugt, als ob die Verbindung in diesem Moment begonnen hätte.
3.6.2 Bestätigt-Zustand
Die Bestätigung der Einrichtung der Funkverbindung zwischen dem Mobiltelefon und dem Netzwerk, die durch die EST IND-Nachricht berichtet wird, löst den Übergang zu dem acknowledged-Zustand aus.
Sobald sich die FSM zu diesem Zustand bewegt, wird measCounter auf Null gesetzt. Nachfolgende Empfänge von MEAS RES-Nachrichten bewirken, dass der Wert von measCounter um Eins inkrementiert wird. MEAS RES-Nachrichten, die in diesem Zustand empfangen werden, werden lediglich dann verarbeitet, wenn der Wert von measCounter größer als die Anzahl von Messungsnachrichten ist, die zu überspringen sind, d. h. measToSkip.
Bei einem Empfang von DATA REQ-Nachrichten, die HANDO CMD tragen, werden der BCCH und der BSIC der Zielzelle in der Verbindungsaufzeichnung als lastBCCH und lastBSIC gespeichert. Derartige Informationen sind wertvoll, um die Liste von Übergabeversuchen sowie die Liste von Übergabefehlern aufzubauen, da die HANDO FAIL-Nachricht die Identifikation der Zielzelle nicht trägt. Gleichzeitig wird auf einer Zellenbasis die Liste von Zellen, bei denen Übergaben versucht werden, aktualisiert, weil derartige Informationen später für die Frequenzklassifizierung verwendet werden.
Bei einem Empfang der HANDO FAIL-Nachricht wird der Wert von lastBCCH und lastBSIC untersucht, um die Zelle zu bestimmen, zu der die Übergabe fehlschlug. Wiederum wird auf einer Zellenbasis die Liste von Zellen, bei denen Übergaben fehlschlugen, aktualisiert und die Anzahl von Übergabefehlern wird ebenfalls gespeichert.
Weitere Empfänge von EST IND-Nachrichten setzen den Wert von measCounter auf Null. Der Wert von MeasToSkip wird ebenfalls aktualisiert, gemäß der Beschreibung, die in Abschnitt 3.6 und 1 abgegeben ist.
RF CHAN REL- und CHAN ACTIV NACK-Nachrichten werden den Übergang zu dem idle-Zustdand und einer folgenden Aussonderung der Verbindungsaufzeichnung auslösen. Der Empfang der CHAN ACTIV-Nachricht ist auf ein anomales Ereignis bezogen. Die Verbindungsaufzeichnung wird ausgesondert und eine neue wird erzeugt. Der neue Zustand der FSM wird allocated lauten.
3.6.3 Leerlaufzustand
Ein Funkkanal in diesem Zustand wird aktuell nicht verwendet. Der Übergang zu diesem Zustand wird immer durch die RF CHAN REL- oder die CHAN ACTIV NACK-Nachricht ausgelöst. Bei einem Eintreten in diesen Zustand wird die verwandte Verbindungsaufzeichnung ausgesondert. Die FSM verlässt diesen Zustand und bewegt sich zu dem allocated-Zustand lediglich bei einem Empfang der CHAN ACTIV-Nachricht.
Ein Empfang irgendwelcher anderer Nachrichten ist auf einen anomalen Übergang bezogen und, einzig die RF CHAN REL- und die CHAN ACTIV NACK-Nachrichten ausgenommen, der neue FSM-Zustand lautet unknown.
3.6.4 Unbekannt-Zustand
Dieser Zustand wurde eingeführt, um anomale Ereignisse zu handhaben, die auftreten könnten, wenn eine unerwartete Nachricht in einem spezifischen Zustand empfangen wird. Diese Ereignisse rühren hauptsächlich von Protokollfehlern oder Nachrichtenverlusten in dem Eingangsstrom her, der die FSM speist.
