JP2001320320A - 無線システムにおける受信信号レベルデータの収集処理方法と装置 - Google Patents

無線システムにおける受信信号レベルデータの収集処理方法と装置

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JP2001320320A JP2001073386A JP2001073386A JP2001320320A JP 2001320320 A JP2001320320 A JP 2001320320A JP 2001073386 A JP2001073386 A JP 2001073386A JP 2001073386 A JP2001073386 A JP 2001073386A JP 2001320320 A JP2001320320 A JP 2001320320A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正常動作の混乱なく移動電話システムの挙動
についてのデータを回集分析してサービス評価の品質を
高める。 【解決手段】 無線システムの正常動作を混乱または改
変することなしに１以上の基地局１３と移動ユニットが
通信するであろう隣接した場所からの信号強度レベルの
データを不完全なセットを回集し、回集されたデータの
要素を各データ要素が回集された場所に対応する地理的
場所と間連つけ、回集データの各要素の信号強度を決定
し、回集データ中のデジタル識別コードを識別し、無線
システムに適用されたグリッドにより定義されるビンの
セットにデータを正規化し、データ要素の空間的分離に
対する信号強度変動の対応に基づいて回集データベース
の分散関係を決定し、無線システム内の場所の完全なセ
ットから失去したデータ要素の場所を認識し、回集デー
タ、対応地理的場所および分散関係から失去データ要素
の予想信号強度値を内挿する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は無線システムにおける
受信信号レベルデータの収集処理方法と装置に関するも
のであり、より詳しくは正常動作の混乱なく移動電話シ
ステムの挙動についてのデータを回集して分析するため
の測定技術に基づいた高信頼性挙動予測技術の改良に関
するものである。
【０００２】
【従来技術】無線通信システムのサービスエリアは接続
されたサービス区（セルとして知られている）に区分さ
れており、そこでは無線電話（移動電話）のユーザーが
無線リンクを介してセルにサービスしている基地局と通
信する。セルはさらにセグメントに区分できる。基地局
は陸上ラインネットワークに結合されている。
【０００３】現在使用できる移動通信システムは複数の
セルを含んでおり、各セルはその通信エリア内の移動ユ
ニットと信号を送受信する。ＡＭＰＳまたはＦＤＭＡシ
ステムにおいては、各基地局が移動ユニットと通信でき
る周波数帯域内で複数のチャンネル（各３０ＫＨｚ幅）
を割り当てられている。
【０００４】基地局のレンジ内の移動ユニットはそれら
のチャンネルを使って基地局と通信する。基地局によっ
て使用されるチャンネルは互いに分離されており（典型
的にはチャンネル間で１、７または２１スキップす
る）、基地局によって使われるいずれのチャンネル上の
信号も他のチャンネル上の信号と干渉しないようにされ
ている。このためにはオペレーターは基地局に一群のチ
ャンネルを割り当て、各チャンネルはつぎのものとは広
く分離されている。
【０００５】基地局からの信号が充分に強いエリア内に
移動ユニットがありかつその基地局とのみ通信している
限りでは、通信には干渉が起こらない。この発明はＧＳ
ＭおよびｉＤＥＮシステムとも動作するもので、これら
は同周波数分割多重アクセス法には依存していない。
【０００６】ＩＳ−５４およびＩＳ−１３６、ＧＳＭお
よびｉＤＥＮを含む時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）と
呼ばれる一般的なタイプの移動電話システムにあって
は、各周波数チャンネルは各周波数内においてさらなる
チャンネルに時分割される。ある数の異なる間隔または
時間スロット中各基地局は爆発的に送受信する。周波数
帯域中のこれらの時間間隔は効果的に個々のチャンネル
を構築する。
【０００７】周波数中においてチャンネル分割を識別し
かつ重複セル間の共通周波数のチャンネルを識別するに
はデジタルコードが用いられる。例えばＩＳ−１３６は
セルにおけるチャンネルに独特なデジタル検証色彩符号
を利用し、ＧＳＭは基地局識別コードを用いる。
【０００８】広い地理的なエリアに亙って走行しながら
移動ユニットが電話通信を送受できるべく、各セルは、
そのカバーエリアが他の多くのセルのカバーエリアに近
接重複するように、通常物理的に配置されている。移動
ユニットがある基地局のカバーエリアから他の基地局の
