JP2006509452A - 移動電話ネットワークおよび関連する移動電話ネットワークにおいて高感度受信機フロントエンドの位置付けを最適化するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数のセル２を含むＣＤＭＡタイプの移動電話ネットワーク１において高感度受信機フロントエンド５の位置付けを最適化するための方法に関する。方法は、次のステップを含む。すなわち、第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌおよび第２のセルインジケータＶ_２を定義するステップ、第１の閾値Ｌおよび第２の閾値Ｌ_２を定義するステップ、前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌを第１の閾値Ｌと比較し、前記第２のセルインジケータＶ_２を第２の閾値Ｌ_２と比較するステップ、第１のカテゴリに、前記第１の閾値Ｌより大きい前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、または前記第２の閾値Ｌ_２より大きい前記第２のセルインジケータＶ_２を有する複数の第１のセル２_ａを関連付けるステップ、および実質的にすべての前記複数の第１のセル２_ａ内に複数の高感度受信機フロントエンド５を位置付けるステップである。方法は、第２のカテゴリに、前記第１の閾値より小さい前記第１のセルインジケータＶ_２を有する複数の第２のセル２_ｂを関連付けるステップをさらに含む。

Description

本発明は、一般に移動電話の分野に関し、より詳細には、ＣＤＭＡタイプ（「符号分割多重アクセス」）の、したがってＷ−ＣＤＭＡタイプ、またはＣＤＭＡ２０００タイプ、またはＵＭＴＳタイプのアクセスを有する移動電話ネットワークに関する。より詳細には、本発明は、移動電話ネットワークにおける高感度受信機フロントエンドの位置付けを最適化するための方法に関し、関連する移動電話ネットワークに関する。

移動電話ネットワークでは、地理的区域が複数のセルに細分される。各セル内のネットワークトラフィックは移動端末装置へ／から無線信号（音声および／またはデータ）を送信および／または受信するために基地トランシーバ局によって扱われる。そのような基地トランシーバ局はトランシーバアンテナの下流に挿入された受信機フロントエンドを備えていることが可能であり、受信機フロントエンドの主な機能は、通信に役立つ周波数範囲内にある無線信号を選択し、増幅して、他のすべての干渉を生じさせる可能性がある信号を減衰させることである。

一般的に、移動端末装置から基地トランシーバ局への通信（アップリンクチャネル）は、かなり低い電力を有する信号によって特徴付けられる。したがって、そのような無線信号は雑音の存在下で劣化を被る。

米国特許第６２６３２１５号で開示するとおり、信号対雑音比を大幅に向上させ、これにより、移動端末装置によって送信される無線信号を受信する際の基地トランシーバ局の感度を向上させるため、局は極低温受信機フロントエンドを備えることが可能である。

Ｍ．Ｉ．Ｓａｌｋｏｌａ、「ＣＤＭＡ Ｃａｐａｃｉｔｙ−Ｃａｎ Ｙｏｕ Ｓｕｐｅｒｓｉｚｅ Ｔｈａｔ？」、２００２ ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｒｅｃｏｒｄ．ＷＣＮＣ ２００２（Ｃａｔ．Ｎｏ．０２ＴＨ８６０９）、ｖｏｌ．２，７６８〜７３頁において説明されているとおり、基地トランシーバ局への極低温受信機フロントエンドの適用は、移動電話ネットワークの容量を増大させることを可能にするため、移動電話ネットワークのパフォーマンスに直接の影響を与える。

さらに、Ｄ．Ｊｅｄａｍｚｉｋ、Ｒ．Ｍｅｎｏｌａｓｃｉｎｏ、Ｍ．Ｐｉｚａｒｒｏｓｏ、Ｂ．Ｓａｌａｓ、「Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ＨＴＳ ｓｕｂ−ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎｓ」、１９９９ ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ」、ｖｏｌ．９ ｎｏ．２ ｐｔ．３、４０２２〜５頁において説明されるとおり、ＧＳＭタイプのネットワークのケースで、超電導物質で作られたフロントエンドを備えた基地トランシーバ局の特性を事業者が有利であると考える可能性がある、２つのシナリオが存在する。その２つのシナリオは、サービスエリア制約シナリオ（サービスエリアが制約要因である低いトラフィックのケース）、容量制約シナリオ（提供されたトラフィックが制約要因である高いトラフィックの環境）に相当する。サービスエリア制約シナリオは、超電導物質で作られたフロントエンドを備えた基地トランシーバ局のより高い感度が、個々のセルのサービスエリアの拡大を得ることを可能にする農村環境に対応する。容量制約シナリオは、超電導物質で作られたフロントエンドを備えた基地トランシーバ局が、局が提供する搬送波間におけるより良好な分離の結果、より密な周波数再利用を可能にする都市環境に対応する。

以上の２つのシナリオのそれぞれに関して、２つのネットワーク設計が、作り出され、比較される形で分析される。第１のネットワーク設計は、標準の基地トランシーバ局から完全に構成され、第２のネットワーク設計は、超電導物質で作られたフロントエンドを備えた基地トランシーバ局から完全に構成される。

