Netzoptimierung

So verbessern Nokia und Vodafone das Mobilfunknetz

Das Mobilfunknetz aus Kundensicht zu verbessern, klingt vernünftig. Einfach ist das aber nicht. Nokia testet mit Vodafone einen praktikablen Ansatz.

LTE-Netz Vodafone Antenne

© Vodafone

Vodafone-Sendeanlage

Coverage, coverage, coverage" hat der ehemalige Vodafone-Technikchef Hartmut Kremling Anfang 2013 sein Ziel im connect-Interview beschrieben. Die LTE-Netzabdeckung sollte überall dort ausgebaut werden, wo zu jener Zeit zumindest Sprachtelefonie vorhanden war. Wer sich die mit der connect-App real gemessene Netzabdeckungskarte von Vodafone drei Jahre später anschaut, der sieht, dass der Ausbau insgesamt sehr gut vorangekommen ist.

Doch mit jedem Fortschritt steigen die Ansprüche der Kundschaft. War es vor nicht allzu langer Zeit ein Erfolg, überhaupt Videos auf das Smartphone streamen zu können, entwickelt sich HD-Qualität auch angesichts immer höher auflösender Displays nun langsam zum Standard.

Auch die Telefonie wird immer besser: Waren Gespräche mit dem Handy früher kaum verständlich und der Kunde froh, wenn er überhaupt eine Verbindung hatte, sind wir heute auf dem besten Weg zu einer Verbindungsqualität, die HiFi-Maßstäben gerecht wird. Bei der Sprachqualität ist also längst nicht mehr nur die Netzabdeckung für die Kundenzufriedenheit verantwortlich, weshalb der Netzwerkausrüster Nokia ein ganz neues Konzept entwickelt hat.

Zellbasierte Netzoptimierung

Bisher war es üblich, auf eine rein funkzellenbasierte Optimierung zu setzen und dabei zu ignorieren, dass die Qualität einer Verbindung auch vom übertragenden Kernnetz und der Gegenstelle abhängt. Auch dass Menschen unterwegs öfter von einer in die nächste Mobilfunkzelle wechseln, ist für eine gute Verbindung kritisch.

Verbesserung aus Kundensicht

Hier setzt Nokia mit seiner Optimierungsstrategie an, die die Netzwerker unter dem Namen "Voice Experience Optimization" (VEO) im Großraum Würzburg im Netz von Vodafone erprobt haben, wo rund eine viertel Million Kunden mit 4000 Mobilfunkzellen versorgt werden. Innerhalb von einer Woche wurden im Schnitt eine Million Gespräche pro Tag erfasst und statistisch analysiert, um daraus Optimierungsmöglichkeiten abzuleiten. Dafür erhoben Vodafone und Nokia zu keiner Zeit kundenspezifische Informationen. Stattdessen errechneten sie etwa die Sprachqualität einer sogenannten Ende-zu-Ende-Verbindung nach anerkannt statistischen Methoden aus der Bitfehlerrate.

Insgesamt gab es neben schlechter Sprachqualität und Gesprächsabbrüchen fünf weitere aus Kundensicht wichtige Qualitäts-Indikatoren: der erfolglose Gesprächsaufbau, der nicht erreichte Gesprächspartner (paging failure), der empfundene Abbruch, das stumme Gespräch und Echo oder Rauschen. Die einzelnen Aspekte wurden auf der klassischen Signalisierungsebene und auf der Nutzdatenebene gemeinsam erfasst, um sie einer Analyse mit dem Nokia-eigenen Tool "Traffica" zugänglich zu machen.

Sprachoptimierungstest in Würzburg

© Hersteller / Nokia

Das Einzugsgebiet für den kundenbezogenen Sprachoptimierungstest war der Großraum Würzburg mit circa 250.000 Vodafone-Kunden.

Ein wegen schlechter Sprachqualität oder sekundenlang stummer Leitung abgebrochenes Gespräch kann nach traditioneller Bewertung als erfolgreich durchgehen, solange an der betrachteten Funkzelle alles in Ordnung ist. Aus Kundensicht ist solch ein empfundener Abbruch dagegen alles andere als befriedigend. Durch die gemeinsame Analyse des Nutzerverhaltens ("bricht Gespräch ab") und des Netzverhaltens ("hohe Bitfehlerrate") tritt solch ein Fehler zutage.