カバーエリアに移動するときには、移動ユニットとの通
信は該ある基地局から隣接セルからのカバーが重複する
エリア中の該他の基地局に譲渡（ハンドオフ）される。
【０００９】この重複カバーの故に、各セルに割り当て
られるチャンネルは注意深く選ばれ、隣接するセルが同
じチャンネル上で送受信しないようにされている。この
分離を行うには、まず一群の広分離非干渉チャンネルを
中央セルに譲渡して、ついで他の一群の広分離非干渉チ
ャンネルを中央セルを囲んでいるセルに譲渡する。これ
には中央セルを囲むセルに同じチャンネルを再使用しな
いパターンを用いる。
【００１０】このチャンネル譲渡のパターンは最初の群
のセルに隣接する他のセルにも同様に行われる。隣接ま
たは重複セルはしばしば同じ周波数上で交信し、両方と
も移動ユニットの無心ユニットにより受信される。しか
し各チャンネルを識別するデジタルコードの故に、移動
ユニットの方では適切な信号を処理し、他の受信は無視
するのである。
【００１１】同じおよび／または隣接周波数において動
作する移動電話システムチャンネル間の干渉が全システ
ムの各セルに亙って正確に予測できるプロセスを与える
のが望ましく、これは使用中挙動に対応しかつチャンネ
ルを再割当てするための動的な情報に基づいている。な
お該再割当ては、容量を最大にしかつシステム中の全干
渉を最少にする使用中干渉挙動、に基づいている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術の現状
に鑑みてこの発明の目的は、正常動作の混乱なく移動電
話システムの挙動についてのデータを回集分析してサー
ビス評価の品質を高める、ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１の発明においては、無線システムの正常動作
を混乱または改変することなしに１以上の基地局と移動
ユニットが通信するであろう隣接した場所からの信号強
度レベルのデータを不完全なセットを回集し、回集され
たデータの要素を各データ要素が回集された場所に対応
する地理的場所と間連つけ、回集データの各要素の信号
強度を決定し、回集データ中のデジタル識別コードを識
別し、無線システムに適用されたグリッドにより定義さ
れるビンのセットにデータを正規化し、データ要素の空
間的分離に対する信号強度変動の対応に基づいて回集デ
ータベースの分散関係を決定し、無線システム内の場所
の完全なセットから失去したデータ要素の場所を認識
し、回集データ、対応地理的場所および分散関係から失
去データ要素の予想信号強度値を内挿することを要旨と
する。
【００１４】さらに第２の発明においては、隣接する場
所からの信号強度レベルの不完全なセットを干渉する無
線受信装置と、無線受信装置に接続された地理的場所装
置と、干渉データの各要素の信号強度を決定する信号強
度測定装置と、干渉データ中のデジタル識別コードを識
別するデジタル解号装置と、データを無線システムに適
用されたグリッドによって定義されるビンのセットに正
規化するプロセッサーとを含んでなり：隣接場所におい
ては、無線システムの正常動作の混乱や改変なしに１以
上の基地局と移動ユニットが通信する可能性があり：地
理的場所装置が干渉データの要素を各データが干渉され
た場所に対応する地理的場所に間連つけ：プロセッサー
がデータ要素の空間的分離に対する信号強度変動の対応
に基づいて干渉データの分散関係を決定するとともに、
無線システム内の場所の完全なセットから失去データ要
素の場所を認識し、さらに干渉データ、対応地理的場所
および分散関係から失去データ要素の予想信号強度値を
内挿することを要旨とする。
【００１５】測定システムは典型的には車輌に装備され
る。サービスエリア内の所定の経路を車輌が走行するに
つれてデータが収集される。また測定システムは建物内
のデータを収集するのにも使用される。しかしこれには
位置情報を提供するための異なるメカニズムを必要とす
る。該システムは典型的には走査受信器、ＧＰＳおよび
ラップトップ・コンピューターを含んでなるものであ
る。走査受信器は所定のチャンネルリストについて信号
レベル測定値を作成し、ＧＰＳは位置情報（経度／緯
度）を提供する。ラップトップ・コンピューターは測定
中信号レベルと位置情報とを記録する。
【００１６】特定の周波数に同調されている受信器は同
じ周波数上の信号間を識別できないので、ＡＭＰＳ／Ｆ
ＤＭＡシステム中の１以上のアンテナから信号が発生し
ているか否かを決定する能力を欠いている。全てのセル
サイトが活動しているときには信号の重複の故に、与え
られたアンテナ場所からの信号レベルをテスト車輌は正
確に決定できない。受信信号レベルは１以上の基地局か
らの信号の組合せであることがある。
【００１７】走行によりＡＭＰＳシステムをテストする
ときのこの問題を回避すべく、各セクター上の個々のア
ンテナは他の全てのセクターとは異なる単一特定の周波