諸結果が、ＧＳＭ−１８００タイプのネットワークに関して提示される。詳細には、それらの結果は、ネットワーク事業者が、異なる利点を利用すること、つまり、例えば、農村部において基地トランシーバ局の数を２４％削減する、または都市部において容量を増大させることを、同時に搬送波を３０％削減しながら行うことを選択する可能性があることを示す。

しかし、前述した論文は、「都市」および「農村」という用語に関して明確に定義された意味を与えることができていない。
さらに、本出願人は、論文にリストアップされた利点が、特に都市部に関して、標準の基地トランシーバ局と比べた、超電導物質で作られたフロントエンドを備えた基地トランシーバ局の向上したスペクトル選択性に結び付いていることを認めている。向上したスペクトル選択性は、ＧＳＭネットワークのケースにおいて特に重要である。

本発明の以下の部分、および特許請求の範囲では、２ｄＢ未満、より好ましくは、１ｄＢ未満、さらにより好ましくは、０．７ｄＢ未満の合計雑音指数を有するフロントエンドを高感度受信機フロントエンドと定義する。好ましくは、高感度受信機フロントエンドは、トランシーバアンテナから短距離に取り付けられる。好ましくは、高感度受信機フロントエンドは、カスケード構成で互いに接続された少なくとも１つのフィルタと増幅器とを含む。好ましくは、フィルタおよび増幅器は、極低温で動作する。フィルタは、好ましくは、超電導物質を含む。

ただし、本出願人は、事業者が、移動電話ネットワークが細分されているセルの数より少ない数の高感度受信機フロントエンドを有する場合、事業者は、ネットワークパフォーマンスを最大化するような形で前記受信機フロントエンドを位置付けるための基準を選択することができなければならないことを認めている。

有利には、本出願人は、ネットワーク自体のパフォーマンスを最大化するような形で、ネットワークが細分されているセルの数より少ない数の高感度受信機フロントエンドを位置付けるための基準によれば、ネットワークの各セルには、好ましくは、地図／形態情報から構築されたトラフィック予想に基づき、第１のカテゴリまたは第２のカテゴリが割り当てられて、第１のカテゴリのセルの数が、高感度受信機フロントエンドの数にほぼ等しいようにすることを見出している。また、本出願人は、事業者が利用できる高感度受信機フロントエンドを、第１のカテゴリに属する実質的にすべてのセル内に位置付けることにより、ネットワークによって収集されるトラフィックを最大化することができることも認めている
より具体的には、複数のセル２を含むＣＤＭＡタイプの移動電話ネットワーク１内で高感度受信機フロントエンドの位置付けを最適化するための方法は、第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌおよび第２のセルインジケータＶ_２を定義するステップと、第１の閾値Ｌおよび第２の閾値Ｌ_２を定義するステップと、前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌを第１の閾値Ｌと比較し、前記第２のセルインジケータＶ_２を第２の閾値Ｌ_２と比較するステップと、第１のカテゴリに、前記第１の閾値Ｌより大きい前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、または前記第２の閾値Ｌ_２より大きい前記第２のセルインジケータＶ_２をそれぞれが有する複数の第１のセル２ａを関連付けるステップと、実質的にすべての前記複数の第１のセル２ａ内に複数の高感度受信機フロントエンド５を位置付けるステップとを含む。

本発明による方法は、第２のカテゴリに、前記第１の閾値Ｌより小さい前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、および前記第２の閾値Ｌ_２より小さい前記第２のセルインジケータＶ_２をそれぞれが有する複数の第２のセル２ｂを関連付けるステップと、実質的にすべての前記複数の第２のセル２ｂ内に複数の低感度受信機フロントエンドを位置付けるステップとをさらに含むことが可能である。

有利には、各セル２に関して第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌおよび第２のセルインジケータＶ_２を定義するステップは、前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌに、各セル２に関するトラフィック予想を示す地図／形態特性を関連付けるステップと、前記第２のセルインジケータＶ_２に、各セル２に関するトラフィック予想、および各セル２が存在する地理的区域の広がりを示す地図／形態特性を関連付けるステップとを含む。

さらに、第１の閾値Ｌおよび第２の閾値Ｌ_２を定義するステップは、前記複数の第１のセル２ａが、前記複数の高感度受信機フロントエンド５と実質的に数が等しく、前記複数の第２のセル２ｂが、前記複数のセル２と前記複数の第１のセル２ａの差と実質的に等しくなるような形で、前記第１の閾値Ｌおよび前記第２の閾値Ｌ_２としてのペアの値を選択するステップを含む。

有利には、前記ペアの値は、条件を満たす第１の値と第２の値を含み、その条件により、前記第１の値と前記第２の値の比が、１／１５±０．００５に概ね等しいようになる。
本発明の別の態様は、複数のセル２を含むＣＤＭＡ移動電話ネットワーク１に関する。複数のセル２は、複数の高感度受信機フロントエンド５の少なくとも９０％に関連する、第１の閾値Ｌより大きい第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、または第２の閾値より大きい第２のセルインジケータＶ_２をそれぞれが有する複数の第１のセル２ａを含む。

さらに、本発明による移動電話ネットワーク１は、複数の低感度受信機フロントエンドに関連する、前記第１の閾値Ｌより小さい前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、および前記第２の閾値Ｌ_２より小さい前記第２のセルインジケータＶ_２をそれぞれが有する複数の第２のセル２ｂを含む。

