DE60120505T2

DE60120505T2 - Verfahren und system zur lastaufteilung unter einer vielzahl von zellen in einem mobilfunknetz

Info

Publication number: DE60120505T2
Application number: DE60120505T
Authority: DE
Inventors: Salvador Pedraza; Matias Toril
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: US20040180659A1; WO2002104058A1; EP1402749B1; EP1402749A1; DE60120505D1; ES2262668T3; US7031710B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Lastaufteilung unter einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerksystem, wobei jede der Zellen eine Vielzahl von Mobilgeräten bedient.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Funkverkehrmanagement in Mobilfunknetzen umfasst eine Gruppe von Merkmalen, deren endgültiger Zweck in der Neuverteilung der Mobilgeräte in den Zellen liegt, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Überbelegung und Blockierung verringert und somit die Kapazität erhöht und die Qualität verbessert wird.
In gegenwärtigen Systemen basiert der Aufbau auf der Hypothese einer gleichmäßigen Verteilung der bedienten Mobilgeräte. Jedoch kann eine solche Annahme weit weg von der Realität liegen. Die Flexibilität, die aus der bestehenden großen Gruppe von in den unterschiedlichen Algorithmen enthaltenen Parametern betreffend die Funkverkehrverteilung resultiert, kann wegen ihrer Komplexität nicht vollständig benutzt werden. Die große Gruppe von verfügbaren Parametern macht den detaillierten Planungsprozess auf einer Zell-zu-Zell-Basis zu einer zeitraubenden Arbeit.
Folglich setzen die Operatoren die Parameter auf eine gemeinsame Gruppe von von den Zellen gemeinsam genutzten voreingestellten Werten, sogar wenn die Leistungsfähigkeit und Kapazität nicht auf optimale Weise erzielt wird. Außerdem erweitern einige Operatoren die Parameteroptimierung durch Klassifizierung der Zellen in Abhängigkeit von bestimmten Szenarien wie ländlich, städtisch, Tunnel, innerhalb des Hauses etc. und/oder in Abhängigkeit von der benutzten Schicht bzw. dem benutzten Band (wie Macro900/1800, Micro900/1800, Pico1800, Motorway900). Somit werden die Zellen in Szenariengruppen oder Schicht/Band-Gruppen eingeteilt, und gemeinsame voreingestellte Parameterwerte werden gemeinsam genutzt, welche jedoch nicht optimal sind.
In solchen Fällen, wo bestehende Merkmale für Funkverkehrsbalance und Entlastung schwierig zu optimieren sind, werden gerade einmal einige wenige Parameter für die Optimierung in Betracht gezogen, welche sog. Feldversuche erfordern. Während des Abstimmprozesses sind Schlüsse aus Parameteränderungen schwierig zu ziehen, und die endgültigen Einstellungen liegen nahezu immer auf der sicheren Seite innerhalb ihrer begrenzten Resultate. Außerdem sind solche Versuche normalerweise auf globale Parameter von Merkmalen fokussiert, die sich unter Beobachtung befinden, und eine Parameteroptimierung in benachbarten Zellen wird kaum jemals durchgeführt.
So werden Unterschiede zwischen benachbarten Zellen aufgrund des hohen erforderlichen Aufwandes kaum betrachtet. Deshalb wird das Potenzial sog. Nachbarschaftsparameter nicht vollständig ausgewertet.
Eine endgültige begrenzte Parameterabstimmung aufgrund von Zell/Gebiets-Pegelleistungsindikatoren wird normalerweise nur unter denjenigen Zellen durchgeführt, wo Leistungsprobleme bestehen.
Sogar falls ein optimaler Wert mit Hilfe der zuvor erwähnten Versuche erreicht würde, würden Veränderungen in Funkverkehr oder Umgebungsbedingungen wie die Installation von neuen Zellen, Veränderungen des Störpegels durch Neuplanung von Frequenzen etc. einen weiteren neuen Abstimmungsprozess der Parameterbasis erforderlich machen, wo sich kein automatischer reaktiver Prozess augenblicklich in Verwendung befindet. Eine solche Situation könnte als Ergebnis langwieriger Trends wie die Änderung der Anzahl der Benutzerregistrierungen oder schneller Veränderungen wie z.B. der Anzahl von Verbindungen während einer kurzen Zeitdauer wie einer Stunde oder einen Tag analysiert werden.