Wie es früher erwähnt wurde, lösen nicht alle anomalen Ereignisse einen Übergang zu dem unknown-Zustand aus. Tatsächlich ist manchmal der Zustand der Verbindung nach einem anomalen Ereignis gut bekannt, wie beispielsweise bei einem Empfang der RF CHAN REL-Nachricht in dem Leerlaufzustand.
3.7 Fehlerhafte Mobiltelefone
Die FSM, die in Abschnitt 3.6 beschrieben ist, wurde eingebracht, um das Problem von Messungen zu handhaben, die Referenzen zu einer BA-Liste enthalten, die von derselben der Versorgungszelle unterschiedlich ist. Dennoch werden in einem sehr kleinen Umfang Nachbarn, die nicht auf die aktuelle BA-Liste bezogen sind, immer noch berichtet. Folglich könnte die BA-Liste, die durch die Verarbeitung von Messungsnachrichten bestimmt ist, von der echten unterschiedlich sein. Tabelle 6 listet die Größen der echten BA-Listen, die Größe der BA-Listen, die durch den vorgeschlagenen Prozess bestimmt sind, und schließlich die Größendifferenzen zwischen diesen zwei Listen auf.
Tabelle 6 – Differenzen bei den BA-Listen
Tabelle 6 deckt geringe Differenzen auf, außer einem Fall von Zelle 01C, bei der die Differenz beträchtlich ist. Diese Ergebnisse könnten die Gültigkeit einer derartigen Anwendung in Zweifel ziehen. Eine tiefergehende Untersu chung der Daten deckt jedoch einen entgegengesetzten Aspekt auf.
Hinsichtlich dieser Elemente der BA-Liste, die in Realität nicht existieren, d. h. die Elemente von Index 11 bis 15 in Tabelle 7, deckt eine genaue Untersuchung der Anzahl von Messungen, die für jeden berichteten BCCH verarbeitet werden, zwei interessante Charakteristika auf.
Tabelle 7 – Zelle01C
Zunächst wird für diese Elemente niemals eine Übergabe stattfinden, da dieselben in Wirklichkeit nicht existieren. Deshalb werden dieselben immer als blaue Frequenzen klassifiziert. Zweitens ist die Anzahl von Malen, die dieselben berichtet werden, immer sehr klein verglichen mit den anderen echten Einträgen. Dies könnte zu der Schlussfolgerung führen, dass derartige Einträge der BA-Liste entfernt werden müssen.
Die zwei vorhergehenden Charakteristika sind jedoch nicht nur für falsche BA-Listeneinträge besonders. Das Beispiel in Tabelle 8 zeigt zwei Elemente, bei dem Index 13 und 14, die die zwei erwähnten Charakteristika aufweisen, aber immer noch zu der echten BA-Liste gehören.
Tabelle 8 – Zelle02C
Folglich musste eine extensive Protokollanalyse mit dem Zweck ausgeführt werden, diese Messungen zu identifizieren, die sich auf eine BA-Liste beziehen, die von derselben der Versorgungszelle unterschiedlich ist. Zunächst wurden mehrere Verbindungen mit Messungsnachrichten, die BCCH_FREQ_NCELL-Werte außerhalb des erlaubten Bereichs der BA-Listen der Versorgungszellen tragen, lokalisiert. Danach wurde die Signalisierung für derartige Verbindungen extrahiert und unter Verwendung eines Protokollanalysierers untersucht.
Alle diese Verbindungen zeigen die gemeinsame Charakteristik, dass dieselben in Beziehung zu einer asynchronen Übergabe eingerichtet sind. Bei den meisten derselben wurden die BCCHs, die nicht zu der BA-Liste der Versorgungszelle gehören, bei der ersten oder der zweiten Messung berichtet. Dies war das erwartete Verhalten, das zu handhaben die FSM entworfen wurde. Bei wenigen anderen Fällen wurden auch die BCCH_FREQ_NCELL-Werte, die sich nicht auf die BA-Liste der aktuellen Zelle beziehen, ebenfalls nach wenigen Sekunden von der Einrichtung der Funkverbindung an berichtet. Ein derartiges langes Zeitintervall war unerklärlich. Die gesamte Signalisierung, die sich auf einen dieser Fälle bezieht, ist unten gezeigt.