有利には、第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌは、各セル２に関するトラフィック予想を示す地図／形態特性に関連付けられ、他方、第２のセルインジケータＶ_２は、各セル２に関するトラフィック予想、および各セル２が存在する地理的区域の広がりを示す地図／形態特性に関連付けられる。

さらに、各高感度受信機フロントエンド５は、トランシーバアンテナ４と基地トランシーバ局３の間に挿入される。
好ましい実施形態では、高感度受信機フロントエンド５は、極低温受信機フロントエンドである。

詳細には、極低温受信機フロントエンドは、少なくとも帯域通過タイプのフィルタ１２および低雑音増幅器１３を密閉するクライオスタット１１を含む。好ましくは、帯域通過フィルタ１２は、高い臨界温度の超電導物質に基づく技術を使用して得られる。

本発明のさらなる態様によれば、各高感度受信機フロントエンド５は、トランシーバアンテナ４と基地トランシーバ局３の間に挿入され、前記高感度受信機フロントエンド５は、低雑音増幅器２７が中間に挿入された少なくとも第１の帯域通過フィルタ２５と第２の帯域通過フィルタ２６とを含む。

極低温受信機フロントエンド５は、受信機チェーンの総合雑音指数を最小限に抑えるような形で、アンテナ引込に沿って取り付けることができる。
より好ましくは、極低温受信機フロントエンド５は、アンテナ引込に起因する損失が、極低温受信機フロントエンド５によって導入される雑音指数と比べて無視できるほど少ないような距離に取り付けられる。

好ましくは、前記クライオスタット１１は、２００Ｋより低い、より好ましくは、１００Ｋより低い極低温で動作する。
さらに、好ましくは、クライオスタット１０は、６０Ｋより高い極低温で動作する。

詳細には、移動電話ネットワーク１を形成する複数のセル２の数は、所定の値よりも大きい。
好ましくは、前記所定の値は、１００よりも大きく、より好ましくは、５００よりも大きく、さらに好ましくは、１０００よりも大きい。

本発明の特徴および利点は、添付の図面に関連して、純粋に非限定的な実施例として提供する実施形態の以下に記載する説明から、より容易に明白となろう。

図１を参照すると、本発明による移動電話ネットワークにおいて高感度受信機フロントエンドの位置付けを最適化するための方法が、ＣＤＭＡタイプのアクセスを有する、詳細には、Ｗ−ＣＤＭＡタイプ、またはＣＤＭＡ２０００タイプ、またはＵＭＴＳタイプのアクセスを有する、移動電話ネットワーク１に、または移動電話ネットワーク１の一部分に適用されている。簡明にするため、図１は、いわゆるソフトハンドオーバエリアを示していない。というのは、ソフトハンドオーバエリアは、本発明の目的に不可欠ではないからである。詳細には、ソフトハンドオーバエリアという用語は、移動端末装置が、複数のセルとの接続を同時にアクティブに保つ区域を意味する。

より詳細には、移動電話ネットワーク１は、複数のセル２（例えば、１００を超え、好ましくは、５００を超え、さらに好ましくは、１０００を超える）を含む。各セル２内に存在するネットワークトラフィックは、セルラー電話機、ＰＤＡ、コンピュータなどの移動端末装置へ／から無線信号（音声および／またはデータ）を送信および／または受信するために、基地トランシーバ局３（またはＢノード）によって扱われる。基地トランシーバ局３は、その局がサービスを提供するセル２の数に等しい数のトランシーバアンテナ４を含む。

移動電話ネットワーク１では、事業者が、ネットワークのパフォーマンスを最大化するために、複数のセル２より少ない数の高感度受信機フロントエンドを配置することができるのが有利である。

図２が示すとおり、高感度受信機フロントエンド５は、通常、トランシーバアンテナ４と基地トランシーバ局３の間に挿入される。より具体的には、受信機フロントエンドは、トランシーバアンテナ４から基地トランシーバ局３までの受信機チェーンの総合雑音指数が、２ｄＢ未満、より好ましくは、１ｄＢ未満、さらにより好ましくは、０．７ｄＢ未満である場合、高感度を有すると定義される。好ましい実施形態では、高感度受信機フロントエンド５は、極低温で動作する１つまたは複数のデバイスを含む。このケースでは、高感度受信機フロントエンド５は、極低温受信機フロントエンドとして示される。詳細には、極低温受信機フロントエンド５は、トランシーバアンテナ４に結合された第１のノード６と、基地トランシーバ局３に結合された第２のノード７とを含む。詳細には、第１のノード６において、トランシーバアンテナ４から来る信号が、２つの別個の信号、送信信号と受信信号に分割される。第２のノード７において、送信チェーンと受信チェーンの２つのチェーンの終端に存在する送信信号と受信信号の２つの信号が、再結合される。次に、結果の信号が、基地トランシーバ局３に送られる。第１のノード６と第２のノード７の間には、送信信号が通過する送信ブランチ８、および受信信号が通過する受信ブランチ９が挿入される。送信ブランチ８は、送信フィルタ１０を含み、他方、受信ブランチ９は、カスケード構成で互いに接続された帯域通過フィルタ１２とＬＮＡ（低雑音増幅器）１３を密閉するクライオスタット１１を含む。好ましくは、クライオスタット１１は、追加の帯域通過フィルタ１４を含む。代替として、帯域通過フィルタ１４は、クライオスタット１１の外部に配置することができる。好ましくは、帯域通過フィルタ１２、および追加の帯域通過フィルタ１４は、ＨＴＳ（高臨界温度超電導体）に基づく技術を使用して構築される。さらにクライオスタット１１は、６０Ｋから２００Ｋの範囲内の、より好ましくは、６０Ｋから１００Ｋの範囲内の極低温で動作する。