Eine der kritischen Gründe für Netzwerkveränderungen ist die Störung. Unterschiede in den Ausbreitungsbedingungen zwischen Zellen oder Veränderungen im Frequenzplan führen zu zeitlichen oder räumlichen Veränderungen. Eine Anpassung an diese Veränderungen würde zu einer höheren Netzleistung führen, aber ebenfalls einen sehr hohen Abstimmaufwand erfordern.
Die US 5,241,685 A offenbart eine Lastaufteilungssteuerung für ein Mobilfunksystem, um eine Lastaufteilung zwischen einer ersten Zelle und einer zweiten Zelle benachbart zur ersten Zelle zu erzielen, wobei jede Zelle eine Anzahl von Mobilgeräte bedient.
Die erste Zelle besitzt einen vorbestimmten Eintrittsschwellwert, welcher eine Funktion der Empfangssignalstärke für Mobilgeräte ist, die in diese Zelle aus der zweiten benachbarten Zelle mit Hilfe einer Weiterreichung eintreten. Ein bestimmter Belegungspegel zeigt die belegten Kanäle im Verhältnis zu den verfügbaren Kanälen in der Zelle an. Für die Übergabe wird der Belegungspegel der ersten und zweiten Zelle ermittelt, und es wird ferner ermittelt, ob die zweite Zelle einen geringeren Belegungspegel als die erste Zelle hat. Anschließend wird ein Eintrittsschwellwert für die zweite Zelle bestimmt, die eine Funktion der Empfangssignalstärken für die Mobilgeräte in der ersten Zelle ist, welche in die zweite Zelle eintreten wollen. Der Eintrittsschwellwert für die zweite Zelle wird herabgesetzt, falls der Belegungspegel der zweiten Zelle als niedriger als der Belegungspegel der ersten Zelle ermittelt wird, wodurch die Grenze zwischen den ersten und zweiten Zellen dynamisch verändert. So wird in diesem bekannten System die Neuverteilung der Benutzer für die Entlastung von einer Überfüllung gewöhnlich dadurch erzielt, dass belastete Zellen durch temporär reduzierte Grenzen für Übergaben zwischen benachbarten Zellen geschrumpft werden.
Dieses herkömmliche System hat die Nachteile einer reduzierten Qualität in den Funkverkehr empfangenden Zellen und einer reduzierten Überlappung in den Aktivierungszeiträumen, wobei letzteres zu Ping-Pong-Problemen führt.
Chandra et al. in ihrem Artikel „Determination of optimal handover boundaries in a cellular network based on traffic distribution analysis of mobile measurement reports" (Vehicular Technology Conference, 1997, IEEE 47. Phoenix, AZ., USA, 4. bis 7. Mai 1997, New York, NY, USA, IEEE, US, 4. Mai 1997 (1997-05-04), Seiten 305 bis 309, XP010228800, ISBN 0-7803-3656-3), welcher den nächstkommenden Stand der Technik bildet, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, schlagen ein Verfahren und ein System zur Lastaufteilung unter einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerksystem vor, wobei jede der Zellen eine Anzahl von Mobilgeräten bedient, wobei für eine Übergabe eines Mobilgerätes von einer augenblicklich bedienenden Quellzelle auf eine Zielzelle eine Einordnung der benachbart zur Zielzelle befindlichen Zellen nach Priorität durch Berechnung der Leistungsbudgets zwischen der augenblicklich bedienenden Quellzelle einerseits und den benachbarten Zellen andererseits durchgeführt und die benachbarte Zelle mit der höchsten Priorität als Zielzelle ausgewählt wird und wobei ein in der Leistungsbudgetberechnung verwendete Übergabegrenzparameter eine Funktion der Belastbarkeit ist.
Jedoch besteht weiterer Bedarf an einer Verbesserung der Lastaufteilung zwischen einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerksystem.
ABRISS DER ERFINDUNG
So besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Lastaufteilung zwischen einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerksystem zu verbessern und zwar insbesondere durch Berücksichtigung der Entlastung einer Überfüllung mit Qualitätseinschränkungen.