数上での定常通信状態に調節（ｋｅｙ・ｕｐ）されてい
る。これは一般にキーアップまたはビーコン信号と呼ば
れている。特定の周波数に同調することにより、テスト
車輌中の受信器は受信信号に対応する基地局を正確に決
定でき、かつその信号セクターからの信号レベルを決定
できる。
【００１８】キーアップテストに際しては、各セクター
の独特なテストチャンネルが構築され、これが測定エリ
アに伝播する。セクター上に独特のテストチャンネルを
構築することにより、与えられたチャンネルについての
測定地が源セクターに積極的に間連つけられ得る。この
独特なテストチャンネルを構築するにはシステムに変更
を加える必要がある。テストチャンネルは「キーアッ
プ」と呼ばれる定常信号を送信するようなモードに置か
れている。
【００１９】加えて同じチャンネル（時には隣接チャン
ネル）は測定エリアに伝播する他の全てのセクターにつ
いてはオフ（禁止）とされている。このようにチャンネ
ルを調節、禁止するには多くのチャンネルがこの測定収
集を行うサービスから除かれなければならない。したが
って測定収集はシステム中で動作している車輌が全んど
無い期間、典型的には午後１０時〜午前５時に限定され
る。
【００２０】測定エリアに伝播するキーアップチャンネ
ルの数が利用可能なキーアップチャンネルの数より大き
い場合には、一連の重複走行が行われる。この場合、キ
ーアップチャンネルがセクターのサブセットに譲渡され
て、エリアにおいて測定が行われる。ついでエリアはセ
クターの異なるサブセットを譲渡されたチャンネルで再
走行される。測定エリアに伝播した各セクターについて
測定値が得られるまでこのプロセスが繰り返される。
【００２１】測定データを収集する目的は各場所におい
て完全な測定値セットを得ることにある。ここで完全と
は、各セクターについて測定が完遂したかまたは走査受
信器によって探知できる信号レベルをセクターが下回る
と決定されたことを、意味する。
【００２２】ＴＤＭＡシステムＩＳ−５４およびＩＳ−
１３６、ＧＳＭおよびｉＤＥＮにおいては、信号が含ん
でいるデジタル情報成分は共通の周波数上の特定の信号
の送信アンテナの識別する。セルサイトと場所を区別す
るのに基地局をキーアップする必要はない。無線システ
ムの通常動作中に走行テストを実行できる。走行テスト
中の車両の受信装置は、各セクターに譲渡されたデジタ
ル検証色彩符号（走行テスト）に基づいて、送信セクタ
ーを決定できる。
【００２３】データ収集のための無線信号はＴＤＭＡシ
ステムのために設計されたテスト装置を用いて取得でき
る。該装置としては例えばＡｇｉｌｅｎｔ・Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｉｅｓ社のＥ７４７ＡＴＤＭＡ走行テストシス
テムやＤｙｎａｍｉｃ・Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎｓ社のＳｅｅＧｕｌｌ受信器などがある。走査受
信器は制御位置決め装置やデータ収集測定要素などと組
み合わせなければならない。
【００２４】走査受信器は測定およびデジタルチャンネ
ル上を送信された「色彩符号」を解号することができ
る。この色彩符号はチャンネルにより送信された情報中
に組み込まれたデジタルサインである。受信器により探
知されたチャンネルと色彩符号の組合せをセクター上に
存在すると知られた組合せに関連付けることにより、測
定された信号レベルが特定のセクターに関連付けられ
る。このことからして、チャンネルと色彩符号の各組合
せは独特な識別子であって、システムに全んど改変を加
えずに可能とされるものと仮定できる。
【００２５】チャンネル上の色彩符号を解号する能力は
低信号レベルと干渉により影響を受ける。これらの要因
により色彩符号を解号する可能性は低減する。したがっ
て場所によっては測定システムは色彩符号を解号できな
いこともある。影響されたセクターについての測定のギ
ャップの故に結果として得られたデータは不完全とな
る。システムによっては、セクターに使われている各チ
ャンネル上で迅速解号を行うことにより、色彩符号を取
得する可能性を増加させることができる。特に解号が干
渉により影響される場合には、干渉を受信しないチャン
ネル上で解号を得ることが可能である。これには３通り
のケースがある。
【００２６】第１に干渉信号送信が一時的に消えた場合
には、干渉減少のチャンスとモニターされたチャンネル
上で解号できるチャンスがある。
【００２７】第２にはモニターされたセクターで使われ
るチャンネルの組合せが干渉セクターで使われたチャン
ネルと異なり、モニターされたセクターと干渉セクター
とに共通でない少なくとも１個のチャンネル、つまり干
渉を受けないチャンネルを与える。
【００２８】第３に、交信をしてないすなわちチャンネ
ルが不活性である場合には、モニターされたセクターの
少なくとも１個のチャンネル上で非干渉のチャンスを得