極低温受信機フロントエンド５は、好ましくは、アンテナ引込に起因する損失が、受信機フロントエンド自体によって導入される雑音指数と比べて無視できるほど少ないような、トランシーバアンテナ４からの距離に取り付けられる。好ましくは、前記距離は、１ｍ未満である。それほど好ましくないこととして、極低温受信機フロントエンド５は、いずれにしても、受信機チェーンの総合雑音指数を小さくするような形で、アンテナ引込に沿った最も利用しやすい場所に配置することができる。

より詳細には、極低温受信機フロントエンド、および極低温受信機フロントエンドの製造に関する工程は、米国特許出願第２００２０５３２１５号において説明されている。
有利には、極低温受信機フロントエンドは、小さい雑音指数（２ｄＢを超えない、より好ましくは、１ｄＢを超えない、さらにより好ましくは、０．７ｄＢを超えない）を有する。比較として、従来の基地トランシーバ局の雑音指数は、通常、２．５ｄＢを超える。

以上すべてにより、従来の基地トランシーバ局の感度に関して、基地トランシーバ局３の感度の１ｄＢから１０ｄＢの向上ということになる。
図３に示した、それほど好ましくない実施形態では、高感度受信機フロントエンド５（この場合の「高感度」という用語は、２ｄＢ未満の、より好ましくは、１．５ｄＢ未満の雑音指数を意味する）は、アンテナ引込（Ｔｏｗｅｒ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ（塔頂増幅器）またはＴＭＡ）に起因する損失を回避するため、トランシーバアンテナ４から短距離で取り付けられる。高感度受信機フロントエンド５は、トランシーバアンテナ４に結合された第１のノード２０と、基地トランシーバ局３に結合された第２のノード２１とを含む。第１のノード２０において、トランシーバアンテナ４から来る信号が、２つの別個の信号、送信信号と受信信号に分割される。第２のノード２１は、送信チェーンと受信チェーンの２つのチェーンの終端に存在する送信信号と受信信号を再結合する。次に、結果の信号が、基地トランシーバ局３に送られる。第１のノード２０と第２のノード２１の間には、送信ブランチ２２および受信ブランチ２３が挿入される。送信ブランチ２２は、送信フィルタ２４を含み、他方、受信ブランチ２３は、極低温で動作していない低雑音増幅器２７が中間に挿入された、従来のタイプの第１の帯域通過フィルタ２５と第２の帯域通過フィルタ２６とを含む。

次に、図４に示した流れ図を参照して本発明による方法を説明する。詳細には、図４の流れ図は、個々のセル２のレベルにおいて分類を行う分類アルゴリズムＣＬＡＳＳを表す。各セル２は、移動電話ネットワーク１によって提供される特定のタイプのサービスに関して、そのセルにサービスを提供するトランシーバアンテナ４の最良サーバエリアを構成するピクセル（通常、５０ｍ×５０ｍ程度の大きさを有する領域の要素）のセットとして定義される。詳細には、「最良サーバエリア」という用語は、トランシーバアンテナ４が、その特定のタイプのサービスのデリバリのために必要であり、他のいずれの隣接するトランシーバアンテナによって提供される電界レベルよりも高い電界レベルをその中において保証するピクセル群の位置を意味する。

分類アルゴリズムＣＬＡＳＳは、地図／形態情報に基づいて有限数の値（目安として、１から１００までの範囲の）をとることができるピクセル重み付け係数ρ_ｐを利用することに留意することが重要である。
各ピクセルに関して、
ρ_ｐ＝ＭＡＸ（ρ_ｄ，ρ_ｍ，ρ_ｓ）
であり、ただし、
ρ_ｄは、ピクセルの積層パーセンテージ（すなわち、３ｍを超える高さを有する建造物によって覆われたピクセルの表面のパーセンテージ）を考慮に入れる係数であり、目安として、１〜１００の範囲に含まれる値をとることができる。
ρ_ｍは、ピクセルの形態を考慮に入れる係数であり、目安として、以下に記載するテーブル１に示す値をとることができる。

この文脈では、環境は、建物、道路、および人工的に覆われた表面（高さが３ｍ以下の建物、駐車場、中庭、通りなど）が、考慮されている総表面の８０％を超えて占める場合、都市部と考えられることを規定することが重要である。他方、環境は、建物、道路、および人工的に覆われた表面（低い建物、駐車場など）が、総表面の５０％から８０％の間を占める場合、都市周辺部と考えられる。