Um die vorgenannten und weiteren Aufgaben zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ein Verfahren zur Lastaufteilung unter einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerksystem, wobei jede dieser Zellen eine Vielzahl von mobilen Geräten bedient, wobei für eine Übergabe eines mobilen Gerätes von einer augenblicklich bedienenden Quellzelle auf eine Zielzelle eine Einordnung der benachbart zur Zielzelle befindlichen Zellen nach Priorität durch Berechnung der Leistungsbudgets zwischen der augenblicklich bedienenden Quellzelle einerseits und den benachbarten Zellen andererseits durchgeführt und die benachbarte Zelle mit der höchsten Priorität als Zielzelle ausgewählt wird und wobei ein in der Leistungsbudgetberechnung verwendeter Übergabegrenzparameter eine Funktion der Belastbarkeit ist, wobei der Übergabegrenzparameter ebenfalls eine Funktion der Qualitätsleistungsfähigkeit ist und, wenn die augenblicklich bedienende Quellzelle überfüllt ist, deren Wirkungsbereich reduziert wird, während der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant bleibt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen ein System zur Lastaufteilung unter einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerk, mit einer Einrichtung zur Berechnung der Leistungsbudgets zwischen einer Quellzelle, die augenblicklich ein an eine Zielzelle zu übergebendes mobiles Gerät bedient, einerseits und benachbart zur augenblicklich bedienenden Quellzelle befindlichen Zellen andererseits, einer Einrichtung zur Einordnung der benachbarten Zellen nach Priorität in Abhängigkeit von dem von der Berechnungseinrichtung berechnetem Ergebnis und einer Einrichtung zur Auswahl der benachbarten Zelle mit der höchsten Priorität als Zielzelle, wobei die Berechnungseinrichtung ausgelegt ist, um einen Übergabegrenzparameter in der Leistungsbudgetberechnung zu verwenden, wobei der Übergabegrenzparameter eine Funktion der Belastbarkeit ist, wobei der Übergabegrenzparameter ebenfalls eine Funktion einer Qualitätsleistungsfähigkeit ist und Einrichtungen zur Reduzierung des Wirkungsbereiches der augenblicklich bedienenden Quellzelle im Falle einer Überfüllung vorgesehen sind, während der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant bleibt.
Bei Einleitung einer Übergabe werden gemäß der vorliegenden Erfindung die in Anwartschaft befindlichen Zellen hinsichtlich ihrer Priorität durch Berechnung ihrer zugehörigen Leistungsbudgetgrenzen eingeteilt, wobei die Einordnung nach ihrer Priorität dadurch stattfindet, dass sowohl die Belastbarkeit als auch die Qualitätsfähigkeit in Betracht gezogen werden, und bei Überfüllung der augenblicklich bedienenden Quellzelle wird deren Wirkungsbereich reduziert, während der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant bleibt. So wird die Verschiebung des Überlappungsbereiches zwischen benachbarten Zellen sowohl durch Belastungs- als auch Qualitätsindikatoren kontrolliert. Um außerdem unerwünschte Ping-Pong-Effekte zu vermeiden, wird der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant gehalten, so dass eine Überlappung noch gewährleistet ist, wobei die Summe der Grenzen unverändert gehalten bleibt.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Funkverkehrs- und Umgebungsveränderungen mit Hilfe einer automatischen Parameterabstimmung nachverfolgt werden, um die bessere Leistungsfähigkeit ohne Eingreifen des Benutzers zu erzielen. Folglich müssen weniger Parameter justiert werden. Außer dem können die Grenzen sanft geändert werden, so dass sich ein weiches Verhalten der Lastaufteilungssteuerung einstellt. Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung eine bessere Leistungsfähigkeit, da die Qualitäts- und Überlappungserfordernisse bzw. -zwänge zusammen mit den Kapazitätserfordernissen bzw. -zwängen enthalten sind, um mehr Informationen in der Steuerung des Wirkungsbereiches der betroffenen Zellen hinzuzufügen. Insbesondere wird eine bessere Steuerung des Wirkungsbereiches der Zellen erreicht, da benachbarte Parameter die Form der Zelle steuern und eine Anpassung an die Unterschiede der Zelle leicht vorgenommen werden kann.