Die Untersuchung dieser Signalisierung zeigt keine besonderen Anzeichen, die das Vorhandensein von Mobiltelefonen hervorheben könnten, die BA-Listen berichten, die nicht von derselben der Versorgungszelle unterschiedlich sind. Es ist auch zu beobachten, dass keine BCCH INFOrmation- oder SACCH FILLing-Nachrichten (siehe GSM 08.58, Version 5,2.0, oben) gesendet wurden, und diese sind die Nachrichten, die die BTS informieren, die Konfiguration derselben zu verändern, wie beispielsweise die BA-Liste derselben.
Nach dieser Nachforschung kann geschlussfolgert werden, dass ein derartiges Phänomen eine Charakteristik von Mobiltelefonen ist, die die BA-Liste nicht ordnungsgemäß aktualisieren, die dieselben zum Berichten von Messungen von benachbarten Zellen verwenden.
Schließlich können Messungen, die sich auf eine BA-Liste beziehen, die von derselben der Versorgungszelle unterschiedlich ist, lediglich identifiziert werden, falls dieselben ein BCCH_FREQ_NCELL aufweisen, das größer als die Größe der echten BA-Liste selbst ist. In den anderen Fällen eines BCCH_FREQ_NCELL-Werts innerhalb der Größe der echten BA-Liste ist es nicht möglich, die Messungen zu unterscheiden, die sich nicht auf die BA-Liste der Versorgungszelle beziehen.
Die FSM ist ohnehin in der Lage, den größten Teil dieser zweifelhaften Messungen zu entfernen, während dieselbe lediglich eine kleine Menge derselben behält, die die Ergebnisse der Klassifizierung und die Gültigkeit der Anwendung nicht beeinflusst.
3.8 Skalierbarkeit
Dieser Abschnitt analysiert einige der Speichererfordernisse, die auf die Verwendung dieser Anwendung über einer großen Anzahl von Zellen bezogen sind. Auf einer Zellenbasis bestehen die Daten, die gespeichert sind, um die Klassifizierung der BA-Liste auszuführen, aus mehreren Zellen, um Übergabeversuche und -fehler aufzuzeichnen, und die Anzahl von Malen, die benachbarte Zellen berichtet wurden. Die Anzahl dieser Zähler ist direkt proportional zu der Größe der BA-Liste selbst. In dem Fall einer Zelle mit einer langen BA-Liste z. B., nehme man zwanzig Einträge an, sind durchschnittlich nicht mehr als einhundert Zähler nötig. Tatsächlich werden ungefähr vierzig Zähler verwendet, um Übergabeversuche und -fehler aufzuzeichnen; die verbleibenden sechzig Zähler werden Nachbarzellmessungen aufzeichnen. Diese Anzahl von Zählern basiert auf der Annahme, dass durchschnittlich drei unterschiedliche Zellen für jeden BCCH der BA-Liste berichtet werden. Ein Ausführen einer derartigen Analyse an einem BSC-Ort, was sich gewöhnlich mit weniger als einhundert Zellen beschäftigt, bewirkt kein größeres Speicherproblem.
Eine Skalierbarkeit wird ein ernstes Thema, sobald die zusätzlichen Informationen, die in Abschnitt 3.4 oben erwähnt sind, verfügbar sind. In diesem Fall werden Nachbarzellmessungen unterschieden und aufgezeichnet, gemäß dem Wert der Frequenz, auf die sich dieselben beziehen, d. h. BCCH_FREQ_NCELL, dem Wert des BSIC, d. h. BSIC_NCELL, dem Wert der Signalstärke, d. h. RXLEV_NCELL, und schließlich dem Wert von TA.