さらに、ρ_ｓは、鉄道、幹線道路、および街路などの交通インフラストラクチャの存在を考慮に入れる係数であり、目安として、以下に記載するテーブル２に示す値をとることができる。

各セル２に関して、本出願人は、以下の大きさを定義している。すなわち、
Ｎ_ｐ＝個別のセル２を構成するピクセルの数（個別のセル２の面積）、
ρ_ｐｉ＝ピクセル重み付け係数ρ_ｐがとる値、
Ｎ_ｐ（ρ_ｐｉ）＝ピクセル重み付け係数ρ_ｐが値ρ_ｐｉをとるピクセルの数。

以上の大きさから開始して、本出願人は、その後、以下の数式で表される第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、および第２のセルインジケータＶ_２を定義した。

ここで、第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌは、係数ρ_ｐに関して考慮されたセル２の値の面積に対して標準化された評価を提供し、目安として、１〜１００の範囲内の値をとることが可能であり、他方、第２のセルインジケータＶ_２は、絶対的な意味で、すなわち、面積の大きさとは完全に独立に、２を超える係数ρ_ｐの値だけを考慮する。本出願人は、２以下の係数ρ_ｐの値により、提供される可能性があるトラフィックの点で関心レベルが低いピクセルが識別されることを認めている。標準化が行われない場合に、この第２のセルインジケータＶ_２がとる値の範囲は、アプリオリに定義することができない（３である最小値を除き）。

本出願人は、第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌの高い値（特に２０以上）が、都市区域を特徴付ける要素の大きい存在を有するセル２に、または提供される可能性があるトラフィック（したがって、扱われるべきトラフィック）の点で同等の形態的特性（幹線道路、街路、鉄道）を有するセル２に関連することも認めている。しかし、面積に対する標準化は、典型的に都市部の特性を有するいくつかのピクセルを含む一方で、実質的に空地に特有のものであるかなり広い面積を有するセル２に関連する第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌの値を下げる傾向がある。

このため、本出願人は、主に空地の上に広がるが、小さい町の区域、あるいは道路または鉄道の区間も含むセル２に値が割り当てられる第２のセルインジケータＶ_２を導入した。

本出願人は、これら２つのセルインジケータＶ_ｃｅｌｌとＶ_２を組み合わせて使用することにより、セル２の適切な分類が確実なものにされることも認めている。
図４の流れ図を再び参照すると、分類アルゴリズムＣＬＡＳＳが、好ましくは、第１のカテゴリおよび第２のカテゴリをセル２に割り当てる。

詳細には、第１のカテゴリは、第１の閾値Ｌより大きい第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、または第２の閾値Ｌ_２より大きい第２のセルインジケータＶ_２を有する複数の第１のセル２ａを含み、他方、第２のカテゴリは、第１の閾値Ｌより小さい第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、および第２の閾値Ｌ_２より小さい第２のセルインジケータＶ_２を有する複数の第１のセル２ｂを含む。

本出願人は、第１の閾値Ｌおよび第２の閾値Ｌ_２が、好ましくは、以下の条件を満たす任意のペアの値から選択されることが可能であることを認めている。

最適なペアの値は、複数の第１のセル２ａが、事業者が利用できる複数の高感度受信機フロントエンド５に実質的に等しくなる（ここで、「実質的に」という用語は、およそ１０％を意味する）ペアである。したがって、複数の第２のセル２ｂは、移動電話ネットワーク１を構成する複数のセル２と複数の第１のセル２ａの差に実質的に等しい（ここで、「実質的に」という用語は、およそ１０％を意味する）。

すると、本発明の方法によれば、事業者が利用できる複数の高感度受信機フロントエンド５の少なくとも９０％は、第１のカテゴリに属する複数の第１のセル２ａに関連付けられ、他方、第２のカテゴリの複数の第２のセル２ｂは、低感度受信機フロントエンドを備え、ここで、「低感度」という用語は、２．５ｄＢを超える総合雑音指数を意味する。

以降、移動電話ネットワーク１のパフォーマンスを、本発明による方法を使用して（最良サーバエリアの拡大の関数として）回収される、提供されたトラフィックの点で分析する。

この分析を実行するのに、本出願人は、イタリア国領土の一部分を範囲に含むことができる移動電話ネットワーク１を考慮した。考慮されたネットワークは、２１７１に等しい数のセル２から構成された。さらに、本出願人は、事業者が利用できる高感度受信機フロントエンド５の数が、１２０８に等しいものと仮定した。

調査された地理的区域に関して、領域の次の２つの別々の部分が識別された。すなわち、第１の部分は、都市の周りの領域の一部分を指し、第２の部分は、都市を全く含まない領域の一部分を指す。

使用される電磁パラメータ（周波数、電力、アンテナ）は、ＵＭＴＳ標準のものである。
次に、本出願人は、閾値ＬおよびＬ_２としてペアの値（１０，１５０）を選択した。このペアの値（１０，１５０）を使用して、１２０８に等しい（したがって、事業者が利用できる高感度受信機フロントエンド５の数に等しい）数の第１のセル２ａを第１のカテゴリに割り当て、９６３に等しい数の第２のセル２ｂを第２のカテゴリに割り当てる、２１７１個のセル２の分割が達せられる。