ることが可能である。これらの手法は測定データ中のギ
ャップを、除去はできないまでも、顕著に低減すること
はできる。
【００２９】ＴＤＭＡを用いてさえも、走行テスト中に
得られた情報は不完全および／または不正確なことがあ
る。例えば特定サイトの全てのセクターとチャンネルと
が譲渡された場合、受信装置は低ＲＦパワーを測定でき
るだろうが、テスト装置は与えられた場所における信号
を識別することができない。瞬間的なシステムの異常に
よっても走行テスト中の受信中の降下スポットまたは穴
が作り出され、測定システムを用いた移動電話システム
上の信号レベルの収集と干渉する。
【００３０】橋および／またはトンネルなどのような物
理的な状態は受信異常および／または干渉の増加を引き
起こし、データの正規化に影響する。またエラーレート
と呼ばれる信号測定の信頼性要因は収集データへの種々
の分解重みの譲渡を引き起こす。
【００３１】この発明においてはデータ収集付重の実施
と収集走行データの評価における地理統計的な分析手法
を開示したものである。最初は鉱業や石油発掘の分野で
見出された地理統計的な手法をこの発明においては空間
測定の解釈に適用したのである。それらの手法が走行テ
ストデータの評価に適用できることを認識して、この発
明の方法においては、地理統計的な分析を移動電話シス
テム走行テストの地理空間的な領域に適用している。
【００３２】この方法により測定ができない場所につい
て情報の内挿を行うことができるのである。そこではデ
ータの方向的な相関性を考慮して偏倚しない見積もりを
与えるのである。特にクリジングの使用により、地理空
間的な関係におけるデータの変動性を大いに利用してい
る。
【００３３】地理的な調査への地理統計的な手法の適用
については、例えばアメリカ特許第５７２９４５１号に
記載が認められ、そこに開示されたデータ融合ワークス
テーション方法と装置にあっては、アルゴリズムを用い
て水理地質学的モデル化、静状態水理地質学的流れモデ
ル化、運送不確実性決定、流れ／運送融合、オイル貯留
管理、給水および地質光学プロジェクトなどへの適用に
使われている。
【００３４】この発明に開示した地理統計的手法の利用
によれば内挿される測定データ中にギャップがあっても
よく、各場所において測定値の完全なセットが得られる
のである。加えて測定がなされなかったエリアに値を内
挿することも可能である。例えば、移動電話ネットワー
ク中の全ての街路について測定値を得ることは一般に実
行不可能である。つまり測定されない街路にも値を内挿
でき街路間の場所についても内挿できる。
【００３５】実際の測定値に加えて、より正確な内挿を
おこなうのに利用できる情報も得られる。内挿アルゴリ
ズムは見積りを支援する二次的な情報としてモデル化さ
れた伝播値を利用できる。また測定値を特定のセクター
に間連つけられない場合には（色彩符号を解号できない
が故に）、測定値情報を用いて場所に存在するであろう
信号レベルの上限を決定することができる。
【００３６】例えば制御チャンネル（およびキーアップ
チャンネル）は連続信号を送信する。それらのチャンネ
ル上に測定値が得られた場合には、そのようなモードで
そのチャンネルを用いたセクターにより受信された信号
レベルは測定値より低くなる。この上限情報はより正確
な見積りを与えることになる。
【００３７】
【実施例】図１〜３に示すのは移動電話システムの一例
の部分街路地図であって、複数のセルサイトと基地局１
３とが示されている。セルサイトは指向性アンテナを用
いることにより、さらに例えば３個以上のセグメントに
分割することができる。セグメント数は１個でもよくい
かなる個数でもよい。図示したものの他にも重複するセ
ルを含んでいてもよく、これにより移動電話システムの
カバー範囲が有効なものとなる。
【００３８】図２に示すのは図１の移動電話システムと
重複する走行テスト経路１５の一例である。図３に示す
のはセルサイトＲＦ１〜ＲＦ６システムの走行テストプ
ランである。経路１５は注意深く決定されたものであっ
て、移動電話システムの効果的なカバー範囲を与えるも
のである。この経路を得るには、移動電話システムの基
地局アンテナの分布を算定して、かつ移動電話システム
領域の地理的な特徴を分析する。その詳細は出願人によ
る共願に詳記するところである。
【００３９】共願に記載されているように、適宜なセル
信号受信測定装置を具えた車両は走行テストプラン地図
に応じて移動電話システム内を走行して、実際の信号受
信データを収集する。図４、５に示すように、移動電話
システム中に確率的に有意性のある個数の測定地点１７
がとられて、各基地局１３と各移動ユニット場所との間
の相関信号強度が決定される。信号の経路損失はｄＢで
測定される。
【００４０】受信信号強度が減少するにつれ、その経路
損失または信号損失は大きくなり、これがより大なる正
のｄＢ数として記録される。例えば図８において、場所