Natürlich handelt es sich um einen vierdimensionalen Datenraum, da jedes Quadrupel einen Zähler eindeutig identifiziert, der jedes Mal um Eins inkrementiert wird, wenn eine Nachbarzellmessung, die sich auf denselben bezieht, verarbeitet wird. Der vollständige Adressraum dieses vierdimensionalen Raums und deshalb die Anzahl von Zählern, die auf einer Zellbasis erforderlich sind, ist sehr groß. BCCH_FREQ_NCELL kann 32 unterschiedliche Werte annehmen; innerhalb eines PLMN kann BSIC_NCELL unter einem Bereich von acht Werten variieren; RXLEV_NCELL ist in 64 Werte sowie einen TA abgetastet. Damit könnte eine einzige Zelle 1048576 Zähler erfordern, d. h. 32 × 8 × 64 × 64. Folglich könnte dieses Erfordernis bereits die Kapazität eines Ausführens der BA-Listenklassifizierung über einige Zellen beeinträchtigen.
Dieser vierdimensionale Raum ist tatsächlich sehr gering besiedelt und das Ergebnis einer Nachforschung, die über neun Zellen ausgeführt wird, zeigt, dass die Anzahl von Zählern, die nicht Null sind, beträchtlich gering ist (siehe Tabelle 9).
Tabelle 9 – Zählerbesiedlung
Ferner könnte die Anzahl von erforderlichen Zählern durch ein Zusammengruppieren einiger der Werte von TA und der Signalstärke reduziert werden. Die Werte der Signalstärke, d. h. RXLEV_NCELL, wurden durch ein Gruppieren derselben in lediglich vier Bändern weiter abgetastet, wie es in Tabelle 10 gezeigt ist.
Tabelle 10 – Signalstärkenbänder
Die Verbesserung, die durch ein Gruppieren der Signalstärke auf eine derartige Weise erhalten wird, ist wesentlich, wie es durch die Ergebnisse in Tabelle 11 gezeigt ist.
Tabelle 11 – reduzierte Zählerbesiedlung
Ein ähnlicher Ansatz könnte ebenfalls für die Werte von TA verwendet werden. Dieselben könnten auf eine lineare Weise durch ein gleichmäßiges Streuen von Gruppen gruppiert werden wie beispielsweise Gruppen von zwei oder vier TAs. Alternativ könnte eine höherentwickelte Gruppierung durch ein Aufweisen einer feinen Granularität für kleine Werte von TA und einer groben Granularität für größere Werte von TA eingerichtet werden. Diese weitere Datenreduzierung wurde nicht angewendet oder untersucht, da die Reduzierung bei der Anzahl von Zählern, die bereits erreicht ist, zufriedenstellend ist.
Die Weise, auf die die Daten strukturiert sind, ist derart, dass die Menge von Daten, die gespeichert sind, nicht streng davon abhängig ist, wie viel Signalisierung verarbeitet wird. Nach einem bestimmten Zeitübergang wächst die Anzahl von Zählern, die durch die Anwendung erzeugt werden, nicht mehr. Dieses Verhalten ist ohne weiteres aufgrund der Tatsache erklärbar, dass nach einer bestimmten Zeitdauer Mobiltelefone beinahe den ganzen Bereich von Werten hinsichtlich Signalstärken, benachbarten BCCH-Trägern usw. berichtet haben, die für eine spezifische Zelle typisch sind. Wenn die Zeit vergeht, werden tatsächlich die Werte der Zähler, die bereits in Gebrauch sind, inkrementiert, da mehr und mehr Signalisierung verarbeitet wird und lediglich manchmal ein neuer Zähler hinzugefügt wird. Diese Übergangsperiode kann in einem ganzen Tag sicher ausgewertet werden, da es auf diese Weise möglich ist, den typischen Benutzerfluss abzudecken. Diese Charakteristik ermöglicht die Verarbeitung von mehreren Tagen einer Signalisierung, ohne Speichererfordernisse zu betrachten.