Die WO 00/38463 A gibt nur die Lehre, dass die gemessenen Qualitätswerte RxQual durch Einführen eines Kompensierungsfaktors in eine Leistungsbudgetrangliste berücksichtigt werden. Jedoch lehrt dieses Dokument nicht, in einer Leistungsbudgetberechnung einen Parameter zu verwenden, bei dem es sich um einen Übergabegrenzparameter handelt, und das ein solcher Übergabegrenzparameter eine Funktion der Qualitätsleistungsfähigkeit ist. Dieses Dokument gibt sogar keinen Hinweis auf eine solche besondere Verwendung, wie sie durch die vorliegende Erfindung gelehrt wird. Außerdem gibt dieses Dokument ferner keinen Hinweis darauf, den Wirkungsbereich der augenblicklich bedienenden Quellzelle im Falle einer Überfüllung zu reduzieren, während der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant bleibt.
Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Insbesondere ist das letzte Kriterium für die Einordnung nach Priorität eine von einem Bakenkanal empfangene Leistungsdifferenz in Abwärtsrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Leistungsbudget PBGT (n) der n-tn-Zelle (n = 1, 2, ..., N; N>1) durch Verwendung der Gleichung PBGT(n) = RxLevadj – RxLevserv – HoMarginPBGTserv(adj) (1)berechnet, wobei RxLev_adj der Empfangspegel der n-ten benachbarten Zelle, RxLev_serv der Empfangspegel der augenblicklich bedienenden Quellzelle und HoMarginPBGT_serv(adj) der Übergabegrenzparameter ist.
Das Schrumpfen des Wirkungsbereiches der betroffenen Zelle kann mit Hilfe von Bedingungen einer entspannenden Übergabe an die benachbarten Zellen vorgenommen werden. Dieser Vorgang kann in eine Herabsetzung der HoMarginPBGT_{serving→adj}-Parameter an benachbarte Zellen umgesetzt werden. In der umgekehrten Richtung der ,Nachbarschaft' muss ein entgegengesetzter Vorgang für die HoMarginPBGT_{serving→adj}-Parameter der benachbarten Zellen durchgeführt werden, nämlich werden solche Parameter inkrementiert, um konstante Überlappungsbereiche zwischen involvierten Zellen zu erhalten. Da der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant gehalten wird, um Ping-Pong-Effekte zu vermeiden, ist eine gleichzeitige Justierung von symmetrischen Parametern für eine Modifikation um denselben Betrag durchzuführen, und zwar natürlich in entgegengesetzter Richtung. Auf diese Weise kann eine Sättigung in der Nachbarschaft nur in der einen Richtung, die durch Erhalt von Anforderungen des Operators in Parameterwerten verursacht wird, leicht berücksichtigt werden.
Die vorliegende Erfindung kann in jeder Art von Mobilfunknetzwerksystemen wie z.B. GSM oder UMTS oder in Internetprotokoll-Funkzugangsnetzwerken implementiert werden. Es sei ebenfalls angemerkt, dass die Erfindung in Mehrfachfunksystemumgebungen implementiert werden kann, wo viele verschiedene Interferenzprotokolle über die Luft verwendet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung im einzelnen auf Grund einer bevorzugten Ausführung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen
1 ein schematisches Schaubild ist, das einen Prozess für die endgültige Parametereinstellung zeigt. Die vorgeschlagenen Endwerte (d.h. Ausgangssignale) für die benachbarten automatisierten Grenzen werden aus den Überfüllungs- und Qualitätsindikatoren der bedienenden Zellen und der benachbarten Zielzellen abgeleitet. Aus den Unterschieden beider Indikatoren wird ein Schluss für Änderungen in den involvierten Parametern gezogen;
2 ein Beispiel einer Tabelle darstellt, die den prozentualen Anteil von Proben in einer vorbestimmten Qualität in Abwärtsrichtung (Spalten) und Empfangspegelintervallen (Reihen) zeigt;
3 eine dreidimensionale graphische Darstellung zeigt, die eine kumulative Dichtefunktion, die aufgrund von Proben aus der zuvor erwähnten Tabelle abgeleitet wird und eine graphische Darstellung, wie der erforderliche Minimalpegel aus den Qualitätsanforderungen ermittelt wird, angibt;
4 einen Graph zeigt, der die Kurve angibt, welche den Schnitt zwischen den Flächen in der vorangegangenen Figur repräsentiert, wobei die Beziehung zwischen einer geforderten Qualität und einem erforderlichen Minimalpegel klar erkennbar ist;
5 einen Graph zeigt, der die Unterschiede zwischen benachbarten Zellen im Hinblick auf einen erforderlichen Pegel für eine bestimmte Qualität (d.h. eine Zuordnung von Qualität zu Minimalpegel) angibt. Eine Mittelwertbildung über mit größerer Wahrscheinlichkeit auftretende Qualitätswerte wird vorgenommen, um einen einzigartigen globalen End-Differenzindikator zu berechnen; und
6 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführung einer Steuerungsstruktur für eine Leistungsbudgetgrenzenautomation gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER VORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Ein automatischer Abstimmprozess für Übergabegrenzen, der in einem Algorithmus zur Einteilung von Zielzellen nach Priorität verwendet wird, wird hier beschrieben.