１９において測定された経路損失は＋９４〜＋１１ｄＢ
（アンテナにおける当初の信号強度から少なくとも９４
ｄＢの信号経路損失低下）である。場所２１におけるア
ンテナＲＦ１からの経路損失は＋１５４〜＋１７４ｄＢ
（アンテナにおける当初の信号強度から少なくとも１５
４ｄＢの信号経路損失低下）である。正の数が大きけれ
ば大きいほど、測定場所における信号強度が低くなるの
である。エリア２３は１１４〜１３４で、エリア２５は
１３４〜１５４である。
【００４１】走行テストは移動電話システムの全てのエ
リアをカバーすることはできない。全走行カバーは実際
的でなく不可能である。走行テストにおける時間とコス
トの故に実行不可能であり、また天然または人工の障害
物の故に移動電話システムのある部分アクセスできない
ので実行不可能である。走行テストプランの一部が多数
回走行されたとしても、実際の測定条件が本来的に不完
全なので、走行テストにより得られたデータはテストさ
れたエリア内においてさえも不完全である。
【００４２】多くの場合走行テストプランのある部分が
１回より多く走行されても、走行テストプランの一部の
反復は同じ移動ユニット場所について異なる結果を積み
重ねることになるだろう。これらの差異は付重されかつ
計算されなければならないものである。
【００４３】サイト場所とチャンネル干渉とを含んだ移
動電話システムプラン決定は現在この不完全なデータセ
ットに基づいているので、走行テスト結果の処理には信
頼の置ける強力な方法を使う必要がある。この発明の方
法は走行テストに適用されて、必要なパラメータを見積
もるために入手できるデータからの最良の決定を可能と
するものである。ＲＦ信号およびチャンネル配置は複雑
であるので、大きなデータセットを用いても移動電話シ
ステム品質挙動を決定する実際の分布性を解決するには
充分ではない。
【００４４】走行テスト中に収集されたデータの分析を
行って、強力で正確なやり方でギャップを満たすことが
重要である。データを完全に使用可能なデータセットに
入れ込むアルゴリズムはデータセットの特定の要素の誤
差見積もりをも説明できるものでなくてはならない。
【００４５】地理統計学的な分析技術は地理的唖連続性
を知るひとつの道であり、これが多くの天然現象の本質
的な特徴であり、従来の回帰方法を採用することにより
この連続性を利用できる。地理統計学においてはこの発
明に示すように、移動電話システムサービスを与えるパ
ラメータに修正された高度に発展されたアルゴリズムの
適用により他のデータ処理技術に比べて顕著に向上され
た結果を与えるものである。
【００４６】移動電話システム走行テストの分析への地
理統計学の適用は多重面プロセスである。このプロセス
は収集データ、ビニング、併合（ｍｅｒｇｉｎｇ）およ
びクリジングの解釈につぎのような要素を含むものであ
る。
【００４７】まずデータは走行テストにより干渉され
る。図４に示すデータ収集方法においては、測定データ
は特定の場所において測定された所定周波数上のＲＦ原
パワーである。この収集によりパワー読取り場所に対応
するＲＦパワー読取り値が多く得られる。信号強度が弱
いか干渉を有している場合でもＲＦパワーは探知される
ので、図４に示すように、ＲＦパワーの測定によりデー
タの全んど連続なセットが得られる。
【００４８】与えられた周波数上のＲＦパワーを測定す
るときには、受信器は常に走査受信器で探知可能な信号
強度しきい値に下げて信号の読みを受信するだろうか
ら、走行テストは全んどの場所において結果を得るであ
ろう。したがって走行テスト中に収集されたデータセッ
ト中には全んど実際の測定ギャップはないだろう。
【００４９】図５に示すこの発明のノーキーアップ（ｎ
ｏ−ｋｅｙ−ｕｐ）方法を用いて、収集装置は信号強度
を決定するのみならず、デジタルチャンネルおよび／ま
たは送信アンテナを識別する信号に関連付けられたデジ
タルコードを解号しなければならない。デジタル信号を
正確に解号することは低ＲＦを受信するより難しく、か
つ依り強いおよび／またはより明確な信号受信を必要と
する。
【００５０】信号強度、干渉その他の要因でデジタルコ
ードを解号できないと図５に示すようにデータ収集に大
きなギャップができることになる。収集データにギャッ
プがあると、ギャップを満たすのにデータの統計的な解
釈の必要が大きくなる。
【００５１】図６に示すように測定エリアはグリッドに
より所定の地理的なエリアに分割されている。図５に示
すように収集されたデータは物理的に近接したデータ場
所のビンに群分けされる。単一のグリッド方形またはビ
ン内の全てのデータ地点は平均されて，各グリッドにつ
いて単一の値が決定される。このデータの平均化はある
エリアにおける多数の測定および他のエリアにおける測
定濃度の希薄さに因ってくる歪みを減少させる。
【００５２】走行テストを行うときにはサンプル収集は
一定の速度で行われる、しかしサンプル収集車両の走行
