СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА МОБИЛЬНЫХ АППАРАТОВ В СЕТИ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2004 года по МПК H04Q7/34 

Данное изобретение относится к способу определения качества, достигаемого с помощью различных мобильных аппаратов, в сети мобильной радиосвязи, к примеру, в цифровой сети мобильной радиосвязи.

Качество коммуникаций в сети мобильной радиосвязи зависит от качества инфраструктуры, включая базовые станции и другие неподвижные компоненты сети, а также от качества используемых мобильных аппаратов, например, мобильных телефонов. Так как мобильные аппараты являются товарами широкого потребления, которые предлагаются различными изготовителями в различных классах цен, их качество может быть различным. Качество коммуникаций зависит, кроме того, от установки этих мобильных аппаратов; если, к примеру, мобильный телефон используют в автомобиле с тонированными стеклами, то можно значительно улучшить качество, установив наружную антенну.

Предприятия, обеспечивающие функционирование радиосети, в общем пытаются всем своим абонентам обеспечить минимальные критерии качества. Требования к инфраструктуре должны затем подгоняться к используемым мобильным аппаратам худшего качества, что едва ли приносит преимущества для лучших мобильных аппаратов и поэтому представляет снижение ресурсов. Предприятия, обеспечивающие функционирование сети, поэтому сильно заинтересованы экономически в том, чтобы абоненты, оснащенные плохими мобильными аппаратами, заменяли свои аппараты на лучшие, или чтобы улучшить неэффективный монтаж.

Изобретение исходит из этой установки и его задачей является способ, чтобы идентифицировать участников мобильной радиосвязи, которые оснащены мобильными аппаратами более низкого качества, для того, чтобы побудить их заменить свои аппараты или улучшить оборудование.

Согласно изобретению сервер сети мобильной радиосвязи для каждого мобильного аппарата рассчитывает, по меньшей мере, один параметр качества из, по меньшей мере, множества соединений с этим мобильным аппаратом. Пользователя мобильного аппарата, который не достигает одного или нескольких установленных критериев качества, затем информируют, к примеру, указанием в его телекоммуникационном счете или буквенно-цифровым сообщением на его мобильном аппарате.

Пользователя таким образом побуждают к тому, чтобы заменить свой мобильный аппарат или отдать его в ремонт, или улучшить оборудование, так чтобы для предприятия, обеспечивающего функционирование сети, стало проще обеспечить минимальные критерии качества для каждого пользователя.

Патентный документ US 5490204 описывает способ, с помощью которого можно проверять качество инфраструктуры в сети мобильной радиосвязи. Для этой цели необходимо контрольное мобильное устройство, которое осуществляет контрольные вызовы в различных точках сети мобильной радиосвязи, чтобы проверить качество различных компонентов, к примеру, различных базовых станций, в сети. Контрольное устройство включает в себя портативный компьютер, который связан с мобильным телефоном и управляется с помощью соответствующей программы. Оператор проезжает с этим мобильным контрольным устройством через регион, покрытый сетью, чтобы замерить качество соединений в различных местах сети. Этот способ не позволяет проверить качество используемых конечных аппаратов.

Патентная заявка WO 96/07288 описывает систему, в которой проверяется качество мобильного аппарата при загрузке. Контроль качества основывается на данных мобильного аппарата, например, на посылаемом мобильным аппаратом сигнале, в котором закодирован тип мобильного аппарата. В одном варианте это качество определяется с помощью банка данных предприятия, обеспечивающего функционирование сети, в котором запоминается тип аппаратов, абонированных всеми. Интенсивность передачи базовых станций, а также использованный тариф приводятся в соответствие в зависимости от информации, которую дают мобильный аппарат или банк данных.

При этом способе качество аппаратов определяют раз и навсегда, либо в мобильном аппарате, либо в банке данных. Поэтому этот способ не позволяет указать пользователю на то, что качество его аппарата снизилось, к примеру, из-за технических проблем или плохой установки.

В патентном описании US 5706333 описывается способ обнаружения дефектных мобильных телефонов в сети мобильной радиосвязи. Согласно способу, описанному в патентном описании US 5706333, с помощью большого числа измерительных систем, которые предпочтительно приданы соответственно каждой базовой станции, измеряют параметры сигналов, которые посылаются мобильными телефонами и базовыми станциями, например, интенсивность сигнала или несущую частоту. Согласно US 5706333, хотя и можно детектировать все введенные вызовы, число вызовов, которые можно измерить с помощью измерительных блоков к этому времени, все равно ограничено, так что телефоны мобильной радиосвязи, для которых должны быть исследованы вызовы с помощью измерительной техники, определяют на основе критериев, определенных предварительно.

