JP2006514474A - 非同期無線ネットワークにおける干渉推定の精度改善 - Google Patents

Abstract

この発明は、非同期のＴＤＭＡまたはＧＳＭ無線ネットワーク（１００）における遊休状態のチャネル上の干渉レベルを推定するためのシステムおよび方法を含む。チャネル内の時間スロット（ｓ）の各々は、分離しているか、または重複する予め定められた数（ｎ）のセグメントに分割される。次に、各時間スロット（Ｓ）間の各セグメント（Ｎ）の干渉レベルが測定されて格納される。測定値を取るフレームの数（ｆ）を指定する累積期間（Ｔ）が確立される。この予め定められた累積期間（Ｔ）の後続の各フレーム（Ｆ）において、各時間スロット（Ｓ）の各セグメント（Ｎ）内の干渉レベル_ｓＸ_ｎを測定し、先行のフレーム内の対応する時間スロット（Ｓ）および対応するセグメント（Ｎ）の測定値と平均化する。すべての時間スロット（ｓ）のすべてのセグメント（ｎ）内の干渉測定値の平均ＡＶＧ（_ｓＸ_ｎ）の最大値は、物理チャネル上の干渉測定値についての精度を高める。

Description

関連出願
本願は、２００３年２月２０日に出願されかつ「非同期無線ネットワークにおける精密な干渉推定（Precise Interference Estimation in Unsynchronized Wireless Networks）」と題された米国仮出願連続番号第６０／４４８，１２１号、および２００３年８月２６日に出願されかつ「非同期無線ネットワークにおける干渉推定の精度の改善（Improved
Precision for Interference Estimation in Unsynchronized Wireless Networks）」と題された米国特許出願第１０／６４９，４４８号の優先権を主張する。これらはすべて、この明細書において援用される。

発明の背景
技術分野
この発明は、無線ネットワークにおける干渉の測定に関し、より具体的には、干渉レベルを正確に推定するためのシステムおよび方法に関する。ここでは、干渉信号が、干渉の測定を実施する受信機と必ずしも時刻同期されていない。

ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス（Time Division Multiple Access））無線ネットワーク、たとえばＧＳＭ（移動通信用グローバルシステム（Global System for Mobile Communications））およびＩＳ−１３６ベースの無線ネットワークにおいて、特定の基地局の受信可能域内にある、異なる移動局は、所定の周波数または周波数ホッピングの配列により規定される同一の物理チャネルを用いて送信を行なうことができる。しかしながら、これらの移動局用の信号は、異なる時間スロット内で送信されることにより、論理チャネルを規定する。

また、異なる基地局の受信可能域内の移動局は、周波数の再利用の原理に従い、同一の物理チャネルを用いて送信を行なうことができる。チャネルの再利用により、搬送波は効率よくスペクトルを使用することができるが、同一チャネル干渉の問題を生じることが多い。同一チャネル干渉は、移動局により送信された信号が、他の移動局により同一の物理チャネル上で同時に送信された１つ以上の信号によって破損されると生じる。同一チャネル干渉のレベルが高くなりすぎた場合、呼の品質が低下して、呼が欠落する可能性が高くなる。したがって、遊休状態のチャネル上で受信した信号の強度として一般に計算される干渉レベルの測定値が、ネットワーク設計および干渉回避技術において極めて有用なものとなる。

特に、干渉レベルの正確な測定は、無線インフラストラクチャで一般に実現される自動トラフィックチャネル選択アルゴリズムにとって重要である。基地局および／または移動交換センター（Mobile Switching Center）によって制御される自動トラフィックチャネル選択アルゴリズムは、移動局から発せられるチャネル要求に応答して、遊休状態の異なるチャネル上で測定された干渉レベルを用いて、無線の呼に割当てるべき最適なチャネルを決定することにより、無線周波スペクトルが一層効率よく使用されるようにし、システム性能を改善する。

一手法によると、干渉は、特定の物理チャネル上において、物理チャネルに関連付けられた時間スロットの各々における干渉レベルを測定し、次に、これらの測定値の最大値を
求めることによって推定される。時間スロット上の干渉の測定は、時間スロットの各ビットまたはシンボル内のエネルギの線形平均または対数平均を取ることによって行なわれ得る。しかしながらこのプロセスは、特に非同期ネットワークにおいて問題を生じる。干渉信号が、干渉の測定を行なう受信機と必ずしも時刻同期されているわけではないため、干渉の測定を行なう受信機における遊休状態の時間スロットが、別の基地局の２つの別個の時間スロット内の２つの異なる干渉波の時間スロットと重複し得る。したがって、測定された時間スロットの干渉測定値は、干渉波の一方または両方からの干渉を含み得る。受信機が干渉の測定を行なっている時間スロット（測定された時間スロット）内で、このような非同期の干渉波からの干渉の程度を予想することは不可能である。したがって、干渉の測定値は、時間スロット内で受けるピーク干渉を必ずしも反映しない。この問題により、特に、干渉を生じる移動のバーストが、干渉の測定を行なう受信機の複数の時間スロットと重複し、かつ、受信機が、測定された時間スロットの残りの部分で干渉を検出しない場合に、干渉レベルの著しい過小評価を生じるおそれがある。