速度は変動し、かつ車両が低速で走行するエリアではよ
り多くのサンプルが得られることになる。あるエリアで
は走行が遅いのでサンプリング密度が大きくなり他のエ
リアでは走行が速いとか受信が悪いとかでサンプリング
密度が小さくなる。
【００５３】ビンによってデータを収集平均化した後
で、データを分析して正確な見積りで失去データ地点に
満たす。クリジングなどの地理統計的な技術を正確に適
用すべく、データ地点の分離に基づいたデータ分散を決
定すべくデータを算定しなければならず、分離のサイズ
に基づいた分散の相関を決定しなければならない。この
分析をデータセットについてのバリオグラムの展開と呼
ぶことにする。
【００５４】この発明により走行テストデータサンプリ
ングを使用して信頼性のある結果を得ることができる。
クリジングモデルはバリオグラム計算およびモデル化に
おける傾向（経路損失減衰）を明らかにできる。ＲＦ伝
播は不非統計的な（傾向）性となり、これがここでの分
析モデルに入れられる。
【００５５】この発明の一般的なデータ分析作業はバリ
オグラム分析；傾向、短期、全方向、異方性（データに
おける方向的相関）；バリオグラムモデル化；クリジン
グ内挿；後分析；ヒストグラムおよびクロスプロットな
どを含むものである。適切なバリオグラムの発展は空間
的な連続性モデルを必要とする。
【００５６】空間的連続性分析の目的は距離と方向に対
する経路損失測定値の変異性の定量化にある。データが
異方性として知られる方向的な相関性を呈したときに地
理的な場所が考察される。
【００５７】空間的な情報を定量化する際には、ある場
所において測定されたデータ値を他の場所で測定された
同じ属性の値と比較する。例えば近接した２個の経路損
失測定値は離れた２個の経路損失の測定値より同じ値を
持ち易い。分離距離に関して相関性を決定することによ
り、測定されない場所の見積りを測定された場所におけ
る値に基づいて行うことができる。
【００５８】検討された各方位角および時差（分離）に
ついて、全ての測定値は空間的に相関されてバリオグラ
ムとして知られている統計値で表わされ、つぎの式を用
いて計算される。
【００５９】
【式１】
【００６０】ここでＺ(xi)はｘｉにおけるサンプル場所
であり、Ｚ(xi+h)はｘｉ＋記録距離ｈでありｎはデータ
対の数である。
【００６１】ここでバリオグラムγ(h)は相違度または
距離の関数として増加する分散の尺度を示す用語であ
る。バリオグラムはある記録について見出された数の２
倍により割り算されたその記録内の全てのデータ対の二
乗差の合計である。増加する記録距離ｈの関数としてγ
(h)を計算してプロットすると図７に示す実験的なバリ
オグラムが得られる。
【００６２】距離が増加するとγ(h)はシル（ｓｉｌ
ｌ）として知られている一定値（図７中の水平点線）に
達する。バリオグラムについては、シルは測定データの
分散（σ2）である。シルにバリオグラムが達する距離
はレンジまたは相関長と呼ばれる。データ中の方向的な
傾向を比較するときには、シルおよびレンジは有益なも
のである。図７に示すのは仮説的な異方性性バリオグラ
ムであって、８００ｍの短距離相関および２２００ｍの
長距離相関を示している。
【００６３】空間的連続性の分析は、それがクリジング
と条件的なシミュレーション結果に強い影響を及ぼして
不確実であるので、地理統計的研究において重要なステ
ップのひとつである。クリンジングと条件的なシミュレ
ーションの適用には全ての想定距離および方位角につい
てのバリオグラムの知識を必要とする。これには実験的
なバリオグラムのモデルが必要であり、これにより角度
／距離クラスに対応する特定の距離間ベクトルに沿って
のみでなく全ての場所における分散を知ることができる
のである。
【００６４】ＲＦ１バリオグラムの種々の概念を理解す
べく、近いレンジ、異方性および遠いレンジ多方向を含
む異なる実験的なバリオグラムを計算する。ＲＦについ
ての遠近レンジバリオグラムによれば、ＲＦデータは距
離の関数として低減する固有の傾向を有している。固有
の傾向を有したデータは非静的と言われ、シルにおいて
は平坦にはならなくて（分散＝１．０）、距離につれて
分散が増加し続ける。経路損失（信号）が自由空間にお
いてほぼ２０ｌｏｇ10［Ｒ］の減衰するので（Ｒはアン
テナからの距離である）、非静的が予期されるのであ
る。正しいバリオグラムモデル化には、傾向を除いてデ
ータの地理統計的な分析中における内挿値の偏倚を回避
する必要がある。
【００６５】空間モデルおよびサーチ楕円設計（ｓｅａ
ｒｃｈ・ｅｌｌｉｐｓｅ・ｄｅｓｉｇｎ）の「良品質」
を得るには交差確認（ｃｒｏｓｓ−ｖａｌｉｄａｔｉｏ
ｎ）手法が用いられる。その過程にあっては、再見積り
値を測定値と比較するが、分散分析の回帰において予測
および測定値間の１計算余りである。収集データについ
てのバリオグラムが画定した後は、データにさらにクリ