Согласно US 5706333 измеренные параметры передаются на контрольное устройство испытательной системы, которое сравнивает измеренные параметры для детектирования дефектных телефонов с допустимыми предельными значениями и запомненной информацией. Контрольному устройству испытательной системы согласно US 5706333 сетевым блоком контроля сообщаются к тому же подверженные дефектам вызовы с указанием типа дефекта. Из измеренных параметров можно согласно US 5706333 определить и запомнить смешанные значения с минимальными, максимальными и средними значениями, а также отклонения от стандарта.

С помощью основанной на регулировании экспертной системы согласно US 5703333, основываясь на измеренных параметрах и полученных смешанных значениях, для определенных мобильных телефонов делаются заключения об их дефектности. Согласно US 5706333 пользователей дефектных мобильных телефонов информируют, например, с помощью автоматизированной системы переписки или с помощью генерированных компьютером переговоров.

Данное изобретение становится более понятным с помощью приведенного в качестве примера описания и более наглядным благодаря прилагаемым чертежам, которые показывают следующее:
фиг.1 - схематическое изображение сети мобильной радиосвязи согласно изобретению, в котором сервер определяет качество, достигаемое различными мобильными аппаратами;
фиг.2 - таблицу, в которой сервер собирает параметры качества;
фиг. 3 - диаграмму, которая схематически показывает возможный способ определения качества мобильных аппаратов радиосвязи и базовых станций в сети мобильной радиосвязи.

На фиг. 1 показано принципиальное строение сети 7 мобильной радиосвязи, которая, к примеру, работает по принципу стандарта GSM. Вся область, которая управляется одним предприятием, обеспечивающим функционирование сети, перекрыта К примыкающими друг к другу и перекрывающими друг друга ячейками 3 радиосвязи. В каждой ячейке 3 радиосвязи имеется базовая станция 2 (BS, Base Station), которая берет на себя снабжение радиосвязью N конечных аппаратов 1 (MS, Mobile Station). Конечные аппараты могут быть, к примеру, мобильными радиотелефонами.

Цифрой 4 обозначен контроллер (BSC, Base Station Controller), с помощью которого управляются несколько базовых станций. Контроллер 4 ответственен, по меньшей мере, за то, чтобы без проблем в радиотехническом отношении мог проходить переход пользователя от одной ячейки 3 радиосвязи к другой соседней ячейке радиосвязи. На основе проводимых автоматически измерений напряженности поля контроллер решает, когда должен начинаться переход от одной ячейки радиосвязи и к какой соседней ячейке радиосвязи. Такой переход называется Handover*.

Различные контроллеры 4 в свою очередь обобщаются в вышестоящей центральной станции 5 мобильной радиосвязи. Эта центральная станция создает переход к непредставленной соединенной проводами сети.

Цифрой 6 обозначен сервер, с помощью которого определяют достигаемое различными мобильными аппаратами качество в сети мобильной радиосвязи, как будет описано далее.

N мобильных аппаратов MS₁-МS_N пытаются создать неизвестное число соединений через К базовых станций BS₁ до ВS_K. Каждое соединение может быть либо успешным, либо неудачным. Одно неудачное соединение является, к примеру, соединением, не прерванным одним из двух участников.

Каждая базовая станция для каждого соединения или каждой попытки соединения с мобильным аппаратом 1 устанавливает, по меньшей мере, один параметр качества, который показывает качество этого соединения. Параметр качества состоит, например, из двоичного значения, которое показывает успех или неудачу соединения. В одном варианте параметр качества мог бы также включать подробную информацию, к примеру, он мог бы включать несколько битов, которые показывают различные параметры соединения, например уровень принятого сигнала, расстояние до помехи и т.д.

Параметр или параметры качества, полученные для одного соединения, с помощью контроллера 4 (BSC) и центральной станции 5 передаются серверу 6 с идентификацией мобильного аппарата 1. Идентификация мобильного аппарата включает, например, IMSI (International Mobile Subscriber Identity). Передача этих параметров качества между базовыми станциями 2 и сервером 6 может проводиться после каждого соединения, например, в стандартизированных документах CDR (Call Detail Records), которые после каждого соединения передаются в целях расчетов в сети мобильной радиосвязи GSM. Передача в пакетном режиме данных, которые относятся к различным соединениям, также возможна, причем примененный способ передачи является предметом реализации в соответствии со структурой сети мобильной радиосвязи.