上述の懸念に対処する試みとして、測定された時間スロットの各々を、ｎ個のセグメントに分割することができる。干渉の測定が各セグメントに対して行なわれた後に、これらの干渉の測定値の平均が、その時間スロットについての干渉として選択される。また、送信が潜在的に非同期の特性を有していることにより、時間スロットのセグメントの中には、干渉を全く受けないことが考えられるものもある。なぜなら、測定された時間スロットが、多重干渉波の時間スロットに重複し得るか、または、多重バーストを含み得るか、または雑音および干渉バーストを含み得るためである。

以下の例１を考えられたい。図２は、その各々が異なる基地局に割当てられた２つのチャネルの時間スロットの関係を示す簡略ブロック図である。第１の基地局からのフレーム２０２は４個の時間スロットを含み、第２の基地局からのフレーム２０４も同様であるが、これらの時間スロットは同期されていない。移動局は、フレーム２０２の時間スロット１の間には第１の基地局を介して送信を行なう。この送信を行なう移動局により生じる干渉を測定することが目標であり、測定期間が、フレーム２０４の時間スロット２により表わされる論理チャネルであるものと仮定されたい。フレーム２０４の各時間スロットが１０個のセグメントに分割され（図３に図示）、フレーム２０２内の時間スロット１の開始位置を基準点Ｋとして用いると、測定された時間スロット２の３つのセグメントは干渉を受けない。基準点Ｋの右側において、測定された時間スロット２の残りの７個のセグメントは、フレーム２０２の時間スロット１の間に生じる送信の重複部分により生じる干渉を受ける。送信の別の部分は、フレーム２０４の時間スロット３の一部に重複する。フレーム２０４の時間スロット２についての干渉が計算されると、この計算は、騒音を有する３個のセグメントと、フレーム２０２の時間スロット１の間に生じる信号送信による干渉の測定値を有する７個のセグメントとを含む。ＴＤＭＡおよびＧＳＭのネットワークが非同期の特性を有するため、測定を行なう受信機は、どちらのセグメントが干渉の測定値を含んでいるかを認識することができない。これらのｎ個のセグメント全体の干渉測定値の線形平均および対数平均はいずれも、時間スロット内の少なくともいくつかのシンボルに関し、実際に受けた干渉よりも低い干渉の推定値を生じる。

先行技術の代替例では、最大値を計算する前に重み付けアルゴリズムを一般に適用することにより、ｎ個のセグメントの各々に、そのセグメント内に含まれるシンボルの相対的重要度に比例した重みが与えられる。たとえば、時間スロットの最初のセグメントは一般に制御ビットを含むことが考えられるため、データビットよりも低い重みを与えることができる。この場合、干渉レベルを推定する前にセグメントに重み付けを行なうことは、干渉バーストが必ずしも時刻調整されているわけではない非同期ネットワークにおいて、やはり問題となる。なぜなら、特定のシンボルに誤った重みを適用する可能性があるためである。干渉信号の制御ビット（これに加え、データビットまたは他の任意の重要なビット
）が、干渉の測定を行なう受信機の時間スロット内のどこに位置付けられているかを予想することはできない。干渉の測定を行なう受信機の時間スロット内におけるデータビットおよび制御ビットの位置は既知である。しかしながら、干渉バーストがすべてのデータビットと重複し得ないため、すべてのデータビットに関して測定された干渉は、依然として、少なくともいくつかのデータビットが受ける実際の干渉よりも低い干渉推定値を生じてしまう。

したがって、非同期ネットワークにおける干渉推定のための現時点での方法は、精密ではない。上述のセグメント化および重み付けプロトコルは、物理チャネルまたは論理チャネル上で受ける干渉の精密な測定値を生じない。以下の例はさらに、干渉を測定するための現時点での方法の欠点を示す。

例２は、図２および図３を再び参照する。ここでは、測定された時間スロットがフレーム２０４の時間スロット２である。データビットが、測定された時間スロットのセグメント３から１０内に存在し、制御ビットが、測定された時間スロットのセグメント１から３内に存在し、制御ビットにはゼロの重みが与えられ、干渉バーストは、−９０ｄＢｍにおいてセグメント６から１０に生じ、セグメント１から５が−１１６ｄＢｍにおいて、雑音が測定されるものと仮定されたい。結果的に得られる干渉の推定値は以下の通りである。

このチャネルが呼に割当てられた場合、データビットの６２．５％が−９０ｄＢｍにおいて干渉を受け、すなわち、このようなアルゴリズムが推定した干渉よりも１０ｄＢｍ高い。重みを変更しても、干渉の精密な推定値を生じない。

例３もまた、図２および図３を参照する。ここで、測定される時間スロットは、フレーム２０４の時間スロット２である。−１００ｄＢｍの干渉バーストが、セグメント２から１０にわたって存在するものと仮定されたい。それ以外の前提は例２と同様である。結果的に得られる干渉の推定値は以下のようになる。

この場合の干渉もまた、−１００ｄＢｍと推定され、これは、干渉が−９０ｄＢｍの高さであった例１について推定された干渉と同じである。したがって、干渉を推定するための従来の方法は、かなり異なる干渉条件に対しても同じ干渉の測定値を生じ得る。

