Спосіб прогнозу локального перевантаження в стільниковій мережі рухомого зв’язку

Реферат: Спосіб прогнозу локального перевантаження стільникової мережі полягає в тому, що в одній комірці мережі фіксують кількість абонентів і при досягненні їх порогового рівня виконують прогноз перевантаження, вважаючи її коміркою-кандидатом, та починають вимірювати та аналізувати параметри потоків переміщення абонентів у ній і у сусідніх комірках та визначають майбутнє перевантаження. У процесі виміру параметрів потоків для кожного абонента (рухомого абонентського пристрою) визначають координати по відношенню до базової станції комірки з встановленим інтервалом часу, в процесі аналізу параметрів потоків формують вектор переміщення кожного абонента, далі формують сумарний вектор потоку в комірці, аналогічним чином формують вектори потоків для усіх сусідніх комірок; визначають прогнозну кількість абонентів, які через визначений час опиняться у комірці-кандидаті, сума цих майбутніх абонентів комірки-кандидата та тих, що вже знаходяться в комірці-кандидаті, утворює прогнозну кількість абонентів - навантаження базової станції комірки-кандидата. UA 68743 U (12) UA 68743 U UA 68743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем цифрового рухомого радіозв'язку стільникової структури і може бути використана для прогнозування перевантажень в радіоканалах базових станцій комірок мобільного зв'язку. В даний час високими темпами розвиваються мережі мобільного зв'язку, що приводить до значного збільшення кількості абонентів. При цьому гостро виникає питання підвищення пропускної спроможності і підтримки на заданому рівні якості обслуговування (QoS). Це важливо в умовах змінного мережевого трафіку, особливо для випадків, коли на якийсь час від декількох десятків хвилин до декількох днів в межах невеликого майдану збираються абоненти, кількість яких значно перевищує проектні можливості мережі (масові заходи, стихійні лиха, дорожні пробки і подібні явища). Ці чинники призводять до збільшення навантаження на ділянці мережі (локальне перевантаження) в широких межах, що визначає необхідність втручання оператора зв'язку в управління системою з метою максимального збільшення пропускної спроможності даної ділянки мережі. На цей час відома достатня кількість способів, які дозволяють збільшити пропускну спроможність на різних рівнях управління мережею, і методів, які знижують вірогідність відмови обслуговування абонентів, але операторам зв'язку потрібна завчасна інформація про можливе зростання навантаження. Тому спосіб, який пропонується, спрямований на попередження оператора про перевантаження в окремій ділянці стільникової мережі. Різні джерела інформації про стільниковий зв'язок використовують для опису одного й того ж поняття відмінні один від одного терміни мобільний термінал (МТ), рухомий абонентський пристрій (РАП). Відомий спосіб і пристрій прогнозування переміщення рухомих систем зв'язку [1], який забезпечує можливість управління ресурсами мережі. Такий спосіб передбачає попереднє формування бази даних історії переміщень одного МТ і на підставі порівняння цієї інформації з поточним місцеположенням прогнозується подальше його переміщення. Також відомі спосіб і система передачі даних користувачам [2], в яких здійснюється прогнозування переміщень МТ на підставі періодичного визначення координат та побудови векторів спрямованості руху. Недоліком цих способів є те, що вони спрямовані на прогнозування переміщень одиничних МТ, не здійснюють аналіз потоків МТ і, як наслідок, не передбачають прогнозу перевантаження ділянок мережі. Вони не передбачають тих випадків, коли абонент вперше відвідує ділянку стільникової мережі або її окрему комірку. Також відомий спосіб, прийнятий за прототип, прогнозу перевантажень в стільникових системах зв'язку з урахуванням мобільності абонентів [3]. Даний спосіб ґрунтується на порівнянні числа абонентів, які надходять в комірку, і числа абонентів, що залишають її. При досягненні кількості абонентів в комірці визначеного порогу виконують прогноз про перевантаження цієї комірки. Такий прогноз може бути здійснений за 3-6 хв. до реального перевантаження. Недоліками цього способу є те, що для прогнозу не використовується направленість векторів переміщення абонентів у комірці та в сусідніх до неї комірках. Кількісна оцінка потоку прибуваючих до комірки абонентів дає не завжди своєчасний прогноз перевантаження. Також недоліком є те, що реалізація цього способу передбачається тільки в межах однієї комірки. