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Frequenzplanung im Mobilfunk
(2002)
Telekommunikation ist seit Jahren \glqq in\grqq. Zunächst gab es einen enormen Aufschwung; neue Technologien und Dienste haben eine überwältigende, nicht vorhersehbare Akzeptanz gefunden. Derzeit ist -- ausgelöst durch die UMTS-Lizenzversteigerungen, Rezessions- und Sättigungstendenzen -- eine Krise zu verzeichnen. Viele (auch wir) sind davon überzeugt, dass technischer Fortschritt und nützliche Dienste demnächst die Stimmung wieder ändern werden. Wenigen ist allerdings bewusst, welche Rolle Mathematik bei der Entwicklung und dem effizienten Einsatz vieler der neuen Kommunikationstechnologien spielt. In diesem Artikel soll kein Überblick über diesen umfangreichen Themenkreis gegeben werden. Wir zeigen lediglich an einem konkreten Beispiel aus dem Mobilfunk, der Frequenzplanung in GSM-Funknetzen, was man durch geeignete Modellierung der praktischen Fragestellung und den Einsatz problemadäquater Algorithmen erreichen kann.
A model for the optimisation of the location and configuration of base stations in a UMTS network is described. The focus is primarily on modelling the configuration problem sufficiently accurate using mixed-integer variables and (essentially) linear constraints. These constraints reflect the limited downlink code capacity in each cell, the interference limitations for successful up- and downlink transmissions, the need for sufficiently strong (cell) pilot signals, and the potential gain for mobiles from being in soft(er) hand-over. It is also explained how to use the model as a basis for rating network configurations.
Signaling is crucial to the operation of modern telecommunication networks. A breakdown in the signaling infrastructure typically causes customer service failures, incurs revenue losses, and hampers the company image. Therefore, the signaling network has to be highest reliability and survivability. This in particular holds for the routers in such a network, called \textit{signaling transfer points\/} (STPs). The robustness of an STP can be improved by equally distributing the load over the internal processing units. Several constraints have to be taken into account. The load of the links connected to a processing unit changes over time introducing an imbalance of the load. In this paper, we show how integer linear programming can be applied to reduce the imbalance within an STP, while keeping the number of changes small. Two alternative models are presented. Computational experiments validate the integer programming approach in practice. The GSM network operator E-Plus saves substantial amounts of time and money by employing the proposed approach.
Frequenzplanung im Mobilfunk
(2002)