無線サービスのプロバイダは、無線の顧客に提供するサービスの品質向上にその労力の焦点を合わせているため、無線ネットワークの無線周波スペクトルを効率よく使用するためには、精密な干渉の測定が欠かせない。干渉レベルを過小評価することにより、解消されないまま置かれる、問題のある領域が生じ得、干渉量のより高い周波数に呼を割当てることが潜在的に生じ得、可能性として、顧客の不満および解約を生じる。過大評価により、搬送波はできるだけ効率よく周波数を再利用することができなくなり、それによってネットワークのコストが嵩む。したがって、非同期ネットワークにおいて干渉レベルを推定するための一層精密な手法が当該技術では必要とされる。

発明の開示
一般にこの発明は、非同期ネットワーク、たとえば以下のものに限定されないが、ＧＳＭまたはＴＤＭＡ無線ネットワークにおいて干渉レベルを推定するためのシステムおよび方法を含む。この発明のシステムおよび方法は、好ましくはシーケンシャルな複数のフレームの持続期間にわたって各時間スロットの各セグメント内で検出された、平均化された干渉測定値のピークを求めることにより、干渉推定の手法の精度を高める。

この発明に従い、各フレームの各時間スロット（slot₁，slot₂，slot_s，…，slot_s）がｎ個のセグメント（segment₁，segment₂，segment_n，…，segment_n）に分割される。ここでｎは変数であり、たとえば２から１６２に及ぶ。この発明の或る特定の実施例において、各セグメントは互いに分離しているが、他の実施例において、各セグメントは１つ以上の他のセグメントと重複する。セグメントは、必ずしもそうではないが、好ましくは等しい。第１のフレームｆ₁の各時間スロットslot_sに対する各セグメントsegment_n内の干渉レベルが、次に測定されて格納される。したがって、ｓ個の遊休状態の時間スロットが存在する場合、ｎ×ｓ（ｎ^*ｓ）個の測定値が１フレーム内で収集される。ここに記載するように「フレーム」という用語は、事象の完全な１サイクルを指し、さまざまなサブチャネルに加え、制御および較正用の余剰ビットに対応する時間スロットのシーケンスを含む。

次のフレームｆ₂において、各時間スロットslot_sの各セグメントsegment_n内の干渉レベルが測定され、ｎ^*ｓ個の測定値の各々についての以前の対応する測定値と平均化される。すなわち、以前のフレーム（ｓ）からのｓ番目の時間スロットのｎ番目のサンプルが、現在のフレームのｓ番目の時間スロットのｎ番目のサンプルと平均化される。一実施例において、現在の測定値に異なる重み係数が適用される。この重み係数は、セグメントのそれぞれの値に応じて、または、時間スロットの予め定められた部分、たとえば中央のセグメントに測定の焦点を合わせたいという要望に応じて決定され得る。他の実施例において、測定値は等しく重み付けされる。

この測定プロセスは、予め定められた累積期間Ｔにわたって継続する。Ｔは、一定数のフレーム、たとえば、少なくは２個から多くは５０００個のフレームに及ぶ。代替的に、累積期間Ｔは、予め定められた時間間隔で、たとえば、１００ミリ秒から２５秒に及ぶ。これらの範囲はさまざまな累積期間を単に例示するものにすぎず、考え得る最大値または最小値を示すように意図されない。

測定期間Ｔの終了時において、または、各フレームについての測定値が取られた後に、平均化のステップを行なうことができる。測定値が一旦収集されて、累積期間Ｔにわたって平均化されると、これらの平均の最大値は、物理チャネル上での干渉を示す。

この発明は特に、遊休状態のチャネルの干渉の手法、たとえば、利用可能な遊休状態のチャネルが呼の開始またはハンドオフ用に選択される前に、そのチャネルを評価するための手法において特に有用である。遊休状態のチャネルを評価する実施例において、時間スロットの１つが、干渉の推定を行なっている基地局におけるアクティブな呼に割当てられた場合、このアクティブな呼の持続期間中は干渉の測定値が累積されない。

この発明のさまざまな実施例の例示的なシステムおよび方法を示すために、一般的な干渉の計算の一例を示し、以下により詳細に説明する。

累積期間Ｔが、約２０ｍｓｅｃであり得る１つのフレームの持続期間に等しいものと仮定されたい。累積期間Ｔの終了時において、フレーム内の各時間スロットｓについて信号
強度のｎ個の測定値が収集される。各測定値は、その時間スロット内のセグメント内で検出された干渉レベルを表わす。ｎ個の測定値の最大値は、その特定の時間スロット内で検出された干渉レベルの粗い推定値のみを提供する。

この発明は、より正確な推定の手法を提供し、それにより、時間スロットの特定のセグメント中に検出された信号強度は、後続の複数のフレームの対応する時間スロットの対応するセグメント内で検出された信号強度と平均化される。次に、論理チャネル全体の干渉レベルのピークが、特定の時間スロットについての「各セグメントの平均化された測定値」のピークとして識別される。物理チャネル全体の干渉レベルのピークも同様に、物理チャネル内のすべての時間スロットについての平均化された測定値のピークとして識別される。

論理チャネル上の干渉レベルの推定
好ましい実施例において、累積期間Ｔは、各々がｓ個の時間スロットとｎ^*ｓ個のセグメントとを含む複数のフレームを含む。したがって、全部でｎ^*ｓ^*ｆ個のセグメントについての干渉の測定値が収集され、ここで、ｆは累積期間Ｔ内のフレーム数である。フレームｆの各々内のｓ番目の時間スロットのｎ番目のセグメントにおける干渉の測定値は、ともに平均化される。累積期間Ｔの終了時において、ｎ^*ｓ個の信号強度の測定値の平均が計算される。各平均は、時間スロット内の特定のセグメント中に検出された干渉の信号強度を表わす。各時間スロットについてのｎ個の平均化された干渉レベルの最大値は、その時間スロットに関連付けられた論理チャネル上での干渉レベルを生じる。

