JP2003224515A - 電気通信システムの動作状態のシミュレーション方法およびその装置 - Google Patents

電気通信システムの動作状態のシミュレーション方法およびその装置

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JP2003224515A
JP2003224515A JP2002347805A JP2002347805A JP2003224515A JP 2003224515 A JP2003224515 A JP 2003224515A JP 2002347805 A JP2002347805 A JP 2002347805A JP 2002347805 A JP2002347805 A JP 2002347805A JP 2003224515 A JP2003224515 A JP 2003224515A
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ニコラ・ボワイエ
Ryck Francois De
フランソワ・ドゥ・リック
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Mitsubishi Electric Information Technology Corp
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MITSUBISHI ELECTRIC INF TECHNOL CENTER EUROP BV
Mitsubishi Electric Information Technology Corp
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】従来のモンテカルロ法に代わる電気通信システ
ムの動作状態のシミュレーション方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 通信ネットワークをともに形成する無線
基地局(ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３)およびモバイルユーザ
(ＵＥ１１、ＵＥ２１、ＵＥ３１)を含む電気通信システ
ムの動作状態をシミュレートする方法であって、本質的
に、上記システムの複数のスナップショットを作成する
ことにあり、各スナップショットは上記通信ネットワー
クの所定の構成を示し、少なくとも１つの相関パラメー
タ(Ｖ１１、Ｖ２１、Ｖ３１)により２枚の連続するスナ
ップショットが互いにリンクされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信ネットワーク
をともに形成する少なくとも２つの無線基地局および２
人のモバイルユーザを含む電気通信システムの動作状態
をシミュレートする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】そのような方法は現在、最適な通信サー
ビスを最低限のコストで提供することが可能なシステム
を定義するために、実際に電気通信システムを物理的に
実施する前に、当該システムに含まれる無線基地局の配
置と、上記ネットワークを管理することを目的とする意
思決定ネットワークインフラストラクチャの設計とを最
適化するために用いられている。
【０００３】マッピング法として知られ、ＧＳＭ型の電
気通信システム(２Ｇ(第２世代)システムとしても知ら
れる)を最適化するために現在用いられているいくつか
のシミュレーション方法は、各々が単一の基地局に関連
するセルを形成する複数の地理的なカバーエリアを示す
マップを作成する。このマップは、モバイルユーザがあ
るセル内に位置し、かつ関連する基地局が飽和していな
い場合、上記モバイルユーザには十分な通信サービスが
提供されるという原則に従ってシステムの有効範囲を評
価することを可能にする。
【０００４】ＵＭＴＳ型の電気通信システム(３Ｇ(第３
世代)システムとしても知られる)におけるサービス品質
の評価は、上述の方法では正確に得ることができない。
これは主に、２Ｇシステムで行われるような、同一の地
理的領域に位置する２人の異なるモバイルユーザに２つ
の異なる通信周波数を割り当てて当該ユーザ間の干渉を
最小限に抑えるようにする周波数計画を３Ｇシステムが