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення точності прогнозу перевантаження з урахуванням навантаження на локальній ділянці, яка може містити декілька комірок. Вирішення цієї задачі досягається тим, що у способі прогнозу локального перевантаження стільникової мережі, який полягає в тому, що в одній комірці мережі фіксують кількість абонентів і при досягненні їх порогового рівня виконують прогноз перевантаження, причому у запропонованому способі кількість абонентів фіксують у кожній комірці мережі, при досягненні кількості абонентів порогового значення у окремій комірці її вважають коміркою-кандидатом та починають вимірювати та аналізувати параметри потоків переміщення абонентів у ній та у сусідніх комірках, при цьому у процесі виміру параметрів потоків для кожного абонента (РАП, МТ) визначають координати по відношенню до базової станції комірки з встановленим інтервалом часу, в процесі аналізу параметрів потоків формують вектор переміщення кожного абонента, далі формують сумарний вектор потоку в комірці, аналогічним чином формують вектори потоків для усіх сусідніх комірок; визначають прогнозну кількість абонентів, які через визначений час опиняться у комірці-кандидаті, сума цих майбутніх абонентів комірки-кандидата та тих, що вже знаходяться в комірці-кандидаті, утворює прогнозну кількість абонентів навантаження базової станції комірки-кандидата і визначають наступне перевантаження. Якщо у двох або більше сусідніх комірках кількість абонентів досягла порогового значення - їх вважають комірками-кандидатами одночасно. 1 UA 68743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Саме використання, крім числа абонентів, направлення їх переміщення у кожній комірці при формуванні параметрів потоку абонентів, а також врахування потоків абонентів у сусідніх комірках дозволяє робити прогноз на більш ранніх етапах до виникнення перевантаження, а також забезпечує необхідну точність даного прогнозу. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують нові технічні властивості - шляхом введення нових дій розроблено спосіб прогнозу перевантаження з урахуванням навантаження на локальній дільниці, яка може містити декілька комірок. Це забезпечує усій заявленій сукупності ознак відповідність критерію "новизна" та приводить до нових технічних результатів. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. На підставі цього можна зробити висновок, що запропоноване технічне рішення задовольняє критерію «Винахідницький рівень». Ідея корисної моделі пояснюється на прикладі одного з можливих варіантів прогнозу перевантаження комірки із посланнями на супроводжуючі креслення. На фігурі 1 зображена ділянка стільникової мережі зв'язку з коміркою А/1, в якій через деякий час виникне перевантаження, і сусідні з нею комірки на рівнях контролю Б (чисельник найменування рівня контролю, знаменник - номер комірки в рівні контролю). На фігурі 2 наведений приклад розподілу векторів переміщення кожного абонента (ВПА) в комірці (поз. 1). На цій фігурі (поз. 2) показаний сформований вектор СВПК (сумарний вектор потоку в комірці). На фігурі 3 наведений приклад формування з векторів переміщення, які наведені на фіг. 2, абонентів в комірці, сумарного вектору потоку комірки. На фігурі 4 наведений приклад переміщення груп абонентів (РАП) із сусідніх комірок в комірку-кандидата на перевантаження. На фігурі 5 наведений приклад, який ілюструє процес визначення та надання статусу