物理チャネル上で検出される干渉レベルの正確な推定
上で計算された、ｎ^*ｓ個の平均化された測定値の最大値は、干渉の測定を行なう基地局が受ける、物理チャネル上での干渉レベルの推定値を提供する。

有利にも、この発明のシステムおよび方法は、同一チャネル干渉の正確な測定値を提供する。不連続送信モードにおいて干渉する１つ以上のモバイル装置により生じる干渉を測定する際にも、精度の上昇が認識される。これらのおよび他の特徴、目的、および／または利点は、以下により詳細に説明するように、この発明の実施例のさまざまな局面から生じ得る。

次に、添付の図面を参照して、好ましくかつ代替的な実施例を説明する。この図面では、同じ参照番号が同様のまたは同一の特徴または機能を示す。

発明を実施するための態様
一般にこの発明は、非同期無線ネットワークにおいて干渉を推定する精度を改善するためのシステムおよび方法を包含する。この非同期無線ネットワークにおいて、干渉信号は干渉の測定を行なう受信機と必ずしも時刻同期されているわけではないことが考えられる。この発明のシステムおよび方法は、遊休状態のチャネルの干渉を測定する技術に関して主に説明されているが、当業者は、干渉を測定するためのさまざまな他の公知のシステムおよび方法、ならびにこれから開発されるであろうさまざまなシステムおよび方法に関連した適用例を容易に思い付くであろう。

図１は、この発明の例示的な環境としてＧＳＭネットワーク１００を示す簡略ブロック図であるが、この発明のさまざまなシステムおよび方法は、ＩＳ−１３６ベースのＴＤＭＡ無線ネットワークを含むさまざまな種類の無線ネットワークで実現することができる。ネットワーク１００は、移動交換センター（ＭＳＣ）１０２を含む。ＭＳＣ１０２は、少なくとも部分的に、無線リソース（ＲＲ）を動的に記録して、ＭＳＣ１０２のサービス領
域内の各移動局１０４にその無線リソースを割当てる機能を有する。或る特定の実施例において、ＭＳＣ１０２はメモリ１０２ａ等の記憶素子を含む。メッセージおよび制御信号が、双方向通信リンクを介してＭＳＣ１０２から、ＢＳＣ１０６およびＢＳＣ１０７として図示される少なくとも１つの基地局コントローラ（Base Station Controller（ＢＳＣ））に中継される。各ＢＳＣは、図面においてＢＴＳ１０８およびＢＴＳ１１０として図示される少なくとも１つの基地局（Base Station（ＢＴＳ））を制御する。ＢＳＣは、ＢＴＳ内に物理的に位置付けられ得、または、Abisインターフェイスを介してＢＴＳと通信し得る。或る特定の実施例において、ＢＳＣ１０６はメモリ１０６ａを含み、ＢＳＣ１０７はメモリ１０７ａを含む。

ＢＴＳ１０８および１１０の各々は、基地局のそれぞれのサービス領域内で作動する移動局との間でメッセージおよび制御信号の送受信を行なうのに必要とされるさまざまな物理的構成要素および論理的構成要素を含む。これらの構成要素には、以下のものに限定されないが、信号強度測定受信機（ＳＳＲ）１１１等の無線装置、アンテナ、および送受信機（ＴＲＸ）１１２が含まれる。各ＴＲＸ１１２はさらに、送受信機メモリ１１３を含み得る。

ＳＳＲ１１１は、ＴＲＸ１１２内における一体的な論理的構成要素であり得、または、ＢＴＳの独立した構成要素であり得る。ＳＳＲ１１１は、ＢＳＣ１０７から受信した信号により制御され、ＢＳＣ１０７は次いで、ＭＳＣ１０２から受信した信号により制御される。したがって、ＳＳＲ１１１は、ＢＴＳが利用することのできるチャネルを走査するように誘導されて、最適かつ利用可能なチャネルを決定し、移動局が受信する通信要求を満たすことができる。他の実施例において、ＴＲＸには或る周波数が割当てられ、ＳＳＲ１１１は、ＴＲＸに割当てられた周波数においてＴＲＸの遊休状態の全時間スロットに対し、連続して干渉の測定を行なう。

当業者が認識するように、ネットワーク１００は、上述の要素に加え、追加のまたは代替的な物理的または機能的構成要素、配線接続、無線接続、スイッチ、および通信装置間での通信を確立するための他の装置の任意の組合せを含む。

この発明の例示的な実施例に従い、ネットワーク１００は非同期式であり、したがって、図２にさらに示すように、ＢＴＳ１０８のフレームの時間基準は、ＢＴＳ１１０のフレームの時間基準と必ずしも同期されているわけではない。