Aus den Daten in Tabelle 9 und Tabelle 11 ist schließlich offensichtlich, dass die Anzahl von Zählern, die für jede Zelle erforderlich ist, nicht streng proportional zu der Größe der BA-Liste selbst ist. Anstelle dessen ist dieselbe auf den Typ einer Zelle, die Erstreckung derselben usw. bezogen. Diese Aussage kann ohne weiteres durch ein Teilen der Anzahl von Zählern, die nicht Null sind, durch die Größe der BA-Liste in sowohl Tabelle 9 als auch Tabelle 11 verifiziert werden.
4 Visualisierung
Der Wert einer Anwendung wird ebenfalls durch die Qualität der Ausgabe gemessen, die dieselbe liefert. Ein jeglicher Überfluss von Daten muss stark vermieden werden; lediglich relevante Daten dürfen zugreifbar sein. Eine Datenzugreifbarkeit ist ein anderer wichtiger Aspekt, der zu bedenken ist. Daten müssen einfach zuzugreifen sein und die Navigation durch die Daten muss so intuitiv wie möglich sein.
Während des Entwurfs der GUI dieser Anwendung wurden diese Aspekte betrachtet und das Ergebnis ist ein Satz von GUIs, die darauf abzielen:
den Benutzer zu führen, um zu identifizieren, wo das Problem in dem Netzwerk auftritt;
tiefergehendere Daten zu präsentieren, um die Ursache des Problems zu verstehen.
Anfänglich zeigt die Anwendung, wo die Probleme, die auf die Frequenzplanung bezogen sind, in dem Netzwerk, das überwacht wird, positioniert sind. Dies wird durch ein Zeigen von drei getrennten Listen (siehe 11) erreicht. Die erste Liste wird Rot genannt und dieselbe enthält diese Zellen, bei denen die BA-Liste zumindest eine Frequenz enthält, die in Rot klassifiziert wurde, während die zweite Liste, d. h. Gelb, diese Zellen enthält, die Frequenzen aufweisen, die in Gelb, aber nicht in Rot klassifiziert sind. Die Grün-Liste enthält schließlich Zellen ohne rote oder gelbe Frequenzen. Blaue Frequenzen werden überhaupt nicht berücksichtigt, da, wie es in Abschnitt 3.7 erwähnt ist, es nicht möglich ist, sich der korrekten Zugehörigkeit derselben zu der BA-Liste absolut sicher zu sein. Jede Liste ist ebenfalls geordnet, wobei zuerst die Zellen gezeigt sind, die durch Frequenzplanungsprobleme sehr beeinflusst sind.
Nachdem die Zellen identifiziert wurden, die durch eine schlechte Frequenzplanung beeinflusst sind, besteht der nächste Schritt aus einem Identifizieren der Frequenzen der BA-Liste, die durch eine derartige schlechte Frequenzplanung innerhalb einer Zelle beeinflusst sind. Nachdem eine Zelle aus der Zusammenfassungsansicht auf oberster Ebene ausgewählt wurde, erscheint ein anderes Fenster. Dieses Fenster, das in 12 gezeigt ist, enthält die BA der ausgewählten Zelle. Jedes Element der BA-Liste ist gemäß der Klassifizierung desselben gefärbt. Gewisse andere zusätzliche Daten werden ebenfalls präsentiert, wie beispielsweise die Gesamtanzahl von verarbeiteten Messungen und die Liste von geplanten Nachbarn.
Auf dieser Stufe weiß der Operator, wo Probleme in dem Netzwerk auftreten, da sowohl die Zellen als auch die Frequenzen, die durch Planungsprobleme beeinflusst sind, lokalisiert sind. Nachfolgend möchte der Operator so viele Details wie möglich wissen, um die Ursache der Probleme zu verstehen, so dass dieselben schnell gelöst werden können.
Durch ein Auswählen irgendeiner Frequenz der BA-Liste erscheinen andere Fenster. Das erste, das in 13 gezeigt ist, stellt einige Daten hinsichtlich der Anzahl von Übergabeversuchen und -fehlern und, wichtiger, hinsichtlich der zwei stärksten Nachbarn mehrere Werte der Signalstärke dar. Jede Zeile in der Tabelle enthält den Bereich einer Signalstärke, der berücksichtigt wird, die BSICs der zwei am meisten berichteten Zellen zusammen mit dem Prozentsatz von Messungen, die dieselben berichteten. Schließlich wird ebenfalls die Gesamtanzahl von verarbeiteten Messungen angezeigt, um eine Vorstellung von der Bedeutung der Daten zu geben.