すると、本発明の方法によれば、１２０８個の第１のセル２ａが、高感度受信機フロントエンド５（この場合、「高感度」は、０．７ｄＢの雑音指数を意味する）を備えるのに対し、９６３個の第２のセル２ｂは、低感度受信機フロントエンド（この場合、「低感度」という用語は、２．７ｄＢの雑音指数を意味する）を備える。提供されるトラフィックの点で得られた諸結果を、以下に記載するテーブル３の列１に示す。

提供されるトラフィックは、アーラン単位で測定されることに留意されたい。詳細には、アーランは、提供されるトラフィックの点で同時にアクティブな潜在的接続の平均数に相当する、日平均トラフィック密度の測定単位である。

さらに、提供されるトラフィックは、以下に記載する５つの異なるレベルの電磁界に対応する５つの異なるタイプのサービスを基準とする最良サーバエリアに関して計算された。
・イヤホンを使用して４１ｄＢμＶ／ｍ音声１３ｋｂ／ｓ
・イヤホンを使用せずに／車内でイヤホンを使用して４９ｄＢμＶ／ｍ音声１３ｋｂ／ｓ
・車内で５７ｄＢμＶ／ｍデータ１４４ｋｂ／ｓ
・屋内で６１ｄＢμＶ／ｍデータ６４ｋｂ／ｓ
・屋内で６７ｄＢμＶ／ｍデータ３８４ｋｂ／ｓ
テーブル３の列２および列３は、分類アルゴリズムＣＬＡＳＳの場合に該当するように個々のセル２のレベルにおいてではなく、サイトレベル（サイトは、単一の基地トランシーバ局３によるサービスを受けるピクセル群の場所として定義される）で動作する分類アルゴリズムを移動電話ネットワーク１に適用することによって得られた諸結果を代わりに示す。詳細には、サイトは、都市部サイトおよび農村部サイトとして分類される。

前に定義されたのと同一の地理的区域を扱って、「都市部」の分類が、都市の周りの領域の部分内に位置する、１１８８に等しい数のセル２に相当する４０５箇所すべてのサイトに割り当てられ、「農村部」の分類が、都市を含まない領域の部分の、９８３に等しい数のセル２に相当する残りの４０５箇所のサイトに割り当てられた。

テーブル３の列２に示した諸結果は、４０５箇所すべての都市部サイト（すなわち、１１８８個すべてのセル２）が、高感度受信機フロントエンド４を備えているのに対し、４０５箇所の農村部サイト（すなわち、９８３個すべてのセル２）は、低感度受信機フロントエンドを備えているケースに関する。

テーブル３の列３に示した諸結果は、代わりに、４０５箇所すべての農村部サイトが、高感度受信機フロントエンド４を備えているのに対し、４０５箇所の都市部サイトは、低感度受信機フロントエンドを備えているケースに関する。

テーブル３の列を比較して確認することができるとおり、本発明による方法を使用して得られる、提供されるトラフィックに関する増加は、考慮される電界レベルに依存する。テーブル３の列１と列２を比較すると、月間アーランで表される増加は、４１ｄＢμＶ／ｍの電界レベルに対する最小の１２３Ｅｒｌから、５７ｄＢμＶ／ｍの電界レベルに対する最大の２４０Ｅｒｌまでにわたる。

他方、テーブル３の列１と列３を比較すると、本発明による方法を使用して得られる、提供されるトラフィックに関する増加は、４１ｄＢμＶ／ｍの電界レベルに対する最小の７Ｅｒｌから、６１ｄＢμＶ／ｍの電界レベルに対する最大の９５８Ｅｒｌまでにわたる。

一般に、移動電話ネットワーク１に本発明による方法を適用することにより、ネットワーク全体によって提供されるトラフィックの増加が得られ、これにより、最小の７Ｅｒｌから最大の９５８Ｅｒｌまでにわたるネットワークの容量の増加が得られる。

本出願人は、提供されるトラフィックの増加が、ペアの閾値ＬおよびＬ_２を±１０％変化させ、かつ／または複数の第１のセル２ａの少なくとも９０％に高感度受信機フロントエンド４を備えても、実質的に安定して保たれることを確認した。

さらに、提供されるトラフィックに関する増加は、およそ６０ＭＨｚの帯域幅を有する帯域通過フィルタ１２を使用して得られたことを明記することが重要である。これは、本明細書で強調される利点が、特に都市部に関する、Ｊｅｄａｍｚｉｋ他が述べる、基地トランシーバ局の向上したスペクトル選択性に結び付いていないことを意味する。向上したスペクトル選択性は、隣接するチャネルに起因する干渉を減らすことが重要である、その論文で説明されるシミュレーションのために使用されるＧＳＭネットワークのような、ＧＳＭネットワークのケースにおいて特に重要である。本発明による移動電話ネットワークのような、ＣＤＭＡタイプの、特にＵＭＴＳタイプのネットワークのケースでは、提供されるトラフィックの点での前述した利点は、隣接するチャネルに起因する干渉の低減から得られるあらゆる利点に対して独立であり、追加的である。説明するネットワーク１の実施例では、いずれの隣接するチャネルも、帯域通過フィルタ１２によって除去されない。