In Funkzugriffsnetzwerken werden ausgewählte Zellen durch Berechnung ihres Assoziativleistungsbudgets nach Priorität eingeteilt. Unter Vernachlässigung we niger Kompensationstherme verwendet die Abschätzung dieses Indikators die Gleichung PBGT(n) = RxLevadj – RxLevserv – HoMarginPBGTserv(adj) (1)wobei RxLev_adj der Empfangsleistungspegel der n-ten benachbarten Zelle, RxLev_serv der Empfangsleistungspegel der augenblicklich bedienenden Quellzelle und HoMarginPBGT_serv(adj) ein Übergabegrenzparameter ist.
Der übrige benachbarte Übergabegrenzparameter HoMarginPBGT_serv(adj) wird normalerweise dazu verwendet, einen Hysteresebereich (d.h. Überlappungsbereich) zu gewährleisten, um Instabilitäten durch Ping-Pong-Probleme zu vermeiden. In den besten Fällen, nehmen einige Operatoren eine Voreinstellung bezüglich der Prioritätsabschätzung an den zu den Kapazitätsschichten gehörenden Zellen (d.h. Micro- und Pico-Zellen) vor. In einigen Situationen können Szenariobetrachtungen (z.B. durchschnittliche Interferenz bei einer Festfrequenzwiederverwendung, Unterschiede im Schwierigkeitsgrad der Ausbreitung in Umgebungen innerhalb und außerhalb von Gebäuden/900-1800 MHz-Bänder) ebenfalls durch erfahrene Operatoren eingefügt werden, jedoch werden Differenzen zwischen Zellen in derselben Klasse oder denselben Zeitperioden nicht berücksichtigt.
Ein Steuerungsverfahren für diese Übergabegrenzparameter wird vorgesehen, um eine Einteilung von benachbarten Zellen unter Berücksichtigung von Unterschieden in den Signalpegelerfordernissen nach Priorität vorzunehmen. Somit wird eine Verschiebung eines Überlappungsbereiches zwischen benachbarten Zellen mit Hilfe von Last- und Qualitätsindikatoren kontrolliert, während der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant gehalten wird, wobei die Summe der Grenzen unverändert bleibt. Auf diese Weise wird der Raum der Zelle kontrolliert.
Ein Schlüsselfaktor liegt in der Fähigkeit, eine Mapping-Funktion zwischen einem Empfangspegel in Abwärtsrichtung aus dem BCCH-Kanal (Broadcast Control Channel/Funksteuerkanal) und einer vorhergesagten Qualität des zugeordneten Kanals zu bilden. Diese Funktion verwendet Berichte über Messungen an Mobil geräten, welche dynamisch aus dem Netzwerk gewonnen werden, und zwar mit einfacher Differenzierung unter Zellen oder Zeit. Auf diese Weise ist der Automationsalgorithmus den Szenariounterschieden (d.h. Interferenz, Ausbreitungsfehler) aufgrund von Funkverkehrtrendänderungen sowohl in Raum als auch in Zeit gewachsen.
1 zeigt schematisch einen Abstimmprozess zur Erzeugung von minimalen Pegelschwellwerten aus Messberichten, wobei insbesondere der Informationsfluss aus dem Netzwerk zur Endparametereinstellung dargestellt ist. Eine Sammlung von Messungen an Mobilgeräten von Benutzern im verbundenen Zustand wird in jeder Zelle vorgenommen. Durch weitere Verarbeitung dieser Rohzähler wird eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion PDF = f_Zelle(empfangener Pegel, erkannte Kanalqualität) direkt ermittelt.