行わないためである。３Ｇシステムでは、そのような周
波数計画が行われないため、モバイルユーザ間での通信
干渉が起こる可能性があり、また起こることになり、進
行中の各通信の品質に悪影響を及ぼす。この悪影響の程
度は、各ユーザの特定の状況によりユーザ毎に異なり、
上述の方法では予測できない。
【０００５】別の既知の方法(通常、モンテカルロ法と
呼ばれる)は主に、各々が所定のランダムに生成された
システム状況を示す複数のスナップショットを作成する
ことにある。各スナップショットは次に、対応する状況
におけるシステムのモバイルユーザ全員の位置と、当該
ユーザが通信している基地局と、各モバイルユーザが自
身の進行中の通信に印加する電力レベルとを示し、これ
は上記ユーザがその周辺に位置する他のユーザに対して
発生する干渉量を、ひいてはランダムに発生された各状
況における他のユーザにより発生された干渉が各々のユ
ーザに悪影響を及ぼす程度を理論的に推定することを可
能とする。
【０００６】したがってモンテカルロ法は、ランダムに
生成した各状況について、十分な通信サービスが提供さ
れるモバイルユーザの人数を確立することを可能とし、
シミュレートされるシステムが提供する全体的な通信品
質の統計的評価を可能とする。
【０００７】しかしながら、モンテカルロ法の有効性は
以下の問題によって損なわれている。
【０００８】この方法はシミュレートするシステムの統
計的分析を行うため、かかる分析を信頼性のあるものと
するために多数のスナップショットを必要とする。よっ
て、ランダムに生成されるがゆえに互いに矛盾すること
が多い状況を分析するには、莫大な計算機資源(computi
ng resources)が必要となる。よって一組のそのような
状況は、全体を形成するものとして分析されるため、シ
ミュレートするシステムの動作状態における現実的な進
展を表さない。この問題は、シミュレートするユーザ数
とシステムの規模が重要なので、たとえば何万人ものユ
ーザと何百もの基地局とを含むシミュレーションにおい
て一層要注意となる。
【０００９】さらにモンテカルロ法は、数あるパラメー
タの中でも、上記ユーザにより発生される干渉と、ラン
ダムに生成された各状況において当該干渉が進行中の通
信に及ぼす悪影響とを考慮することにより、シミュレー
トする３Ｇシステムが提供する平均的な通信品質の全体
的な評価を可能にするが、個々のユーザに提供され知覚
されるサービス品質を評価するために個々の通信をモニ
タすることはできない。このサービス品質は、システム
シミュレーションの主な目的の１つが、顧客の満足を得
るべくユーザの要求に一致するシステムを定義する助け
となることであるので、最終的な評価基準である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気通信シ
ステムの動作状態をシミュレートする方法を提供するこ
とによって上記の問題を解決することを目的とする。本
方法は、モンテカルロ法よりも必要とされる計算機能力
(computing power)が少なく、システムの個々のユーザ
に提供されるサービス品質を評価することを可能にす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明の第１の態様によれば、本質的に、上記システムの複
数のスナップショットを作成することにあるシミュレー
ション方法において、上記スナップショットの各々は通
信ネットワークの所定の構成を示し、少なくとも１つの
相関パラメータが２枚の連続するスナップショットを互
いにリンクさせる。
【００１２】２枚の連続するスナップショットを互いに
リンクさせるということは、生成される状況の数を、互
いに一貫した、よって現実的なものに削減することを可
能にし、このことが、本発明によるシミュレーション方
法を実行するために必要とされる計算機能力の量を、た
とえばモンテカルロ法に対して低減することを可能にす
る。本発明のこの利点は、たとえば何百もの基地局と何
万ものモバイルユーザを含む大規模なシステムをシミュ
レートする場合に重要である。
【００１３】本発明の第２の態様によれば、上記相関パ
ラメータは、経時的に予め定義された変化を行う。
【００１４】相関パラメータに関するそのような選択
は、システムの動作状態の履歴表示を得ること、よって
個々の通信の経時的な進展を初めから終わりまで追跡す