各ＢＴＳは、セルと一般に呼ばれるサービス領域に関連付けられる。このセルには、一般にいくつかの周波数チャネルを含む利用可能な周波数スペクトルの特定の一部が割当てられる。一般的な周波数再利用方式に従い、同一クラスタ内の隣接するセル間には、共通の周波数チャネルが割当てられない。むしろ、１つのクラスタ内の各セルは、時間内の所定の時点において周波数スペクトル内の異なるチャネルを用いる。クラスタ内のセル数は、セルの直径、アンテナの高さ、再利用の方式等のパラメータに応じて変化する。隣接することが考えられる別のクラスタ内のセルは、第１のクラスタと同じ周波数帯域内のチャネルのうちのいくつかまたはすべてを使用することができる。各セルに応対するＢＴＳの放送電力は一般に、ＢＴＳが応対するセルの物理的境界に、信号の伝播を制限するように構成される。これらの手段にもかかわらず、別のクラスタ内の隣接しないセルから所望しない信号が伝播することが考えられる。たとえば、ＢＴＳ１１０にも割当てられた特定の周波数チャネル上でＢＴＳ１０８が応対している移動局１０４から信号が送信された場合、この移動局は、ＢＴＳ１１０において同一チャネル干渉を生じ得る。

図１に示す例示的な実施例において、移動局１０４はセル１１４内に存在する。セル１１４は、ＢＴＳ１０８のサービス領域を構成しているため、ＢＴＳ１０８による応対を受
ける（ＢＴＳ１０８を介してメッセージおよび信号を受信する）。セル１１６は、ＢＴＳ１１０のサービス領域を構成する。セル１１４はクラスタ１１８の一部分であり、セル１１６はクラスタ１２０の一部分である。図面において、移動局１０４はＢＴＳ１１０による応対を受けていないが、移動局１０４が送信した信号は、セル１１４が規定するＢＴＳ１０８のサービス領域を超えて広がる領域１２２内に少なくとも断続的に伝播する。漂遊信号（stray signal）が伝播する領域１２２はまた、クラスタ１１８を超えて広がり、ＢＴＳ１１０において、その他の態様では遊休状態の共通なチャネルに干渉を生じ得る。自動トラフィックチャネル選択アルゴリズムが、セル１１６により規定されるＢＴＳ１１０のサービス領域内で作動する別のモバイル装置にその遊休状態のチャネルを割当てた場合、この干渉は、呼の品質を下げるおそれがある。有利にもこの発明は、ネットワークの非同期の特性にもかかわらず、遊休状態のチャネル上の同一チャネル干渉のレベルを推定する精度を高め、したがって、自動トラフィックチャネル選択の手法の実施を改善することができる。

この発明の一実施例に従い、ＳＳＲ１１１は、この発明のさまざまな方法に従って干渉の測定を行なう。ＳＳＲ１１１は、たとえば、さまざまな公知の、またはこれから開発されるチャネル選択アルゴリズムを実行するために、遊休状態の時間スロット上の干渉を識別および測定する。

図２は、２つの物理チャネルのフレームの時間スロットの関係を示す簡略ブロック図である。各物理チャネルには、例示的な非同期ネットワークにおける異なるクラスタ内の異なる基地局が割当てられる。これらのチャネルは、或る周波数スペクトルの同一部分を共有する。フレーム２０２は基地局１０８に関連付けられ、フレーム２０４は基地局１１０に関連付けられる。フレーム２０２において、時間スロット１は、絶対時間基準Ｋにおいて開始する。フレーム２０４に関し、基準時刻Ｋは、時間スロット２内に存在し、その時間スロットの開始地点とアライメントされない。図示する実施例では、移動局１０４がフレーム２０２の時間スロット１の間に送信を行ない、この送信が、フレーム２０４の遊休状態の時間スロット２および３に干渉を生じるものと想定されたい。さらに、図３に示すように、フレーム２０４の時間スロット２がｎ＝１０個のセグメントに分割され、注目する時間スロットが、フレーム２０４の時間スロット２であると仮定されたい。この例において、フレーム２０４の時間スロット２が規定する論理チャネルは、フレーム２０２の時間スロット１で生じる送信により、セグメント４から１０において干渉を受ける。

図４のフロー図は、この発明に従った、非同期無線ネットワークにおいて特定の論理チャネルおよび／または特定の物理チャネルが受ける干渉を測定するための例示的な方法４００を示す。この発明に従った方法のさまざまな実施例の任意のものを、自動チャネル選択手法の構成要素として実施することができる。

方法４００のステップを次に詳細に説明する。方法４００は、ステップ４０２において開始する。ステップ４０４において、セグメント化の値ｎが確立される。ここでｎは、時間スロット（slot₁，slot₂，slot_s，…，slot_s）内において、必ずしもそうではないが好ましくは等価なセグメントの数を示す。時間スロットslot_sは、任意のセグメント数（segment₁，segment₂，segment_n，…，segment_n）に分割されてよいが、好ましくは、セグメント数は２から１６２である。ステップ４０４は任意である。なぜなら、ｎが予め定められた定数であるか、または変動可能にプログラムすることのできる量であることが考えられるためである。