Eine tabellarische Darstellung ist in 2 gezeigt, die ein Beispiel einer Tabellenstruktur von RxLev/RxQual-Zählern aus Rx-level-Statistiken (TRX-Pegel, in Abwärtsrichtung) angibt, wobei RxLev der Empfangspegel, RxQual die Empfangsqualität und Rx-Level der Empfangspegel ist.
Aus dieser Information kann die Wahrscheinlichkeit der Erkennung mindestens einer sicheren Verbindungsqualität für jeden gemessenen Empfangspegel gewonnen werden. Diese dreidimensionale Funktion ist in 3 gezeigt, die eine dreidimensionale Graphik der kumulativen RxQual-Verteilung aus den Rx-Level-Statistiken aufgrund von aus realen Daten gewonnenen Proben darstellt. Somit zeigt diese Figur die Erscheinung einer kumulativen Qualitätsverteilung (d.h. eine Wahrscheinlichkeit, eine Qualität besser als einen bestimmten Werte zu erhalten) für jedes Pegelband. Im Beispiel betragen die oberen Grenzen für 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 6 Pegelbänder -100, -95, -90, -80, -70 bzw. -47dBm. Es sei angemerkt, dass diese Werte aus einer Realnetzwerkmanagementsystemdatenbank gewonnen wurden. Der Schnitt zwischen den dreidimensionalen Vertrauens- und RxLevel-RxQual-Ebenen bildet die angestrebte Beziehung zwischen Qualität und Pegel
Nach Ermittelung dieser Beziehung zwischen Pegel und Qualität sind die nächsten Schritte auf den Aufbau der inversen Qualitäts/Pegel-Funktion gerichtet.
Zunächst muss das Vertrauen des Mapping-Prozesses entschieden werden. Die Bedeutung dieses internen Parameters des Algorithmus bezieht sich auf die Wahrscheinlichkeit der Entscheidung, dass ein bestimmter Pegel ausreichend ist, um eine vordefinierte Qualität zu erhalten. Sein Graph besteht aus einer Ebene, deren Schnitt mit der dreidimensionalen Wahrscheinlichkeitsfunktion eine einzigartige Kurve bildet, die eine Zielverbindungsqualität mit einem erforderlichen Minimalpegel (d.h. Qualitäts/Pegel-Beziehung) in Beziehung setzt, wie in 4 dargestellt ist.
Aus dieser Beziehung wird der Vergleich zwischen den Zellen ziemlich direkt ermittelt, was in 5 gezeigt ist. Für diese Zellen, die einen höheren Pegel zur Erfüllung der Qualitätsziele erfordern, ist deren Priorität zu Gunsten derjenigen Zellen, die weniger Leistung benötigen, herabgesetzt worden. Die benachbarte Übergabegrenze sollte mit den Pegelunterschieden zwischen benachbarten Zellen (gleichmäßig über beide Grenzen in der Nachbarschaft verteilt, noch einen konstanten restlichen Term für die Überlappung aufrechterhaltend) korrespondieren.
Bei dem einzig übrigbleibenden Punkt handelt es sich um das Qualitätsziel, das zum Zwecke eines Pegelvergleiches verwendet wird, da der Qualitätskoppelpunkt für die Übergabe nicht bekannt ist. Eine Mittelwertbildung von Pegelwerten über Qualitätswerte, wo eine Übergabe stattfinden kann (d.h. von Q0 bis zu einem Qualitätsübergabeschwellwert), muss durchgeführt, um einen einzigartigen Wert zu erhalten, der den Unterschied den Pegelanforderungen in der Nachbarschaft reflektiert.
In 6 ist die grundsätzliche Struktur des vorgeschlagenen Kontrollmoduls dargestellt, das auf der Grundlage der Nachbarschaft für den Parametergrenzparameter HoMarginPBGT_{serving→adj} und HoMarginPBGT_{adj→serving} angewendet wird.
In einem ersten Schritt werden die Formeln an den Rohzählern angewendet, um bedeutende Qualitäts- und Überfüllungsleistungsfähigkeitsindikatoren aus den Quellzellen (S) und Zielzellen (T) zu gewinnen. Entweder durch eine direkte Definition einer Kostenfunktion oder eine Definition von Schwellwerten für akzeptable und inakzeptable Situationen (und Erzeugung in Intervallen mit unterschiedlichen Steigungen) steuert der Operator die Mapping-Funktion aus den Rohzählern auf die Qualitäts- und Kapazitätsproblemindikatoren. Eine unterschiedliche Mapping-Kostenfunktion wird verwendet, um die Problemindikatoren betreffend Qualität und Überfüllung zu gewinnen, während sie möglicherweise gemeinsam von den Zellen genutzt werden können.