Auch die Tatsache, dass es für Kunden ärgerlicher ist, wenn ein Fehler zwei Mal hintereinander auftritt, als wenn dies mit größerem Abstand geschieht, wurde bei der Planung der Optimierung berücksichtigt. Ziel war es, neue Zusammenhänge zwischen gemessener und erlebter Qualität herauszuarbeiten. Neben der Frage, ob etwa verbesserte MOS-Werte tatsächlich zu einem besseren Kundenerlebnis führen, stand eine Verbesserung des sogenannten Net Promoter Scores (NPS) im Fokus des Projektes. Der NPS ist eine Kennzahl, die der Bestimmung des Erfolgs eines Unternehmens dient. Zur Bestimmung fragt man auf einer Skala die Wahrscheinlichkeit ab, dass Kunden ein Unternehmen empfehlen. Der NPS wurde am Ende des Projektes ermittelt, um eine Basis für zukünftige Optimierung zu haben.

Für das VEO-Projekt waren in der neunwöchigen Laufzeit Experten der Bereiche Radio-Netz, Core-Netz und Ende-zu-Ende-Sprachqualität verantwortlich. Die vom Nokia-Team erarbeiteten Verbesserungsmöglichkeiten setzten sie nach Prüfung und in enger Abstimmung mit Vodafone um. Insgesamt kam es zu 25 einzelnen Optimierungsmaßnahmen.

Mobilfunk Zeitachse

© Hersteller / Nokia

Nach einer Optimierung der Funkversorgung steht mehr Bandbreite für die Telefonie zur Verfügung, die zur Verbesserung der Sprachqualität genutzt wird.

Als klassisch darf dabei die Kapazitätserweiterung und Optimierung der Funkversorgung gelten. Diese senkte den Anteil der nur über einen Half-Rate-Codec übertragenen Gespräche deutlich, was zu einer um 10 Prozent höheren Menge an Gesprächen mit guter Sprachqualität führte.

Auch die automatische Nachbarschaftsgenerierung (ANR) bot Möglichkeiten zur Optimierung. Sie lässt 3G- und 4G-Mobilfunkzellen normalerweise ohne Mithilfe von technischem Personal untereinander aushandeln, wie Nutzer von einer zur nächsten Mobilfunkzelle übergeben werden. Dabei übernimmt natürlich die aus funktechnischer Sicht nächste Zelle die Verbindung, doch wenn eine Zelle hoher Last ausgesetzt ist, können Nachbarzellen einspringen. Eine Optimierung der ANR half hier, die Gesprächsabbruchraten im Mittel um 15 Prozent zu reduzieren.

Resultate

Vorweggenommen werden sollte, dass im Verlauf des Projektes die Zahl der Telefonierer im betrachteten Gebiet um gut 5 Prozent gestiegen ist, die Anzahl der Telefonate sogar um rund 9 Prozent. Das allein könnte schon als Folge der verbesserten Telefonie-Performance gewertet werden. Doch auch die Ergebnisse in den einzelnen Qualitätsparametern sprechen für sich: So sieht man bei der Verteilungsfunktion für den MOS-Wert als Maß der Sprachqualität, dass das Maximum von vorher sehr guten auf nun exzellente Werte gestiegen ist.

Sprachqualität MOS

© Screenshot WEKA / connect

Die indirekte Messung der Sprachqualität als Mean Opinion Score (MOS) zeigt, dass aus vielen Gesprächen in guter Qualität (hohe rote Balken) solche in exzellenter Qualität (hohe blaue Balken) werden.

Am Ende des VEO-Projekts gab es 7 Prozent weniger Anrufe, die ins Leere liefen, 15 Prozent weniger Fehler beim Rufaufbau, 13 Prozent weniger Anrufe mit schlechter Sprachqualität, 13 Prozent weniger Gesprächsabbrüche, 12 Prozent weniger empfundene Abbrüche und 20 Prozent weniger stumme Gespräche.

Das sind beachtliche Verbesserungen - zumal sie sich auf die insgesamt sehr gute Telefoniequalität beziehen, die Vodafone auch im connect-Netzwetter zeigt. Trotz dieser guten Ausgangslage waren an einer am Ende des Projektes durchgeführten Umfrage über die Hälfte der Teilnehmer von den Ergebnissen des VEO-Projektes überzeugt: 57 Prozent nahmen eine Verbesserung wahr, 25 Prozent sogar eine deutliche. Ob die Technik flächendeckend eingesetzt wird, ist nun in der Diskussion.

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