In dieser Tabelle sind die Daten, die sich auf die geplante benachbarte Zelle beziehen, gemäß der Klassifizierung der verwandten Frequenz in der BA-Liste gefärbt. Dies ist eine sehr wirksame Weise, um schnell den Satz von Daten auszumachen, der sich auf den geplanten Nachbarn bezieht.
Die zusätzlichen Informationen von TA werden in dem Fenster berücksichtigt, das in 14 gezeigt ist und die Verteilung der Messungen gemäß dem Wert der Signalstärke und der TA anzeigt. Diese Graphen geben eine grobe Schätzung des Abstands der Mobiltelefone von der BTS in dem Moment, in dem die Messungen genommen wurden. Dies sind extrem wertvolle Informationen und zusammen mit den Zellen-HF-Voraussagen können dieselben wirklich helfen, die Ursache des Problems zu identifizieren.
Jeder Graph bezieht sich auf einen spezifischen Bereich einer Signalstärke und derselbe zeigt die Messung der zwei am meisten berichteten Zellen, in der Praxis in einer ersten und einer zweiten Farbe. Die dritten Balken (in der Praxis in einer dritten Farbe) kombinieren die Daten, die alle anderen Zellen schließlich berichteten.
Zusammenfassend besteht die Ausgabe, die durch diese Anwendung gegeben wird, in zwei Typen. Der erste führt den Operator zu der Lokalisierung von Frequenzplanungsproblemen in dem Netzwerk, während der zweite Typ einer Ausgabe auf eine wirksame Weise eines Aufdeckens der Wirkungen einer derartigen schlechten Frequenzplanung abzielt.

Claims

Ein Verfahren zum Analysieren von Listen von benachbarten Zellen in einem zellulären Telekommunikationssystem, das eine Mehrzahl von aktiven Mobilstationen und ein statisches Netzwerk aufweist, wobei das statische Netzwerk eine erste Zelle und eine Mehrzahl von Zellen benachbart zu der ersten Zelle aufweist, wobei einige der benachbarten Zellen durch einen Operator des Systems als geplante benachbarte Zellen bestimmt sind, wobei jede der Zellen eine Basisstation aufweist, wobei: jede Basisstation auf einem Steuerkanal ein Signal sendet, das einen Basisstationidentifizierer dieser Basisstation umfaßt; jede Mobilstation in der ersten Zelle mit einer geordneten Steuerkanalliste von Steuerkanalfrequenzen versehen ist, die durch diese Mobilstation erfaßt werden sollen; und jede Mobilstation in der ersten Zelle Nachrichten zu dem statischen Netzwerk berichtet, die die Basisstationidentifizierer von durch diese Mobilstation erfaßten Steuerkanälen und die Position in der Steuerkanalliste des jeweiligen Steuerkanals angeben; wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Extrahieren derartiger Berichtsnachrichten für die erste Zelle aus dem statischen Netzwerk und Erzeugen einer Berichtsliste, die für jede Position in der Steuerkanalliste die Anzahl von Malen umfaßt, die ein Basisstationidentifizierer für diese Position berichtet wurde; Erhalten einer Geplanter-Nachbar-Liste der Steuerkanäle und jeweiliger Basisstationidentifizierer der geplanten benachbarten Zellen; Korrelieren der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste mit Bezug auf die Steuerkanäle; und Analysieren des Ergebnisses des Korrelierens der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste, um zu bestimmen, ob ein Steuerkanal durch eine Frequenzplanung beeinflußt wird, die eine Aufmerksamkeit erfordert.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Analysierens folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob es für einen Steuerkanal mehr als einen Basisstationidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste gibt; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine erste Klasse.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Analysierens folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob es für einen Steuerkanal lediglich einen Basisstationidentifizierer gibt, der in der Berichtsliste ist und der ferner nicht dem Basisstationidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste entspricht; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine zweite Klasse.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Analysierens folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob es für einen Steuerkanal mehr als einen Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste gibt; falls dem so ist, Bestimmen, ob dieser eine der Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste, der eine größere Anzahl von Berichten aufweist als ein anderer Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste, nicht dem Basisstationidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste entspricht; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine dritte Klasse.