また、本出願人は、考慮される移動電話ネットワーク１の部分が、１１８８に等しい数のセル２から成る追加の分析も行った。詳細には、調査される地理的区域は、都市の周りの領域の一部分に相当する。また、本出願人は、考慮されるセル２の総数の１０％、または５０％、または８０％に等しい、すなわち、１１９、５９４、および９５０にそれぞれ等しい数の高感度受信機フロントエンド４が、事業者に利用可能であるものと仮定した。次に、考慮される構成のそれぞれに関して、本出願人は、以下に記載するテーブル４に示すとおり、ペアの閾値ＬおよびＬ_２を特定した。

詳細には、ペアの値（４１．８；６２７）を使用して、１１９に等しい（したがって、この第１の構成において事業者が利用できる高感度受信機フロントエンド５の数に等しい）数の第１のセル２ａを第１のカテゴリに割り当てる、１１８８個のセル２の分割が達せられ、ペアの値（２１．２；３１８）を使用して、５９４に等しい（したがって、この第２の構成において事業者が利用できる高感度受信機フロントエンド４の数に等しい）数の第１のセル２ａを第１のカテゴリに割り当てる、１１８８個のセル２の分割が達せられ、ペアの値（１０．８；１６２）を使用して、９５０に等しい（したがって、この第３の構成において事業者が利用できる高感度受信機フロントエンド５の数に等しい）数の第１のセル２ａを第１のカテゴリに割り当てる、１１８８個のセル２の分割が達せられる。

すると、本発明の方法によれば、第１の構成では、識別された１１９個の第１のセル２ａが、利用可能な高感度受信機フロントエンド５を備える一方で、残りの１０６９個の第２のセル２ｂは、低感度受信機フロントエンドを備え、第２の構成では、識別された５９４個の第１のセル２ａが、利用可能な高感度受信機フロントエンド４を備える一方で、５９４個の第２のセル２ｂは、低感度受信機フロントエンドを備え、第３の構成では、識別された９５０個の第１のセル２ａが、利用可能な高感度受信機フロントエンド４を備える一方で、２３８個の第２のセル２ｂは、低感度受信機フロントエンドを備える。

高感度受信機フロントエンド５に関する雑音指数値、および低感度受信機フロントエンドに関する雑音指数値は、前に分析したケースに関して使用した値と同一であることが明記されなければならない。

提供されるトラフィックの点で得られた諸結果を、以下に記載するテーブル５に示す。提供されるトラフィックは、前に考慮された５つの異なるレベルの電磁界に対応する５つの異なるタイプのサービスに関して計算された。

比較は、１１８８個すべてのセル２が低感度受信機フロントエンドを備えているケース（列１）、および１１８８個すべてのセル２が高感度受信機フロントエンドを備えているケース（列５）に対して行われた。

列１を列２、列３、列４、および列５と比較すると、最初の２つのレベルの電磁界に関して、すべてのセル２が高感度受信機フロントエンドを備えている構成で得られる利得に対する１０％構成、５０％構成、および８０％構成で得られる、提供されるトラフィックの増加は、使用される高感度受信機フロントエンドのパーセンテージよりも少ないことに気付く。

特に、４１ｄＢμＶ／ｍレベルに関して、１０％の高感度受信機フロントエンドが設置されていると、利得は、１１８８個すべてのセル２に高感度受信機フロントエンドを備えることによって獲得される１５０Ｅｒｌの６．６％にしか相当しない１０Ｅｒｌである。反対に、高い電界レベル（高価値サービスタイプに相当する）に関して、この状況は、明らかに逆転する。特に、６７ｄＢμＶ／ｍレベルに関して、１０％の高感度受信機フロントエンドが設置されていると、利得は、１１８８個すべてのセル２に高感度受信機フロントエンドを備えることで得られる利得の既に１６％である。

さらに、テーブル６は、設置された高感度受信機フロントエンド当たりの平均の回収された提供されるトラフィック（アーラン単位の）の点で得られた諸結果を示す。

テーブル６で提供されるデータは、高い電界レベルに関して、設置された受信機フロントエンド当たりの回収された平均トラフィックが、すべての高感度受信機フロントエンドが設置された構成に対する構成１０、構成５０、構成８０に関して、増加していることを示す。

Ｗ−ＣＤＭＡ移動電話ネットワークの最良サーバ部分を示す概略図である。 図１のネットワークにおいて使用するための高感度受信機フロントエンドの好ましい実施形態を示す概略図である。 図１のネットワークにおいて使用される高感度受信機フロントエンドのさらなる実施形態を示す概略図である。 本発明による方法の実施に関連する流れ図である。

Claims (21)