Сервер 6 собирает принимаемые различными базовыми станциями BS₁-ВS_K в сети мобильной радиосвязи параметры качества и группирует их в таблице, пример которой показан на фиг.2. Эта таблица содержит параметры качества, собранные в заранее определенном временном интервале, например, в течение дня, недели, месяца или со времени введения в действие способа согласно изобретению. Каждая строка в таблице соответствует определенному мобильному аппарату MS₁-MS_N, в то время, как каждая колонка соответствует определенной базовой станции BS₁-ВS_K. Каждое поле в таблице содержит четыре числа (см.таблицу в конце описания).

Последняя колонка таблицы содержит итоговую долю успешных соединений p_i, для MS_i (через все базовые станции); p_i зависит от составляющей части успешно осуществленных с помощью мобильного аппарата MS_i соединений и представляет поэтому показатель качества для этого мобильного аппарата. Последняя строка содержит итоговую долю успешных соединений p_j для BS_j (через все мобильные аппараты) (р_j) зависит от составляющей части успешно проведенных с базовой станцией BS_j соединений и поэтому представляет собой показатель качества для этой базовой станции. Последнее поле p_ij содержит итоговую долю успешных соединений (через все мобильные аппараты и все станции мобильной связи) и зависит от качества всей сети 7 мобильной радиосвязи.

В качестве итоговых долей успешных соединений предпочтительно применяют оцененные достигнутой частотой повторения средние значения долей успешных соединений, чтобы экстремальные доли успешных соединений с отдельными, редко используемыми базовыми станциями, не очень сильно повлияли на результат:
p_i= (t_i1•p_i1+t_i2•p_i2+t_ij•р_ij+. . . +t_iK•p_ik)/(t_i1+t_i2+t_ij+. . . +t_iK), p_j=(t_1j•p_1j+t_2j•p_2j+t_ij•р_ij+...+t_Nj•p_Nj)/(t_1j+t_2j+t_ij+...+t_Nj). Другие средние значения можно также применить а качестве показателей качества для мобильных аппаратов и/или для базовых станций; если значения p_i или p_j сильно колеблются, то, например, может оказаться пригодным плавающее среднее значение.

Нами теперь с помощью итоговых долей успешных передач p_i и p_j в таблице на фиг. 2 определены соответствующие показатели качества для мобильных аппаратов MS₁-MS_N и для базовых станций BS_i-ВS_K; еще необходимо установить критерий, чтобы решить, какие компоненты можно классифицировать как критические или некритические. Поэтому мы теперь с помощью фиг. 3 опишем способ, который может выполняться сервером 6 для классифицирования мобильных аппаратов и базовых станций.

Достигнутые доли успешных соединений p_ij мобильных аппаратов MS_i с базовыми станциями BS_j следует рассматривать как отдельную реализацию в одном промежутке времени. Фиг.3 показывает распределение долей успешных соединений мобильных аппаратов MS_i через все базовые станции BS_j. Ось BS₁ показывает, например, доли успешных соединений р_i1, которых достигли различные мобильные аппараты MS₁-MS_N. Ось р_i показывает распределение оцененных средних долей успешных соединений различных мобильных аппаратов MS₁-MS_N, как определено выше.

Предельное значение G используется в качестве классификационного критерия; если итоговая доля p_i успешных соединений мобильного аппарата MS_i (через все базовые станции) меньше, чем G, то этот мобильный аппарат классифицируется как критический. В качестве предельного значения можно применить, например, квантиль распределения всех долей р_j, успешных соединений; в представленном примере программа в сервере 6 постоянно классифицирует процент мобильных аппаратов MS_i с наименьшими долями p_i успешных соединений как критические. Фиксированное предельное значение также может быть использовано: в этом случае в качестве критических классифицируются мобильные аппараты, которые не достигли фиксированного предварительно определенного значения доли p_i успешных соединений, например 90%.

В дополнение к глобальному предельному значению G предпочтительно для каждой базовой станции определяют еще и критерий G_j качества мобильного аппарата. К примеру, для каждой базовой станции BS_j определенная часть (квантиль), например процент мобильных аппаратов, которые достигли с этой базовой станции наихудших долей p_ij успешных соединений, классифицируется как критические для использования с этой базовой станцией. На фиг.3 мобильный аппарат МS₃, который имеет долю р₃₃ успешных соединений меньше предельного значения G₃, классифицируется как критический в ячейке 3, хотя МS₃ глобально является некритическим (р₃>G). Пользователь МS₃ может тогда получить указание, что в некоторых местах нахождения пользование его аппаратом может привести к проблемам. Предельные значения G_j могут быть, как представлено, для каждой базовой станции различными.