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Analysierens folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob es für einen Steuerkanal mehr als einen Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste gibt; falls dem so ist, Bestimmen, ob dieser eine der Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste, der eine größere Anzahl von Berichten aufweist als ein anderer Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste, dem Basisstationidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste entspricht, aber nicht vorherrschend ist; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine vierte Klasse.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Analysierens folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob es für einen Steuerkanal zumindest einen Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste, aber nicht in der Geplanter-Nachbar-Liste gibt; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine fünfte Klasse.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob für einen Steuerkanal der Basisstationidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste nicht auf eine unzweideutige Weise mit dem oder einem der Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste korreliert werden kann; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine sechste Klasse.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem der Analysierschritt ferner folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob ein Steuerkanal nicht in eine zuvor erwähnte Klasse klassifiziert ist; und falls dem so ist, Klassifizieren dieses Steuerkanals in eine siebte Klasse.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Erhaltens der Geplanter-Nachbar-Liste ein Erhalten von Daten für dieselbe von dem Operator des Systems aufweist.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zu einer Verwendung bei einem System, bei dem das statische Netzwerk Übergabenachrichten erzeugt, die Mobil stationen in der ersten Zelle befehlen, zu unterschiedlichen Zellen zu schalten, wobei jede Übergabenachricht den Steuerkanal und Basisstationidentifizierer der unterschiedlichen Zelle umfaßt, wobei der Schritt des Erhaltens der Geplanter-Nachbar-Liste den Schritt eines Extrahierens derartiger Übergabenachrichten für Übergaben von der ersten Zelle aus dem statischen Netzwerk und ein Erzeugen der Geplanter-Nachbar-Liste aus den Steuerkanälen und entsprechenden Basisstationidentifizierern in den extrahierten Übergabenachrichten aufweist.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zu einer Verwendung bei einem System, in dem die Steuerkanäle in der Steuerkanalliste gemäß einer Frequenz oder Kanalanzahl geordnet sind und wobei der Schritt des Korrelierens den Schritt eines Versuchens umfaßt, zuerst die Basisstationidentifizierer in der Geplanter-Nachbar-Liste, die gemäß einer Steuerkanalfrequenz oder Kanalanzahl geordnet sind, mit den Basisstationidentifizierern in der Berichtsliste, die gemäß einer Position in der Steuerkanalliste geordnet sind, in Übereinstimmung zu bringen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem der Schritt des Korrelierens die Schritte eines Durchlaufens durch die Geplanter-Nachbar-Liste in einer Reihenfolge einer Steuerkanalfrequenz oder Kanalanzahl und eines Durchlaufens durch die Berichtsliste in einer Reihenfolge einer Position in der Steuerkanalliste umfaßt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem der Schritt des Korrelierens bei jedem Schritt des Durchlaufs folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die aktuelle Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstatio nidentifizierer für die aktuelle Position in der Berichtsliste, aber nicht auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste bezogen ist; und falls dem so ist, Bestimmen, daß dieser Basisstationidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Geplanter-Nachbar-Liste diesem Basisstationidentifizierer bei der aktuellen Position in der Berichtsliste zugeordnet ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem der Schritt des Korrelierens bei jedem Schritt des Durchlaufs folgende Schritte umfaßt: Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die aktuelle Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die aktuelle Position in