Der ausgewählte Controller folgt einer inkrementalen Struktur, welcher das Inkrement/Dekrement aus den vorangegangenen Werten vorschlägt. Bei Überfüllung einer Zelle kann das Schrumpfen ihrer Wirkungsgröße unter Bedingungen einer entspannenden Übergabe an benachbarten Zellen für eine Ausbalancierung des Funkverkehrs zwischen den Zellen durchgeführt werden. Dieser Vorgang wird in ein Dekrement in den HoMarginPBGT_{serving→adj}-Parametern an benachbarte Zellen umgewandelt. In der umgekehrten Richtung der Nachbarschaft muss ein entgegengesetzter Vorgang für die HoMarginPBGT_{adj→serving}-Parametern durchgeführt werden, um eine konstante Überlappung zwischen den Zellen aufrecht zu erhalten.
Da der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant gehalten wird, um Ping-Pong-Effekte zu vermeiden, muss eine simultane Justierung von symmetrischen Parametern durchgeführt werden, um eine Modifikation um denselben Betrag (natürlich in entgegengesetzter Richtung) vorzunehmen. Auf diese Weise kann eine Sättigung in der Nachbarschaft nur in einer Richtung, verursacht durch Erhalt von Anforderungen des Operators in Parameterwerten, einfach in Betracht gezogen werden.
In Hinblick darauf, dass einen Ausgleich in den Problemen (d.h. Kosten) zwischen den Fällen der letzte Zweck des automatischen Vorganges bildet, steuert das Kostendifferenzausgangssignal die Richtung und den Betrag der Änderungen. Dieses Fehlersignal betreffend Problemindikatordifferenzen ist wie in den meisten Steuerungssystemen zu minimieren. Der Ausgleichspunkt wird erreicht, wenn der Kostenfehler zwischen den Zellen null ist (nicht notwendigerweise individuelle Kosten). Wie man aus einer tieferen Analyse erkennen kann, besitzt diese Struktur eine variable Schrittgröße proportional zur Abweichung vom Stabilitätsendpunkt.
In Situationen, wo ein Kompromiss erzielt wird (d.h. die bedienende Zelle ist überfüllt, und eine benachbarte Zelle besitzt eine schlechte Qualität), führen Kostenterme mit entgegengesetztem Vorzeichen eine Kompensation durch, wannimmer Kostenwerte für das Unter- oder Überschreiten eines Schwellwertes konsistent sind (d.h. gleicher Problemindikator für ein Grenzproblem). Ein Ausgleichsendpunkt (d.h. die Kostendifferenz ist gleich 0) kann durch Gewichtungsproblemindikatordifferenzterme mit zwei Prioritätsfaktoren unter Berücksichtigung von Präferenzen des Operators in Bezug auf Qualitäts- oder Kapazitätsprioritäten voreingestellt werden.
Eine berechnete Abweichung gegenüber einer Balance wird mit Hilfe einer Schrittsteuerung eingestellt, wodurch die Aggressivität des Abstimmprozesses ausgewählt und somit der endgültige Kompromiss zwischen Geschwindigkeit/Stabilität des Konvergenzprozesses gegenüber der Ausgleichsendlösung beeinflusst wird. Ein Subsystem in einer höheren Ebene in der vorgeschlagenen hyarchieschen Steuerungsarchitektur kann aufgrund einer Instabilitätsermittelung (d.h. Schwingung in den Parameterwerten) oder einer langsamen Konvergenz die Geschwindigkeit steuern.
Wenn eine Abweichung gegenüber den augenblicklichen Werten vorgeschlagen ist, müssen endgültige Prüfungen gegen vom Operator geforderte Maximal- und Minimalgrenzen durchgeführt werden.
Obwohl die Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf ein in den beigefügten Zeichnungen dargestelltes Beispiel beschrieben worden ist, ist es deutlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern kann auf verschiedene Weise innerhalb des in den beigefügten Ansprüchen offenbarten Umfanges variieren.