ジング内挿を施して、失去データ場所についての値を決
定する。計算によりデータを輪郭付けるには内挿法が用
いられる。コンピューターマッピングには種々のアルゴ
リズムが用いられるが、いずれもなんらかの基準を満た
す必要がある。逆付重距離は一般に用いられるマッピン
グアルゴリズムであってその方法は容易に理解される。
【００６６】内挿プロセスで用いられる重みは対象場所
から各制御地点（測定値）がいかに離れているかに基づ
いている。対象場所に最も近い制御地点は重みがより高
くなる。しかし、データが強い異方性を呈する場合に
は、最近の制御地点が最大の重みを受けることにはなら
ず、より遠い制御地点が内挿値により大なる影響を及ぼ
すことが必要である。
【００６７】クリジングは地理統計的な内挿技術であ
る。それは独特な線形付重法であって、逆付重距離に似
たものであるが、クリジングは空間的相関のバリオグラ
ムモデルに基づいている。
【００６８】図８に示すのは全てのビンにおいて図５に
示すように収集されたデータについてのクリジング結果
である。図９に示すのは図３のＲＦ１の近傍における街
路の詳細である。
【００６９】地理統計的分析技術適用の改良には極座標
を用いて、傾向とバリオグラム展開を調査する。つまり
もっと複雑なデータセットを用いて地勢、水などの物理
的な要因を調査する。共クリジングを実施して、最少測
定誤差を定量化する助けとし、非測定場所の近似を改良
して漂流による影響を最少にし、最適のビンサイズを決
定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動電話システムの一例を示す地図である。
【図２】走行テストプランの一例を示す地図である。
【図３】６個のセルサイトを含んだエリアの算定を示す
地図である。
【図４】図３のテストで得られた低ＲＦ信号強度データ
を示すグラフである。
【図５】図３のテストで得られたデジタルコード信号の
解号例を示すグラフである。
【図６】テストエリアでのビングリッドの適用を示す図
である。
【図７】シルへの距離につれて低減する相関を示すバリ
オグラムである。
【図８】この発明の地理統計的手法により失去データ地
点を満たすプロセスを示す図である。
【図９】地理統計的内挿後の走行テストのデータを示す
図である。
【符号の説明】
１３ 基地局 １５ 走行テスト経路 １７ 測定地点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スタン グトフスキー アメリカ合衆国 ヴァージニア 22201 アーリントン エヌ． ヴァーノン スト リート 1202

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線システムの正常動作を混乱または改
    変することなしに１以上の基地局と移動ユニットが通信
    するであろう隣接した場所からの信号強度レベルデータ
    の不完全なセットを回集し、回集されたデータの要素を
    各データ要素が回集された場所に対応する地理的場所と
    間連つけ、回集データの各要素の信号強度を決定し、回
    集データ中のデジタル識別コードを識別し、無線システ
    ムに適用されたグリッドにより定義されるビンのセット
    にデータを正規化し、データ要素の空間的分離に対する
    信号強度変動の対応に基づいて回集データベースの分散
    関係を決定し、無線システム内の場所の完全なセットか
    ら失去したデータ要素の場所を認識し、回集データ、対
    応地理的場所および分散関係から失去データ要素の予想
    信号強度値を内挿することを特徴とする無線システムに
    おける受信信号レベルデータの収集処理方法。
  2. 【請求項２】 回集データ中のデジタル識別コードを識
    別するに際して、迅速色彩符号デコーダを用いて、悪条
    件下における情報取得可能性を増大することを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 内挿に際して二次的な情報を用いて、内
    挿見積りの精度を増大することを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 さらに無線電波に固有の回集データの空
    間的傾向を認識し、回集データの分散関係を決定する前
    に傾向を補償することを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 固有の空間的傾向が無線源からの距離の
    増加に対応する経路損失減衰であることを特徴とする請
    求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 分散関係が干渉データに対応するバリオ
    グラムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 バリオグラムが無線信号の固有ＲＦ伝播