Фиг.3 показывает также итоговую долю успешных соединений базовых станций P_1j, P_2j. . .P_nj базовых станций BS₁, ВS₂,...ВS_n (через все мобильные аппараты). Небольшая доля р_j успешных соединений для одной базовой станции означает, что многие соединения с этой базовой станцией не являются успешными, что может указывать на проблему с этой станцией. Доля p_j успешных соединений представляет собой поэтому показатель качества. Можно установить предельное значение для доли p_j успешных соединений базовых станций BS₁-ВS_K, к примеру, квантиль распределения всех долей p_j успешных соединений, чтобы вскрыть проблематичные базовые станции. Это предельное значение можно определить с помощью такого же механизма, как и предельное значение для доли успешных соединений мобильных аппаратов.

Достигнутая определенным мобильным аппаратом низкая доля p_i успешных соединений может указывать на плохое место нахождения, например, потому что мобильный аппаpат MS_i часто используется с плохими базовыми станциями, а не обязательно на критический мобильный аппарат MS_i. Для того чтобы соединения, которые вызваны идентифицированными как дефектные базовыми станциями, не учитывать для статической оценки качества мобильных аппаратов, можно в одном варианте эти соединения исключить из таблицы фиг. 2. В противоположность этому, можно также исключить критические мобильные аппараты для оценки качества базовых станций (уравновешивание экстремальных значений).

Пользователя мобильных аппаратов, классифицированных согласно этому способу как критические, информируют, например, регистрируемым автоматически указанием на телекоммуникационном счете. Пользователи, например, указывают на то, что его мобильный аппарат следует проверить или усовершенствовать оборудование, например, с помощью наружной антенны в его автомобиле. Указание можно при этом регистрировать по-разному, в зависимости от достигнутых параметров качества. В качестве вариантов можно информировать пользователя также с помощью электронного сообщения, которое показывается на дисплее его аппарата. Можно при этом использовать, например, SMS-сообщения (Short Message System). В другом варианте пользователь информируется о состоянии его мобильного аппарата с помощью устного сообщения, которое наговаривается, например, аудиосинтезатором.

Хотя описание содержит лишь специальный случай анализа качества мобильных аппаратов и базовых станций, специалист поймет, что изобретение можно применить также к регистрации качества других компонентов в сети мобильной радиосвязи, например, кабелей между базовыми станциями, контроллеров базовых станций и т.д. Кроме того, идентификации мобильных аппаратов MS₁-MS_N из таблицы фиг. 2 можно связать с банком данных, который для каждого мобильного аппарата указывает продавца или изготовителя, так что можно легко установить данные по качеству продавца.

Кроме того, можно собрать параметры качества с более чем одним битом для каждого соединения, например, несколько двойных или недвоичных параметров, и благодаря этому по цене сложной обработки данных можно определить критические составляющие в сети с большей надежностью и для пользователей или предприятий, обеспечивающих функционирование, ставить более точный диагноз дефектным аппаратам.

Специалист, кроме того, поймет, что данное изобретение может использоваться не только для идентификации дефектных аппаратов в сети мобильной радиосвязи, но также для планирования сети, например, чтобы определить, где нужно добавить или заменить базовые станции или другие компоненты.

Описанные статические методы приведены лишь в качестве примера, и специалист поймет, что могут быть также применены другие способы определения критических компонентов в сети. В частности, диагноз может основываться на изменении во времени характеристик качества, достигнутых определенным компонентом, чтобы, например, идентифицировать аппараты, которые быстро состариваются, или чтобы определить внезапные нарушения качества, например, после новой установки или конфигурации имеющегося аппарата. В этом случае пользователя следует проинструктировать указанием, например, "после новой установки Вашего мобильного аппарата отношение сигнал/помеха снижен в среднем на хdB; мы рекомендуем Вам дать проверить установку специалисту".

Важную информацию для планирования сети мобильной радиосвязи можно, кроме того, получить, если полученные параметры качества с данными о времени соединения в указанной выше таблице запоминаются сервером 6. В этом случае является возможным качество установленной неподвижно или мобильной части сети мобильной радиосвязи определить статистически как функцию времени дня или нагрузки сети или компонентов.