ることを可能にし、このことが、個々のユーザに提供さ
れるサービス品質を評価することを可能にする。
【００１５】本発明の特定の実施の形態では、少なくと
も１人のモバイルユーザの位置と、当該ユーザに関連付
けられた速度ベクトルとを相関パラメータとして用い
る。
【００１６】本発明の有利な実施の形態では、少なくと
も１人のモバイルユーザが送信する信号の電力量を相関
パラメータとして用いる。
【００１７】本発明のこの有利な実施の形態の変形で
は、モバイルユーザと基地局との間で確立された少なく
とも１つの進行中の通信のデータ転送速度を相関パラメ
ータとして用いる。
【００１８】本発明のこれらの有利な実施の形態は、ユ
ーザにより発生される、進行中の各通信に悪影響を及ぼ
す恐れのある干渉を一貫して現実的にモデル化すること
を可能にする。これらの実施の形態は、各ユーザの周辺
における通信の出現または消滅をシミュレートすること
も可能にする。これは、本発明により与えられる履歴表
示に関してのみ意味をなす概念であり、上記ユーザの進
行中の通信の品質に影響を与え得るものである。
【００１９】本発明は、上述のような方法を実行するこ
とを目的とするシミュレーション装置にも関する。
【００２０】上記した本発明の特徴ならびに他の特徴
は、添付の図面に関連して与えられる以下の記載を読む
ことでより明確になるであろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による方法を用い
た、電気通信システムの動作状態をシミュレートするこ
とを目的とするシミュレーション装置ＳＤを図式的に示
す。この装置ＳＤは、電気通信システムを配置しようと
する地形に関する地理的データ(たとえば建物、山など
といった障害物のモデル)を格納することを目的とする
第１のデータベースＧＤを備える。このシミュレーショ
ン装置ＳＤはさらに、システムに含まれるネットワーク
を形成する無線基地局に関するデータ(各基地局の地理
的位置、ある瞬間に各基地局が処理できる通信の最大
数、または各基地局が自局の進行中の通信に印加できる
最大送信電力など)等を格納することを目的とする第２
のデータベースＢＳＤを備える。シミュレーション装置
ＳＤはまた、ファイルの集合を格納することを目的とす
る第３のデータベースＵＥＤも含み、上記ファイルは、
各々がシミュレーション中に出現するモバイルユーザに
関連付けられており、各ユーザと基地局の間の進行中の
通信に帰属される連続する座標、速度、送信電力または
データ転送速度を時系列に並べて含む。したがって、第
１および第２のデータベースＧＤおよびＢＳＤは、シス
テムに含まれる無線ネットワークの配置と、当該ネット
ワークが動作する地理的制約とを表す構造的性質のデー
タを含み、一方で第３のデータベースＵＥＤは、システ
ムの動作中に起こるイベントを表す動的データを含む。
【００２２】本発明のこの実施の形態において、第１、
第２および第３のデータベースＧＤ、ＢＳＤおよびＵＥ
Ｄには、シミュレーション装置ＳＤのユーザがローディ
ングインターフェースＬＤＩＮＴによりロードすること
が意図される。
【００２３】シミュレーション装置ＳＤは、上記第１、
第２および第３のデータベースＧＤ、ＢＳＤおよびＵＥ
Ｄが各々のデータ信号Ｄｇ、ＤｂｓおよびＤｕｅにより
提供するデータを処理することを目的とする演算器ＣＵ
を含み、この処理は、クロック発生器ＸＴＡＬが提供す
るクロック信号Ｃｌｋによってクロックされる。クロッ
ク信号Ｃｌｋの各アクティブエッジ(たとえば立ち上が
り)で開始する分析ステップにおいて、演算器ＣＵは、
第１、第２および第３のデータベースＧＤ、ＢＳＤおよ
びＵＥＤから一組のデータを取り出し、特にどのモバイ
ルユーザがどの基地局と通信しているか、各ユーザが自
身の進行中の通信に印加する電力量、および／または各
ユーザにより発生される干渉量ならびにこれが他のユー
ザの通信に及ぼす悪影響を判定することによって当該デ
ータの合成を行うことにより、システムのスナップショ
ットを作成する。第３のデータベースＵＥＤは、数ある
相関パラメータの中でも、対応する瞬間においてシステ
ムがサポートする様々な通信に関する指定データ転送速
度の瞬時値を提供するように構成することができ、この
場合、演算器ＣＵは、対応する指定データ転送速度が尊
重されることを確実にするために各モバイルユーザの進
行中の通信に印加しなければならない電力量と、この電