Claims

Verfahren zur Lastaufteilung unter einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerksystem, wobei jede dieser Zellen eine Vielzahl von mobilen Geräten bedient, wobei für eine Übergabe eines mobilen Gerätes von einer augenblicklich bedienenden Quellzelle auf eine Zielzelle eine Einordnung der benachbart zur Zielzelle befindlichen Zellen nach Priorität durch Berechnung der Leistungsbudgets zwischen der augenblicklich bedienenden Quellzelle einerseits und den benachbarten Zellen andererseits durchgeführt und die benachbarte Zelle mit der höchsten Priorität als Zielzelle ausgewählt wird und wobei ein in der Leistungsbudgetberechnung verwendeter Übergabegrenzparameter eine Funktion der Belastbarkeit ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergabegrenzparameter ebenfalls eine Funktion der Qualitätsleistungsfähigkeit ist und, wenn die augenblicklich bedienende Quellzelle überfüllt ist, deren Wirkungsbereich reduziert wird, während der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte Kriterium für die Einordnung nach Priorität eine von einem Bakenkanal empfangene Leistungsdifferenz in Abwärtsrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsbudget PBGT(n) der n-ten Zelle (n = 1, 2, 3, ....., N; N>1) durch Verwendung der Gleichung PBGT(n) = RxLevadj – RxLevserv – HoMarginPBGTserv(adj)berechnet wird, wobei RxLev_adj der Empfangspegel der n-ten benachbarten Zelle, RxLev_serv der Empfangspegel der augenblicklich bedienenden Quellzelle und HoMarginPBGT_serv(adj) der Übergabegrenzparameter ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der HoMarginPBGT_serv(adj) eine Funktion eines vorbestimmten Szenarios ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass HoMarginPBGT_serv(adj) eine Funktion einer vorbestimmten Hysterese ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter HoMarginPBGT_serv→adj der augenblicklich bedienenden Quellzelle dekrementiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter HoMarginPBGT_{adj→serving} einer benachbarten Zelle inkrementiert wird.
System zur Lastaufteilung unter einer Vielzahl von Zellen in einem Funknetzwerk, mit: einer Einrichtung zur Berechnung der Leistungsbudgets zwischen einer Quellzelle, die augenblicklich ein an eine Zielzelle zu übergebendes mobiles Gerät bedient, einerseits und benachbart zur augenblicklich bedienenden Quellzelle befindlichen Zellen andererseits, einer Einrichtung zur Einordnung der benachbarten Zellen nach Priorität in Abhängigkeit von dem von der Berechnungseinrichtung berechneten Ergebnis und einer Einrichtung zur Auswahl der benachbarten Zelle mit der höchsten Priorität als Zielzelle, wobei die Berechnungseinrichtung ausgelegt ist, um einen Übergabegrenzparameter in der Leistungsbudgetberechnung zu verwenden, wobei der Übergabegrenzparameter eine Funktion der Belastbarkeit ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergabegrenzparameter ebenfalls eine Funktion einer Qualitätsleistungsfähigkeit ist und Einrichtungen zur Reduzierung des Wirkungsbereiches der augenblicklich bedienenden Quellzelle im Falle einer Überfüllung vorgesehen sind, während der Überlappungsbereich zwischen den involvierten Zellen konstant bleibt.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Prioritätseinordnung eine von einem Bakenkanal empfangene Leistungsdifferenz in Abwärtsrichtung als ein letztes Kriterium für die Prioritätseinordnung verwendet.
System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung das Leistungsbudget PBGT(n) der n-ten Zelle (n = 1, 2, 3, ....., N; N>1) durch Verwendung der Gleichung PBGT(n) = RxLevadj – RxLevserv – HoMarginPBGTserv(adj),berechnet, wobei RxLev_adj der Empfangspegel der n-ten benachbarten Zelle, RxLev_serv der Empfangspegel der augenblicklich bedienenden Quellzelle und HoMarginPBGT_serv(adj) der Übergabegrenzparameter ist.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der HoMarginPBGT_serv(adj) eine Funktion eines vorbestimmten Szenarios ist.
System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass HoMarginPBGT_serv(adj) eine Funktion einer vorbestimmten Hysterese ist.
System nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Dekrementierung des Parameters HOMarginPBGT_{serving→adj} der augenblicklich bedienenden Quellzelle.
System nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Inkrementierung des Parameters HoMarginPBGT_{adj→serving} einer benachbarten Zelle