JP3734919B2 - 無線通信システムにおける編成パラメータを決定するための方法 - Google Patents
無線通信システムにおける編成パラメータを決定するための方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、概して、無線システムに関し、そして特に、そのようなシステムの編成に関する。
【０００２】
【関連出願に対する相互参照】
この出願は参照によって本明細書に組み込まれている1995年１２月２１日出願の「無線通信システムの編成のための方法および装置(Method and Apparatus for Wireless Communications System Organization)」と題する米国特許出願第08/575,974号に関連する。
【０００３】
【発明の背景】
セルラ・システムなどの従来の無線電話システムは、セルと呼ばれている地理的な領域をカバーするために一緒に配置されている送信機および受信機を備えたセルサイトを使用する。特定の地理的領域内に配置されたいくつかのセルサイトが移動電話交換局（ＭＴＳＯ）と呼ばれるマスタ・コントローラに結合されている。ＭＴＳＯはセルサイトを制御し、公衆電話網（ＰＳＴＮ）に対するインタフェース接続を提供する。
【０００４】
従来の各セルサイトはそのセルサイトによってカバーされるサービス・エリア内の移動ユニットと通信するために、あらかじめ割り当てられたチャネルを使用する。各チャネル・セットは普通は一対の搬送波周波数を含んでおり、各搬送波周波数は移動ユニットとのそれぞれのアップリンクまたはダウンリンクの通信のために使われている。隣接しているセルサイトは異なるチャネル・セットを使ってその同じチャネルおよび隣接するチャネル上での隣接するサービス・エリア間の妨害を回避する。
【０００５】
従来のセルラ・システムはハンドオフと呼ばれる手順によって加入者に対して移動性を提供する。この手順によると、地理的に隣接しているセルサイトは隣接セルサイトと考えられる。隣接セルサイトは移動ユニットが現在のセルサイトの境界を横切る時に呼出しを転送できるセルサイトである。隣接リストと呼ばれるデータ・テーブルは特定のセルサイトからハンドオフを受け取ることができるセルサイトを規定している。さらに、システムの同時通信能力を増加させるために、２つの十分に離れた基地局が同時に同じチャネルを使う、チャネルの再使用が採用されている。
【０００６】
セルサイトの送信パワー以外に、特定のセルサイトに割り当てられているチャネル・セットおよび隣接リストはそのシステムの動作特性を定義するシステム編成パラメータの例である。そのようなパラメータはシステムのインストレーション（据え付け）に先立って伝搬モデルを使って決定されるのが普通である。インストレーションの後、その決定されたパラメータ設定によって生み出されるシステムのカバレージ・エリア（到達領域）がフィールド・テストによってチェックされる。代表的なフィールド・テストの間に、移動テスト・ユニットは基地局およびテスト・ユニットがそれぞれのテスト周波数を送信しながら、そのサービス・エリア全体を移動する。そのテスト・ユニットが１つのサンプリング位置から次の位置へ移動する時、それぞれのテスト周波数の信号強度およびその対応している地理的位置がそれぞれの基地局およびテスト・ユニットにおいて検出され、そのシステムが意図されているカバレージ・エリアに対してサービスを提供できるかどうかが検証される。
【０００７】
通常の無線通信システムには、そのような変化を自動的に識別してパラメータ設定を適応させる機能はない。パラメータ設定の調整が必要であることが多い環境の変化としては、戸外のセルラ・システムに建物または室内のシステムの追加された壁または現在のシステムにごく近接している別の無線通信システムの施設などの、カバレージ・エリア内の構造物の構築などがある。そのような変化により、システムの性能が劣化するので、設置者が再度カバレージ・エリアのコンピュータモデル化を実行して適切なパラメータ設定値を決定しなければならなくなることが多い。
【０００８】
それぞれのセルサイトによって使われる周波数チャネルを決定する、機能の制限された１つの方法が1995年の「IEEE Global Telecommunication Conference Record」第1517頁乃至第1521頁に記載のＭ．アルムグレン外による「ＴＡＣＳにおける適応型チャネル割り当て(Adaptive Channel Allocation in TACS)」の中で記述されている。それは参照によって本明細書に組み込む。この方法によると、各セルサイトはそれぞれのチャネル・セット上でずっと受信された信号の強度（ＲＳＳ）を監視し、妨害の最も小さい通信を確立するためのチャネルを使用する。
【０００９】