力量に関連する干渉レベルとを判定する。別の考え得る
実施の形態において、第３のデータベースＵＥＤは、進
行中の各通信に印加される電力の値を提供し、演算器Ｃ
Ｕは、進行中の当該通信により発生される干渉量のみを
各分析ステップ中に判定すればよい。
【００２４】各分析ステップの最後に、演算器ＣＵは、
上述の合成の結果を表す一組の出力データ信号Ｄｏｕｔ
を格納目的でレジスタＲＥＧに送付する。このレジスタ
ＲＥＧは、シミュレーションの結果をシミュレーション
装置ＳＤのユーザに伝えることを目的とするディスプレ
イインターフェースＤＩＳＰにリンクされる。レジスタ
ＲＥＧが行う格納動作は、クロック信号Ｃｌｋから得た
クロック信号(たとえば本実施の形態と同様に上記クロ
ック信号Ｃｌｋと位相が反対の信号)によって順序付け
ることができ、これは、上記データが安全に格納される
ために十分なセットアップ時間を提供する。ディスプレ
イインターフェースＤＩＳＰには、出力データＤｓを解
釈する手段を設けることができ、この手段は、当該ディ
スプレイインターフェースＤＩＳＰが、各モバイルユー
ザに帰属される通信品質を表すパラメータ(電力対干渉
比など)の値を上記出力データＤｓから抽出し、かかる
値を、電気通信システムを表すマップ上にたとえば様々
な色または輝度で表示することを可能にすることができ
る。
【００２５】したがって本発明は、シミュレートするシ
ステムの動作状態の履歴表示をシミュレーション装置Ｓ
Ｄのユーザに提供すること、よって個々の通信の経時的
な進展を初めから終わりまで追跡することを可能にし、
このことが、個々のユーザに提供されるサービス品質を
評価することを可能にする。
【００２６】図２は、本発明によって作成した、非常に
単純な電気通信システムの２枚の連続するスナップショ
ットを同一図ＳＮＰＳ１２中に示す。このシステムは、
第１、第２および第３のカバーエリア(セルとも呼ばれ
る)Ｃ１、Ｃ２およびＣ３がそれぞれ帰属する第１、第
２および第３の無線基地局ＢＳ１、ＢＳ２およびＢＳ３
を含む。上記の特徴を記述するデータは構造的性質のも
のであり、上述した第１および第２のデータベースに格
納される。基地局が自局の進行中の通信に印加できる最
大電力量は経時的に変化する場合があり、よってそのカ
バーエリアの周囲に変化を生じさせることに留意された
い。しかしながら、かかるデータは、動的性質のもので
はあるが、上述の第２のデータベースに格納されること
が好ましい。
【００２７】第１のスナップショットでは、第１、第２
および第３のモバイルユーザ(ＵＥ１１、ＵＥ２１およ
びＵＥ３１で参照)が、それぞれの座標(ｘ１１，ｙ１
１)、(ｘ２１，ｙ２１)および(ｘ３１，ｙ３１)で特定
される第１の位置で示される。これらの座標は第１の相
関パラメータの組を形成し、第２の相関パラメータの組
は、それぞれのモバイルユーザＵＥ１１、ＵＥ２１およ
びＵＥ３１に帰属される速度ベクトルＶ１１、Ｖ２１お
よびＶ３１により形成される。これらの相関パラメータ
の値は、上述した第３のデータベースから取り出すこと
ができる。
【００２８】図面を簡略化するために、この例では、２
次元のみを考慮し、モバイルユーザの移動はすべて同一
平面上にある。この図面では示すことができない各モバ
イルユーザが自身の進行中の通信に印加する電力または
当該通信に特定のデータ転送速度などの第３の相関パラ
メータも用いることができ、この趣旨で、上述した第３
のデータベースに格納される。
【００２９】第２のスナップショットでは、第１、第２
および第３のモバイルユーザ(この場合にはＵＥ１２、
ＵＥ２２およびＵＥ３２で参照)が、それぞれの座標(ｘ
１２，ｙ１２)、(ｘ２２，ｙ２２)および(ｘ３２，ｙ３
２)で特定される第２の位置で示される。これらの座標
は、上述した第３のデータベースから供給されていても
よいが、前述の座標(ｘ１１，ｙ１１)、(ｘ２１，ｙ２
１)および(ｘ３１，ｙ３１)と組み合わせた前述の速度
ベクトルＶ１１、Ｖ２１およびＶ３１を基に演算器によ
って計算されていてもよい。新たな速度ベクトルＶ１
２、Ｖ２２およびＶ３２が、この第２のスナップショッ
トにおいて、それぞれのモバイルユーザＵＥ１２、ＵＥ
２２およびＵＥ３２に帰属される。
【００３０】第１および第２のスナップショットがリン
クを共有するということにより、進行中の通信の品質が
どれだけ第１、第２および第３のモバイルユーザの移動