次に、方法４００はステップ４０６に進む。ここでは、時間スロットｓのｎ個のセグメントの各々の間において、受信信号の強度が測定される。干渉を生じる１つの送信または複数の送信の受信信号の強度により、干渉レベルが表わされる。注目する時間スロットが
可能性として未使用状態であるため、受信した任意の信号は、干渉および／または雑音であると考えられる。次に、ネットワークがアクセスすることのできる任意の記憶素子に、この干渉レベルが_sＸ_nとして格納される。記憶素子は、たとえば以下のものに限定されないが、ＢＳＣ１０６におけるメモリ１０６ａ、ＭＳＣ１０２におけるメモリ１０２ａ、干渉の測定を行なうＢＴＳ１１０内のＴＲＸ１１２に関連付けられたメモリ１１３、またはＢＴＳ１１０に関連付けられたデータベースが含まれる。たとえばこの発明に従った干渉の測定値を含むメモリの例示的なアーキテクチャの概念図である図５を参照すると、ステップ４０６では、時間スロット１のセグメント１内における受信信号の強度が測定されて₁Ｘ₁として格納される。時間スロット１のセグメント２内における受信信号の強度が測定されて₁Ｘ₂として格納され、以下同様にして₁Ｘ_Nまで続く。

方法４００により説明される実施例は、すべての論理チャネルの個々の測定を容易にし、かつ、物理チャネル全体の測定を容易にするが、この方法を、１つ以上の選択された論理チャネル上の干渉を代替的に測定するように適合することができる。したがって、再び図４を参照すると、例示的な方法４００はステップ４０８に進む。ステップ４０６の要素は、累積期間Ｔ内の第１のフレームの残りの時間スロットの各セグメントに対して繰返される。再び図５を参照すると、これらの測定により、₂Ｘ₁から_SＸ_Nについての格納された値を生じる。方法４００のこの時点において、累積期間Ｔ内に含まれるｆ個のフレームの１つについての干渉の測定値が得られる。

次に、ステップ４１０において、ステップ４０６および４０８の要素が、累積期間Ｔ内の残りのｆ個のフレーム（２からＦ）の各々に対して繰返される。これらの測定により、₁Ｘ₁から_sＸ_nについて、さらに格納された値が生じる。第１のフレームについての格納された値である₁Ｘ₁から_SＸ_Nは、以降のフレームについて収集された以降の任意の値である₁Ｘ₁から_SＸ_Nで必ずしも上書きされるわけではない。むしろ、これらの値は、フレームごとに格納されてから平均化され得、または、ステップ４１２に関して説明するように、動的に平均化され得る。代替的に、格納された値である₁Ｘ₁から_SＸ_Nは、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）記憶素子に格納されて、最後のＹ個のフレームの移動平均（rolling average）の計算を容易にすることができる。

ステップ４１２において、累積期間Ｔにわたる_ｓＸ_ｎの測定値の平均が計算され、ＡＶＧ（_sＸ_ｎ）として格納される。ｓおよびｎについて対応する値を有する測定値のみがともに平均化されることを認識されたい。たとえば、再び図５を参照すると、フレーム１についての測定値である₁Ｘ₅［Frame 1（₁Ｘ₅）］は、フレーム２からＦについての測定値である₁Ｘ₅（［Frame 2（₁Ｘ₅）］から［Frame n（₁Ｘ₅の）］）と平均化され、それによって以下の式が示すように、ＡＶＧ（₁Ｘ₅）を生じる。

ここでｆは、１からＦ（ｆ＝１…Ｆ）に等しく、ｓおよびｎは定数であり、この式を以下のように展開することができる。

ＡＶＧ（_sＸ_n）は、ｆ個のフレームを含む累積期間Ｔの間の置換スロットｓのセグメントｎの間に検出された干渉の平均である。上述のように、この平均化は、累積期間Ｔの終了時に生じ得るか、または、各測定値である₁Ｘ₅が得られるのに伴って動的に生じ得る。ＡＶＧ（_sＸ_n）を動的に計算するために、新規の測定値である_sＸ_nの各々に、適切な重み係数を適用する。

再び図４を参照すると、時間スロットｓにより規定される論理チャネル上の干渉の正確な測定値を計算するために、方法４００はステップ４１４に進む。ステップ４１４において、論理チャネル上の干渉レベルＩ_sは、以下に示すように、時間スロットｓのセグメント１からＮの間において検出された干渉の平均（累積期間Ｔにわたる）の最大値として推定される。

ここでｎは１からＮ（ｎ＝１…Ｎ）に等しく、ｓは定数であり、この式は以下のように展開することができる。

ここでもまたｓは、所定の周波数を有する特定の時間スロットである論理チャネルを規定する。

一例として、再び図５を参照すると、時間スロット１として規定された論理チャネル上の干渉レベルＩ（１）は、ＡＶＧ（₁Ｘ₁）からＡＶＧ（₁Ｘ_n）の最大値として推定される。

再び図４を参照すると、この方法は、時間スロット１からＳにより規定される物理チャネル上の干渉の正確な測定値を計算するために、代わりにステップ４１６に進む。ステップ４１６において、物理チャネル上の干渉は、以下の式の一方または両方により示されるように、時間スロット１からＳの各々のセグメント１からＮの間に検出された干渉の平均（累積期間Ｔにわたる）の最大値として推定される。