der Berichtsliste und auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste bezogen ist; und falls dem so ist, Vornehmen von zumindest einer der folgenden Bestimmungen gemäß den Inhalten der Listen: Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste, aber nicht auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die übernächste Position in der Berichtsliste bezogen ist, und falls dem so ist, Bestimmen, daß dieser Basisstationidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Geplanter-Nachbar-Liste diesem Basisstationidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Berichtsliste zugeordnet ist; Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Geplanter-Nachbar-Liste nicht auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste bezogen ist, und falls dem so ist, Bestimmen, daß dieser Basisstationidentifizierer bei dieser aktuellen Position in der Geplanter-Nachbar-Liste nicht auf eine unzweideutige Weise einem Basisstationidentifizierer in der Berichtsliste zugeordnet werden kann; Bestimmen, ob der Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Geplanter-Nachbar-Liste auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die nächste Position in der Berichtsliste und auf den Basisstationidentifizierer oder einen Basisstationidentifizierer für die übernächste Position in der Berichtsliste bezogen ist, und falls dem so ist, rekursives Wiederholen der Bestimmungsschritte mit Bezug auf zumindest die nachfolgenden Positionen in der Geplanter-Nachbar-Liste und der Berichtsliste.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zu einer Verwendung bei einem System, bei dem die Steuerkanalliste, mit der jede Mobilstation versehen ist, sich daraufhin verändern kann, daß sich die Mobilstation von einem Leerlaufmodus zu einem aktiven Modus verändert, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfaßt: Erfassen, wann eine der Mobilstationen sich von dem Leerlaufmodus derselben zu dem aktiven Modus derselben verändert; und ansprechend auf eine derartige Erfassung, temporäres Aussondern derartiger Berichtsnachrichten, die von dem statischen Netzwerk extrahiert und auf diese Mobilstation bezogen sind.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zu einer Verwendung bei einem System, bei dem die Steuerkanalliste, mit der jede Mobilstation versehen ist, sich daraufhin verändern kann, daß die Mobilstation von einer Zelle zu einer anderen übergeben wird, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfaßt: Erfassen, wann eine der Mobilstationen von einer Zelle zu einer anderen übergeben wird; und ansprechend auf eine derartige Erfassung, temporäres Aussondern derartiger Berichtsnachrichten, die aus dem statischen Netzwerk extrahiert und auf diese Mobilstation bezogen sind.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, bei dem der Erfassungs- und der Aussonderungsschritt durch eine jeweilige Finiter-Zustand-Maschine für jede Mobilstation gesteuert sind, die sich in dem aktiven Modus derselben befindet.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zu einer Verwendung bei einem derartigen System, das ein GSM-System ist, wobei: das statische Netzwerk ein öffentliches GSM-Landfunknetz ist; die Steuerkanäle GSM-Rundsendesteuerkanäle sind; die Basisstationidentifizierer GSM-Basisstationsidentitätscodes sind; die Steuerkanalliste eine GSM-BCCH-Zuteilungsliste ist, die auf einem GSM-Langsamzuordnungssteuerkanal bereitgestellt ist; und die Berichtsnachrichten GSM-Messungsergebnisnachrichten sind.
Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens eines vorhergehenden Anspruchs, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Extrahieren derartiger Berichtsnachrichten für die erste Zelle aus dem statischen Netzwerk und zum Erzeugen der Berichtsliste, die für jede Position in der Steuerkanalliste die Anzahl von Malen umfaßt, die ein Basisstationidentifizierer für diese Position berichtet wurde; eine Einrichtung zum Empfangen oder Erzeugen einer Geplanter-Nachbar-Liste der Steuerkanäle und jeweiliger Basisstationidentifizierer der geplanten benachbarten Zellen; eine Einrichtung zum Korrelieren der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste mit Bezug auf die Steuerkanäle; und eine Einrichtung zum Analysieren des Ergebnisses des Korrelierens der Berichtsliste und der Geplanter-Nachbar-Liste, um zu bestimmen, ob ein Steuerkanal durch eine Frequenzplanung beeinflußt wird, die eine Aufmerksamkeit erfordert.