に影響されるかがわかるようになる。第２のスナップシ
ョットでは、３人のユーザ全員が互いに比較的近づき、
一方で各自の基地局から離れているようである。基地局
から離れることにより、各ユーザはかなりの電力量を自
身の進行中の通信に印加することになり、多大な干渉を
生じる。この干渉に他のユーザはその近さから非常に敏
感になる。本発明により与えられる履歴表示は、これに
対応する通信品質の低下を観察することを可能にする。
本発明はまた、突然の中断現象をシミュレートすること
を可能にすることにも留意されたい。この概念は、たと
えばこの例での、第２のスナップショット上の座標(ｘ
４２，ｙ４２)における、よって他のモバイルユーザの
周辺における、各ユーザが知覚する通信品質の低下の原
因となる第４のモバイルユーザＵＥ４２の出現のよう
に、上記の履歴表示によってのみ意味をなすものであ
る。
【００３１】第２のスナップショットの速度ベクトルＶ
１２、Ｖ２２およびＶ３２によれば、第３のモバイルユ
ーザＵＥ３２は、この第２のスナップショットと次のス
ナップショット(この図面には図示せず)との間に第３の
セルＣ３から第２のセルＣ２へ移動し、ハンドオーバー
が起こる。ハンドオーバーとは、セルラー電気通信シス
テムでは非常に頻繁に起こる現象であり、このシミュレ
ーションは、シミュレーション方法が前のセルおよび次
のセルなどの概念を表現可能な場合にのみ行うことがで
きる。これは、値が経時的に変化する相関パラメータに
より２枚の連続するスナップショットがリンクされ、こ
のことが、シミュレーションの過程における時系列を定
義することを可能にする本発明のこの実施の形態により
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による方法を用いたシミュレーション
装置を示す機能図である。
【図２】 本発明によるシミュレーション方法によって
得た２枚の連続するスナップショットを同一図中に示す
概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランソワ・ドゥ・リック フランス国、35700 レンヌ、アヴニュ ー・デ・ビュット・ド・コエスム 80 Ｆターム(参考） 5K067 AA23 BB04 EE02 EE10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信ネットワークをともに形成する少な
    くとも２つの無線基地局および２人のモバイルユーザを
    含む電気通信システムの動作状態をシミュレートする方
    法であって、前記システムの複数のスナップショットを
    作成することにあり、各スナップショットは前記通信ネ
    ットワークの所定の構成を示し、少なくとも１つの相関
    パラメータにより２枚の連続するスナップショットが互
    いにリンクされる電気通信システムの動作状態のシミュ
    レーション方法。
  2. 【請求項２】 前記相関パラメータは、経時的に予め定
    義された変化をする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 少なくとも１人のモバイルユーザの位置
    と、該ユーザに関連付けられた速度ベクトルとを相関パ
    ラメータとして用いる請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 少なくとも１人のモバイルユーザが送信
    する信号の電力量を相関パラメータとして用いる請求項
    ２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 モバイルユーザと基地局との間で確立さ
    れた少なくとも１つの進行中の通信のデータ転送速度を
    相関パラメータとして用いる請求項２に記載の方法。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項に記載
    の方法を実行するための電気通信システムの動作状態の
    シミュレーション装置。
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EP1317158A1 (en) 2003-06-04
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