    傾向について正規化されることを特徴とする請求項６に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 内挿の実行にクリジングが利用されるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 さらに干渉データと予想失去データのグ
    ラフ表示を作成することを特徴とする請求項１に記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 グラフ表示が無線システムの地図上に
    おける信号強度値の突起であることを特徴とする請求項
    ９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 デジタル識別コードがＴＤＭＡデジタ
    ル送信チャンネル識別に用いられるデジタル検証色彩符
    号であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 隣接する場所からの信号強度レベルの
    不完全なセットを干渉する無線受信装置と、無線受信装
    置に接続された地理的場所装置と、干渉データの各要素
    の信号強度を決定する信号強度測定装置と、干渉データ
    中のデジタル識別コードを識別するデジタル解号装置
    と、データを無線システムに適用されたグリッドによっ
    て定義されるビンのセットに正規化するプロセッサーと
    を含んでなり：隣接場所においては、無線システムの正
    常動作の混乱や改変なしに１以上の基地局と移動ユニッ
    トが通信する可能性があり：地理的場所装置が干渉デー
    タの要素を各データが干渉された場所に対応する地理的
    場所に間連つけ：プロセッサーがデータ要素の空間的分
    離に対する信号強度変動の対応に基づいて干渉データの
    分散関係を決定するとともに、無線システム内の場所の
    完全なセットから失去データ要素の場所を認識し、さら
    に干渉データ、対応地理的場所および分散関係から失去
    データ要素の予想信号強度値を内挿することを特徴とす
    る無線システムにおける受信信号レベルデータの収集処
    理装置。
  13. 【請求項１３】 デジタル解号装置が迅速色彩符号デコ
    ーダを有していて、悪条件下での情報取得可能性を増大
    していることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 予想値内挿に際して、二次的情報を用
    いて内挿見積りの精度を増大することを特徴とする請求
    項１２に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 プロセッサーが無線伝播に固有の干渉
    データ中の空間的傾向を認識して、干渉データの分散関
    係を決定する前に傾向を補償することを特徴とする請求
    項１２に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 固有空間的傾向が無線源からの距離の
    増大に対応する経路損失減衰であることを特徴とする請
    求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 分散関係が干渉データに対応するバリ
    オグラムであることを特徴とする請求項１２に記載の装
    置。
  18. 【請求項１８】 バリオグラムが無線信号の固有ＲＦ伝
    播傾向について正規化されることを特徴とする請求項１
    ７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 内挿の実行にクリジングが用いられる
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 さらに干渉データと予想失去データの
    グラフ表示を作成する出力手段が設けられていることを
    特徴とする請求項１２に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 グラフ表示が無線システムの地図上の
    信号強度値の突起を含んでいることを特徴とする請求項
    ２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 デジタル識別コードがＴＤＭＡデジタ
    ル送信チャンネルの識別に用いられるデジタル検証色彩
    符号であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
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