ここでｎ＝１…Ｎであり、ｓ＝１…Ｓである。

この累積期間の後に、別の累積期間Ｔが開始することが考えられ、方法４００が繰返されてさらなる干渉の測定値等を提供する。

この発明の方法を実施するためのさまざまなシステムが企図される。これらのシステムの各々の要素は、注目する時間スロット上での受信信号を検出するための手段と、受信信号の強度を測定するための手段と、受信信号の強度の測定値を格納するための手段と、受信信号の強度の平均を計算し、かつ、受信信号に起因し得る干渉を推定するための処理手段とを含む。上述の例示的な実施例のさまざまな要素は、これらの手段の１つ以上として作動し得る。再び図１を参照すると、この発明の或る特定の実施例において、ＳＳＲ１１１は検出および測定手段であり、この手段は、ＳＳＲ１１１がアクセスすることのできる任意のメモリ（ＳＳＲ１１１、ＢＴＳ１１０、ＴＲＸ１１２、ＢＳＣ１０７、またはＭＳＣ１０２に一体化した記憶素子、たとえばメモリ１１３、メモリ１０７ａ、またはメモリ１０２ａを含む）であり、処理手段は、ＳＳＲ１１１がアクセスすることのできる任意のプロセッサであり、ＳＳＲ１１１、ＢＴＳ１１０、ＴＲＸ１１２、ＢＳＣ１０７、またはＭＳＣ１０２に一体化したプロセッサを含む。格納手段は、好ましくは、信号強度の測定値、信号強度の平均の計算値、および干渉の推定値を反復式または回転式にバッファリングすることのできる更新可能なバッファを含む。

この発明に対して明らかな特性を有するさまざまな変更および変形が生じ得ることが当業者には明らかであり、このような変更および変形のすべては前掲の請求項の範囲内に入ると考えられる。たとえば、この発明のシステムおよび方法は遊休状態のチャネルの干渉推定に関して開示されているが、作動中のチャネルの測定中における測定を可能にするさまざまな信号処理アルゴリズムにこの発明のシステムおよび方法を適合することができ、これらのさまざまな信号処理アルゴリズムには、Ｃ／Ｉ（搬送波対干渉比）を補間するための基準として、干渉波の信号強度ではなくＢＥＲ（ビット誤り率）を考慮するアルゴリズムが含まれる。別の例として、各時間スロットが分割されて生じるセグメントは、等しい長さおよび／または持続期間を有してよく、または、１つの時間スロットが、さまざまな長さおよび／または持続期間を有するセグメントに分割されてよい。

さらに、上述するように、各時間スロットが分割されて生じる上述のセグメントは、隣接物を有した状態で互いに分離していてよく、および／または、両側面が当接してよい。図６は、この発明のシステムおよび方法に関する代替的かつ例示的な累積期間Ｔを示す簡略図である。図６に示す実施例において、これらのセグメントは分離していない。むしろ、各セグメントは１つ以上の先行するおよび／または後続のセグメントに重複する。セグメントが交互にずらした状態で垂直方向にアライメントされているのは、セグメントの重複する縁部の識別を可能にすることのみを意図する。

当業者は、上に開示したシステムおよび方法が、干渉を推定するための上述の方法を用い、自動化されたトラフィックチャネル選択を行なうためのシステムおよび方法として適用され得ることを認識するであろう。より具体的に、最適かつ利用可能なチャネルは、推定した信号強度と予め規定されたしきい値とを比較して、推定した信号強度がしきい値を上回らない場合に特定の時間スロット上に無線接続を確立することにより選択され得る。このようなチャネル選択方法のさまざまな実施例が企図され、ここでは、既知のまたはこれから開発されるであろうトラフィックチャネル選択技術が、ここに説明するように実施される干渉推定に基づいて適用される。

この発明のシステムおよび方法は、アナログ信号およびデジタル信号の測定において実施され得る。当業者はたとえば、ＳＳＲの代わりにデジタル位置決め検証モジュールが使用できることを容易に認識するであろう。

当業者には、ここに開示した発明の明細書および実施例を考慮することにより、この発明の他の実施例が明らかになるであろう。明細書および実施例は単に例示として考えられており、説明および前掲の請求項に示すようにこの発明の精神および範囲内に入ることが意図される。

この発明のさまざまなシステムおよび方法に対する例示的な環境を示す簡略ブロック図である。 この発明のさまざまな実施例に従った、非同期ネットワーク内の異なる基地局から発せられた信号のフレーム内における時間スロットの相対位置を示す簡略ブロック図である。 この発明のさまざまな実施例に従った、時間スロットをｎ個のセグメントに分割することを示す簡略ブロック図である。 この発明の例示的な実施例に従った例示的な方法を示すフロー図である。 この発明のシステムおよび方法に関する例示的な累積期間Ｔを示す簡略図である。 この発明のシステムおよび方法に関する別の例示的な累積期間Ｔを示す簡略図である。

Claims (26)

