Verkehrs- und Mobilitätsmodellierung unter Anwendung von Performance-Statistiken für die Planung zellularer Mobilfunknetze Buchkatalog

Diese Dissertation befasst sich mit der Verkehrs- und Mobilitätsmodellierung unter dem Aspekt der automatisierten Planung zellularer Mobilfunknetze. Die zugehörigen Modelle stellen verbreitet Informationen über die vom Netz zu bewältigenden Daten- und Signalverkehrsmengen bereit. Auf dieser Grundlage ermitteln leistungsfähige Planungsalgorithmen Lösungen für Parameterkonfigurationen. Allerdings hängt ihre Anwendbarkeit für den Betrieb von der Zuverlässigkeit der Eingangsdaten und damit von der Genauigkeit der Modelle ab. Performance-Statistiken aus dem Network Management System (NMS) eines Mobilfunknetzes bieten detaillierte und umfassende Informationen über die Verwendung der von den Betreibern bereitgestellten Ressourcen. Eine Untersuchung ihrer Anwendungsmöglichkeiten unter Berücksichtigung der von der Netzplanung gestellten Anforderungen ist Gegenstand dieser Arbeit. Diese kombinierte Betrachtung ist in der Literatur bisher nicht vorhanden. Es wird ein vollständiges Konzept vorgestellt, welches die Verbindung der aus dem NMS stammenden Messungen der Performance-Statistiken mit den Datenbanken der in der Planung verwendeten Planungs-Tools beinhaltet. Beide Datenquellen sind bei Betreibern üblicherweise vorhanden und stellen zusammen mit den Anforderungen von Optimierungsalgorithmen an ihre Eingangsdaten die Grundlagen für diese Untersuchung dar. Es werden die erforderlichen Module vorgestellt, um die verfügbaren Daten hinsichtlich der Anforderungen einer Optimierung zu verarbeiten. Eine wesentliche Basis stellt die Netzmodellierung dar, um die von der Planung festgelegten Netzänderungen abbilden zu können. Dazu werden das auf den Messdaten basierende Betriebsnetzmodell und das Plannetzmodell, welches die in der Planung definierten Netzänderungen berücksichtigt, definiert. Beide Netzmodelle stellen dann die Grundlage, anhand derer Lösungen für die Netzkonfigurationen ermittelt werden sollen, dar. Ein wesentlicher Bestandteil der Netzmodellierung bildet die Abschätzung der Signalisierungsmengen, die bei zellularen Mobilfunknetzen verbreitet über Verkehrs- und Mobilitätsmodelle bereitgestellt werden. Diesbezüglich werden die in der Literatur bekannten Modelle bzgl. der für eine Automatisierung erforderlichen Genauigkeit der von ihnen zu generierenden Daten untersucht. Das Ergebnis ist, dass keine der vorhandenen Modelle die dafür erforderliche Genauigkeit bieten kann. Die Verfahrensweise des MOMENTUM-Projekts wird als potentielle Möglichkeit erachtet, um Performance-Statistiken zur Kalibrierung der Modellparameter heranzuziehen. Die Ergebnisse der Nachmodellierung von Messdaten wird eine begrenzte Genauigkeit bei einem hohen Modellierungsaufwand zeigen, so dass die Modelle sich für die Anwendung in der praktischen Funknetzplanung ebenfalls als ungeeignet herausstellen. Darauf werden lokal begrenzte Modelle entwickelt, die hauptsächlich auf den Messdaten und recheneffizienten Netzmodellierungsverfahren basieren. Es wird gezeigt, dass dadurch für beide Modelltypen jeweils eine ausreichende Genauigkeit bei geringerem Berechnungsaufwand erreicht wird und damit die Anforderungen der Netzplanung erfüllt werden können. Sämtliche Untersuchungen basieren auf realen Datenbeständen des Mobilfunkbetreibers E-Plus Mobilfunk GmbH & Co. KG. Die Netzdaten entstammen GSM. Hintergründe sind die umfangreichen Expertenkenntnisse mit der zugehörigen Systemtechnik, die hohe Netzabdeckung sowie die Verfügbarkeit umfangreicher Datenbestände bei wenigen Fehlerquellen. Ähnliche Vorteile bestanden weder bei UMTS noch bei LTE.