комірки-кандидата одночасно для 2-х комірок. Спосіб працює таким чином. Оператором зв'язку завчасно проводиться ранжирування порогових значень рівнів навантаження в комірках мережі. При поточній роботі в кожній комірці періодично фіксують кількість РАП, яка встановилась. Якщо в якій-небудь комірці кількість РАП перевищила порогове значення, то цій комірці надається статус "комірки-кандидата" (наприклад, комірка А/1 на фіг. 1). З цього моменту починається одночасний моніторинг з метою запобігання локальному перевантаженню як самої комірки-кандидата, так і сусідніх комірок. Через певні інтервали часу проводять позиціювання всіх РАП. На підставі вимірів переміщень за певний час визначають параметри векторів (кут і довжину) переміщень кожного абонента (ВПА) (фіг. 2, поз. 1). Надалі у кожній з визначених комірок формують шляхом складання сумарні вектори потоків (СВПК) (фіг. 3, поз. 2). Отримана інформація про вектори СВПК комірок дозволяє передбачити кількість РАП, які перетнуть границю комірки-кандидата через визначений час. Сума цих майбутніх абонентів комірки-кандидата та тих, що вже знаходяться в комірці-кандидаті, утворює прогнозну кількість абонентів, яка дозволяє зробити прогноз локального перевантаження мережі. У разі, коли прогнозна кількість РАП може одночасно перевищити пороговий рівень у двох або декількох сусідніх комірках (наприклад, комірки А/1 і Б/2, фіг. 5) цим коміркам надають статус комірок-кандидатів на перевантаження і визначають загальний сумарний СВПК для цих двох (або декількох) комірок. Потім визначають СВПК для усіх сусідніх до них комірок та прогнозують перевантаження аналогічним чином, як і для однієї комірки-кандидата. Усе це дозволяє зробити висновок, що технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію «Промислове застосування». Джерела інформації: 6 1. Патент 2141738 С1 Росія, МПК Η04Q7/34, Η04Q7/38. Способ и устройство для выявления и прогнозирования перемещения мобильных оконечных устройств [Електронний ресурс] / Георг Лиу (CN), Александр Марлеви (SE), Андерс Олоф Данне (SE); заявл. 16.10.95; опубл. 20.11.99. - Режим доступу:http:// www.fips.ru. 2. Патент 7522634 В2 США, Int.C1 Η04J3/16, Η04Q7/20. USER-TO-USER DATA RELAY SYSTEMS AND METHODS [Електронний ресурс] / Steven M. Casey (US), Shawn M. Casey (US); заявл. 27.10.2004; опубл. 21.04.2009. - Режим доступу: http://www.freepatentsonline.com. 3. Шорин, О.А. Прогноз перегрузок с учетом подвижности абонентов в сотовых системах связи [Текст] /О.А. Шорин // Мобильные системы. - 2005. - № 1. - С. 15-19. 2 UA 68743 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Спосіб прогнозу локального перевантаження стільникової мережі, який полягає в тому, що в одній комірці мережі фіксують кількість абонентів і при досягненні їх порогового рівня виконують прогноз перевантаження, вважаючи її коміркою-кандидатом, та починають вимірювати та аналізувати параметри потоків переміщення абонентів у ній і у сусідніх комірках та визначають майбутнє перевантаження, який відрізняється тим, що у процесі виміру параметрів потоків для кожного абонента (рухомого абонентського пристрою) визначають координати по відношенню до базової станції комірки з встановленим інтервалом часу, в процесі аналізу параметрів потоків формують вектор переміщення кожного абонента, далі формують сумарний вектор потоку в комірці, аналогічним чином формують вектори потоків для усіх сусідніх комірок; визначають прогнозну кількість абонентів, які через визначений час опиняться у комірцікандидаті, сума цих майбутніх абонентів комірки-кандидата та тих, що вже знаходяться в комірці-кандидаті, утворює прогнозну кількість абонентів - навантаження базової станції комірки-кандидата. 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що при досягненні кількості абонентів порогового значення у двох або більше сусідніх комірках їх вважають комірками-кандидатами. 3 UA 68743 U 4 UA 68743 U 5 UA 68743 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6