1. 無線ネットワークにおいて、第１のフレーム間の時間スロット内の複数のセグメントの各々における第１の受信信号の強度を測定することにより、時間スロット内の信号強度を推定するための方法であって、
   ａ． 第２のフレーム間の対応する時間スロット内の複数のセグメントの各々における第２の受信信号の強度を測定するステップにより特徴付けられ、第１のフレーム間の時間スロット内の複数のセグメントの各々は、第２のフレーム間の対応する時間スロット間の複数のセグメントの各々に１対１対応し、前記方法はさらに、
   ｂ． 第１のフレームの測定された第１の受信信号の各々を、第２のフレームの、対応する測定された第２の受信信号と平均化することにより時間スロットの各セグメントについての受信信号の強度の平均を計算するステップと、
   ｃ． 計算するステップに基づき、受信信号の強度の平均の最大値を選択することにより信号強度を推定するステップとにより特徴付けられる、方法。
2. ｄ． 複数のフレームを含む累積期間を規定するステップと、
   ｅ． 累積期間内の複数のフレームの残りのものに対してステップｂ．を繰返すステップと、
   ｆ． 累積期間内の複数のフレーム全体にわたり、測定された受信信号の強度を平均化することにより、ステップｃ．を実施するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 時間スロット内のセグメントの各々は等しい、請求項１に記載の方法。
4. 時間スロットは分離したセグメントに分割される、請求項１に記載の方法。
5. 時間スロットは重複するセグメントに分割される、請求項１に記載の方法。
6. 時間スロットは未使用状態であり、推定された信号強度は、そのタイムスロット内の干渉を表わす、請求項１に記載の方法。
7. ｅ． 複数のフレームを含む累積期間を規定するステップと、
   ｆ． 累積期間内の複数のフレームの残りのものに対してステップｂ．を繰返すステップと、
   ｇ． 累積期間内の複数のフレームの全体にわたり、測定された受信信号の強度を平均化することにより、計算するステップを実施するステップとをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 累積期間を規定するステップは、その持続期間が時間ベースである累積期間を規定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
9. 累積期間を規定するステップは、その持続期間がフレーム数に基づく累積期間を規定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
10. 第１の測定するステップの前に時間スロットを複数のセグメントに分割するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
11. 時間スロットを複数のセグメントに分割するステップは、時間スロットを等しいサイズの複数のセグメントに分割するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 累積期間は一定のままであり、後続のフレームの各々は、測定するステップおよび計算するステップにおいて最も古いフレームに取って代わる、請求項２に記載の方法。
13. 推定された信号強度と予め規定されたしきい値とを比較するステップと、推定された信号強度がしきい値を上回らない場合に無線接続を時間スロット上に確立するステップとをさらに含む、請求項２に記載の方法。
14. ステップｃ．はさらに、複数のセグメントの各々に重み係数を適用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
15. 無線ネットワークにおいて、時間スロット内の信号強度を推定するための方法であって、
    ａ． 複数のフレームを含む累積期間を規定するステップと、
    ｂ． 第１のフレーム間の時間スロット内の複数のセグメントの各々において第１の受信信号の強度を測定するステップと、
    ｃ． 後続の各フレーム間の対応する時間スロット内の複数のセグメントの各々において受信信号の強度を測定することにより、累積期間内の複数のフレームの残りのものについての受信信号の強度を測定するステップとにより特徴付けられ、第１のフレーム間の時間スロット内の複数のセグメントの各々は、後続の各フレーム間の対応する時間スロット間の複数のセグメントの各々に１対１対応し、前記方法はさらに、
    ｄ． 第１のフレームの測定された第１の受信信号の各々を、累積期間内の後続の各フレームの対応する測定された受信信号と平均化することにより、時間スロットの各セグメントについての受信信号の強度の平均を計算するステップと、
    ｅ． 計算するステップに基づき、受信信号の強度の平均の最大値を選択することにより信号強度を推定するステップと、
    ｆ． 次のフレーム間の時間スロット内の複数のセグメントの各々において受信信号の強度を測定するステップと、
    ｇ． ステップｄ．で収集した測定値の各々を、ステップｆ．で取った測定値と平均化することにより、時間スロットの各セグメントについての受信信号の強度の平均を再計算するステップと、
    ｈ． ステップｅ．を繰返すステップとにより特徴付けられる、方法。
16. 時間スロット内の干渉を推定するためのシステムであって、
    予め規定された累積期間内の各フレーム間の時間スロット内の複数のセグメントの各々において受信信号を検出するための回路を含み、累積期間内の第１のフレーム間の時間スロット内の複数のセグメントの各々は、後続の各フレーム間の対応する時間スロット間の複数のセグメントの各々に１対１対応し、前記システムはさらに、
    受信信号の強度を測定するための回路と、
    受信信号の強度の測定値を格納するためのコンピュータ読取可能な媒体と、
    処理装置とを含み、前記処理装置は、
    累積期間内の第１のフレームの測定された受信信号の各々を、後続の各フレームの対応する測定された受信信号と平均化することにより、時間スロットの各セグメントについての受信信号の強度の平均を計算するステップと、
    計算するステップに基づき、受信信号の強度の平均の最大値を選択することにより、受信信号に起因し得る干渉を推定するステップとを実施するためのものである、システム。
17. 受信信号の強度を測定するための回路、およびコンピュータ読取可能な媒体は、信号強度受信機に一体化される、請求項１６に記載のシステム。
18. コンピュータ読取可能な媒体は、基地局の送受信機メモリを含む、請求項１６に記載のシステム。
19. コンピュータ読取可能な媒体は、基地局送受信機（ＢＴＳ）メモリを含む、請求項１６に記載のシステム。
20. コンピュータ読取可能な媒体は、基地局コントローラメモリを含む、請求項１６に記載のシステム。
21. コンピュータ読取可能な媒体は、移動交換センターのメモリを含む、請求項１６に記載のシステム。
22. 処理装置は、信号強度受信機に一体化される、請求項１７に記載のシステム。
23. 処理装置は、基地局送受信機に一体化される、請求項１６に記載のシステム。
24. 処理装置は、基地局送受信機（ＢＴＳ）に一体化される、請求項１６に記載のシステム。
25. 処理装置は、基地局コントローラに一体化される、請求項１６に記載のシステム。
26. 処理装置は、移動交換センターに一体化される、請求項１６に記載のシステム。

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