1. 複数のセル２を含むＣＤＭＡタイプの移動電話ネットワーク１において高感度受信機フロントエンド５の位置付けを最適化するための方法であって、
   第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌおよび第２のセルインジケータＶ_２を定義するステップと、
   第１の閾値Ｌおよび第２の閾値Ｌ_２を定義するステップと、
   前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌを第１の閾値Ｌと比較し、前記第２のセルインジケータＶ_２を第２の閾値Ｌ_２と比較するステップと、
   第１のカテゴリに、前記第１の閾値Ｌより大きい前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、または前記第２の閾値Ｌ_２より大きい前記第２のセルインジケータＶ_２をそれぞれが有する複数の第１のセル２ａを関連付けるステップと、
   実質的にすべての前記複数の第１のセル２ａ内に複数の高感度受信機フロントエンド５を位置付けるステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 第２のカテゴリに、前記第１の閾値Ｌより小さい前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、および前記第２の閾値Ｌ_２より小さい前記第２のセルインジケータＶ_２をそれぞれが有する複数の第２のセル２ｂを関連付けるステップと、
   実質的にすべての前記複数の第２のセル２ｂ内に複数の低感度受信機フロントエンドを位置付けるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 各セル２に関して第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌおよび第２のセルインジケータＶ_２を定義する前記ステップは、
   前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌに、各セル２に関するトラフィック予想を示す地図／形態特性を関連付けるステップと、
   前記第２のセルインジケータＶ_２に、各セル２に関するトラフィック予想、および各セル２が存在する地理的区域の広がりを示す地図／形態特性を関連付けるステップとを含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の方法。
4. 第１の閾値Ｌおよび第２の閾値Ｌ_２を定義する前記ステップは、前記複数の第１のセル２ａが、前記複数の高感度受信機フロントエンド５と実質的に数が等しくなるような形で、前記第１の閾値Ｌおよび前記第２の閾値Ｌ_２としてのペアの値を選択するステップを含むこと、および前記複数の第２のセル２ｂが、前記複数のセル２と前記複数の第１のセル２ａの差と実質的に等しいことを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の方法。
5. 前記ペアの値は、第１の値と第２の値とを含み、前記第１の値および前記第２の値は、前記第１の値と前記第２の値の比が、１／１５±０．００５に概ね等しくなる条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 複数のセル２は、複数の高感度受信機フロントエンド５の少なくとも９０％に関連する複数の第１のセル２ａであって、各々の第１のセル２ａは第１の閾値Ｌより大きい第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、または第２の閾値より大きい第２のセルインジケータＶ_２を有する該複数の第１のセル２ａを含むことを特徴とする複数のセル２を含むＣＤＭＡタイプの移動遠隔通信ネットワーク１。
7. 複数の低感度受信機フロントエンドに関連する、前記第１の閾値Ｌより小さい前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌ、および前記第２の閾値Ｌ_２より小さい前記第２のセルインジケータＶ_２をそれぞれが有する複数の第２のセル２ｂを含むことを特徴とする請求項６に記載のネットワーク。
8. 前記第１のセルインジケータＶ_ｃｅｌｌは、各セル２に関するトラフィック予想を示す地図／形態特性に関連付けられ、前記第２のセルインジケータＶ_２は、各セル２に関するトラフィック予想、および各セル２が存在する地理的区域の広がりを示す地図／形態特性に関連付けられることを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載のネットワーク。
9. 各高感度受信機フロントエンド５は、トランシーバアンテナ４と基地トランシーバ局３の間に挿入され、前記高感度受信機フロントエンド４は、極低温受信機フロントエンドであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のネットワーク。
10. 前記極低温受信機フロントエンド５は、カスケード構成で互いに接続された帯域通過フィルタ１２と低雑音増幅器１３とを密閉するクライオスタット１１を含むことを特徴とする請求項９に記載のネットワーク。
11. 前記帯域通過フィルタ１２は、高い臨界温度の超電導物質に基づく技術を使用して得られることを特徴とする請求項１０に記載のネットワーク。
12. 前記極低温受信機フロントエンド５は、アンテナ引込に起因する損失が、前記極低温受信機フロントエンド５によって導入される前記雑音指数と比べて無視できるほど少ないような前記トランシーバアンテナ４からの距離に取り付けられることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のネットワーク。
13. 前記極低温受信機フロントエンド５は、前記トランシーバアンテナ４から前記基地トランシーバ局３までの前記受信機チェーンの前記総合雑音指数を最小限に抑えるような形で前記アンテナ引込に沿って取り付けられることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載のネットワーク。
14. 前記クライオスタット１１は、２００Ｋより低い極低温で動作することを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載のネットワーク。
15. 前記クライオスタット１１は、１００Ｋより低い極低温で動作することを特徴とする請求項９から１５のいずれかに記載のネットワーク。
16. 前記クライオスタット１１は、６０Ｋより高い極低温で動作することを特徴とする請求項９から１５のいずれかに記載のネットワーク。
17. 各高感度受信機フロントエンド５は、トランシーバアンテナ４と基地トランシーバ局３の間に挿入され、前記高感度受信機フロントエンド５は、低雑音増幅器２７が中間に挿入された少なくとも第１の帯域通過フィルタ２５と第２の帯域通過フィルタ２６とを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のネットワーク。
18. 前記複数のセル２は、所定の値より大きいことを特徴とする請求項６乃至１７のいずれかに記載のネットワーク。
19. 前記所定の値は、１００より大きいことを特徴とする請求項１８に記載のネットワーク。
20. 前記所定の値は、１０００より大きいことを特徴とする請求項１８または１９のいずれかに記載のネットワーク。
21. 前記所定の値は、５００より大きいことを特徴とする請求項１８から２０のいずれかに記載のネットワーク。

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