Для каждого соединения в сети мобильной радиосвязи определяют, по меньшей мере, один параметр качества. Сервер 6 в сети 7 мобильной радиосвязи по параметрам качества многих соединений одного пользователя рассчитывает, по меньшей мере, статистический показатель р_i качества, а также, по меньшей мере, один критерий G, G_i качества, который зависит от множества соединений с различными мобильными аппаратами 1. Сервер 6 по полученным показателям качества решает, какие мобильные аппараты 1 не достигают критериев G, G_i качества и должны классифицироваться как критические. Пользователь мобильного аппарата, который не достигает одного или нескольких установленных критериев качества, информируется указанием в телефонном счете. Параметры качества определяются в базовых станциях 2 сети 7 мобильной радиосвязи и собираются в указанном сервере 6. Способ можно также применить для определения качества компонентов инфраструктуры, например, базовых станций 2. Техническим результатом является идентификация дефектных мобильных аппаратов в сети мобильной радиосвязи, а также возможность планирования сети мобильной радиосвязи. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. Способ определения качества в сети (7) мобильной радиосвязи, достигнутого различными мобильными аппаратами (1), при котором информируют пользователя о мобильном аппарате (1), полученные показатели качества мобильного аппарата которого не достигли определенных критериев качества, отличающийся тем, что с помощью базовых станций (2) сети (7) мобильной радиосвязи для каждого соединения с мобильным аппаратом (1) определяют параметр качества, состоящий из двоичного значения, которое указывает успешное или неудачное соединение, причем осуществляют подсчет числа успешных соединений и числа попыток соединений, что показатель качества мобильного аппарата (1) в сети мобильной радиосвязи статистически рассчитывают с помощью сервера (6) из полученных двоичных параметров качества нескольких соединений с этим мобильным аппаратом (1), причем показатель качества мобильного аппарата (1) определяют как долю успешных соединений, зависимую от отношения числа успешных соединений к числу попыток соединений, и что в качестве критериев качества используют квантиль распределения долей успешных соединений мобильных аппаратов (1) сети (7) мобильной радиосвязи и/или предварительно определенное предельное значение доли успешных соединений.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что долю успешных соединений мобильного аппарата (1) определяют для индивидуальных базовых станций (2) относительно соединений соответствующего мобильного аппарата (1) через эти индивидуальные базовые станции (2) и/или в целом для всех базовых станций (2) относительно соединений соответствующего мобильного аппарата (1) через все базовые станции (2) сети (7) мобильной радиосвязи, и что в качестве критериев качества используют квантиль распределения долей успешных соединений для соединений через индивидуальные базовые станции (2) и/или квантиль распределения долей успешных соединений всех соединений через базовые станции (2) сети (7) мобильной радиосвязи и/или предварительно определенное предельное значение доли успешных соединений.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что пользователя мобильных аппаратов (1), которые не достигают указанных критериев качества, информируют указанием в телефонном счете, буквенно-цифровым коротким сообщением на мобильном аппарате (1) или переданным на мобильный аппарат (1) устным сообщением.4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что с помощью сервера (6) по параметрам качества нескольких соединений различных пользователей, которые нагружают одни и те же компоненты одного типа (2) в инфраструктуре сети (7) мобильной радиосвязи, статистически определяют, по меньшей мере, один показатель качества компонента для, по меньшей мере, одного множества этих компонентов (2), так, чтобы с помощью этого показателя качества компонента можно было определить менее хорошие или дефектные в отношении качества компоненты указанного типа.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанные компоненты включают в себя базовые станции.6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что решение о том, достиг ли мобильный аппарат (1) указанных критериев качества или нет, зависит от полученных показателей качества компонентов (2), нагруженных этим мобильным аппаратом (1).7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что с помощью сервера (6) в сети мобильной радиосвязи для каждого мобильного аппарата и каждой базовой станции статистически рассчитывают, по меньшей мере, один статистический показатель качества определенная базовая станция - мобильный аппарат из, по меньшей мере, множества соединений с этим мобильным аппаратом и этой базовой станцией, и информируют пользователя о мобильном аппарате, полученный показатель качества определенная базовая станция - мобильный аппарат которого не достиг критериев качества, соответствующих определенной базовой станции.8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанные критерии качества определенной базовой станции устанавливают в зависимости от, по меньшей мере, одного статистического свойства указанного множества соединений с этой базовой станцией.9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что группируют несколько параметров качества для каждого соединения.10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что с помощью сервера (6) из параметров качества нескольких соединений различных пользователей, которые используют мобильный аппарат одного и того же продавца или изготовителя, статистически определяют, по меньшей мере, один показатель качества мобильного аппарата этого продавца или изготовителя, так, что с помощью этого показателя качества можно статистически определить качество мобильных аппаратов для различных продавцов или изготовителей.