また、いくつかの時分割複数アクセス（ＴＤＭＡ）システム、例えば、電気通信工業会の協会暫定規格136(Telecommunication Industry Association Interim Standard 136、TIA IS-136規格）は限定されてはいるがシステムの動作中に動的にチャネルを割り当て、より大きなスペクトル効率および通信容量を達成する能力を備えている。そのようなシステムにおいては、セルサイトは遊んでいる移動ユニットに異なる通信チャネルのＲＳＳまたはビット誤りレートを測定するように要求することができ、そしてその測定された情報をセルサイトへ送り返すことができる。そのようなＲＳＳまたはビット誤りレートの情報はそれぞれのチャネルにおける妨害を示している。次に、妨害の最も小さいチャネルを使ってその移動ユニットとの通信を確立することができる。しかし、そのような動的割り当て技法はＲＳＳ情報を提供するそれぞれの移動ユニットに対するチャネルの割り当てに限定される。
【００１０】
従って、システム編成パラメータの実質的に自動化された決定を採用し、そして環境の変化に対して調整することができる、スペクトル効率の高められた無線電話システムに対するニーズが存在する。
【００１１】
【発明の概要】
本発明はシステムのカバレージ・エリアの信号伝搬特性を有利に決定することによって、無線通信システムにおけるシステム編成パラメータの決定における１つのレベルの自動化を提供する。この信号伝搬特性はカバレージ・エリア全体にわたって、そのシステムの基地局と複数の無線端末との間の経路の損失関連の特性の測定に基づいている。経路損失に関連する特性は、例えば、経路損失、ビット誤りレート、ワード誤りレートおよびフレーム誤りレートなどの経路損失に部分的にまたは全面的に基づいている測定可能な特性を指す。経路損失は２つの場所の間で転送される信号のパワーにおける減衰を指す。カバレージ・エリアは無線端末が実質的に中断されずに基地局と通信することができる地理的領域を指す。
【００１２】
本発明によると、カバレージ・エリア内にいる加入者に関連付けられた無線端末が、経路損失の特性に対する測定を提供することが可能である。そのような特性の１つとして、システムの基地局から既知のパワー・レベルで送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳ）を測定している無線端末によって求められる経路損失を使うことができる。基地局は既知のパワー・レベルで送信しているので、基地局と測定中の無線端末のそれぞれの場所との間の経路損失は、既知の送信パワーとＲＳＳの測定値との間の差に基づいて求めることができる。求められた経路損失は基地局の送信パワーにおける対応している増加または減少に基づいて、測定中の無線端末の場所で受信された信号強度を予測するために使うことができる。さらに、それぞれの基地局と測定中の無線端末の場所との間の同じ通信チャネルまたは隣接の通信チャネルにおいて送信される信号の、個別の、および累積的な妨害特性もそのような特性から得られる。
【００１３】
従来のシステムのいくつかは特定の移動ユニットに関する単独の特定のパラメータ設定を識別する限られた能力を有しているが、本発明におけるカバレージ・エリアの信号伝搬特性の新しい、そして目立たない使用によって、複数の無線端末に影響する可能性のある重要な各種のシステム・ベースの設定値を求めることができる。そのような信号伝搬特性は長期間にわたって採取される測定値から求められる。この特性から求めることができるパラメータ設定値の例としては、隣接リスト、基地局の追加または削除の設定などを含んでいるチャネルおよび、基地局の送信パワーを再使用できる基地局の集合などがある。例えば、基地局の送信パワーの設定値は経路損失を使って直接に求めることができる。隣接リスト、および同じまたは隣接しているチャネルを効果的に再使用できるような基地局の決定は予測される追跡妨害効果から得られる隔離値を使って求めることができる。隔離値は特定の基地局またはそのサービス・エリアから発する信号の、別の基地局およびサービス・エリアから発している妨害信号からの相対的な信号隔離を特性付ける。
【００１４】
経路損失に関連する特性の測定値は無線通信システムの通常の動作中に得られるので、パラメータ設定値は自動的に有利に更新することができる。従って、システムは信号の伝搬に影響するカバレージ・エリアまたはシステムで変化が発生した時に費用の掛かる再モデリングおよびフィールド・テストを必要としない。また、本発明は従来のインストレーション技法のフィールド・テスト時に普通は必要となる地理的な場所などの複雑で厄介な情報を記録しなくて済む。
本発明のその他の特徴および利点は次の詳細な記述および付属図面から容易に明らかとなる。
【００１５】
【発明の詳細な記述】
本発明はシステムのカバレージ・エリアの信号伝搬特性を使って、無線通信システムにおけるシステム編成パラメータの設定値を決定するための技法に関する。信号伝搬特性は基地局とそのカバレージ・エリア内で動作している無線端末との間の経路損失に関連する特性の測定値に基づいている。システム編成パラメータは無線端末のアクセス・パラメータを含む通信システムの動作に決定することができるシステム特性を指す。
【００１６】
本発明に従って求めることができるシステム編成パラメータの例としては、隣接リスト、チャネルを再使用することができる基地局、無線端末の送信パワーの設定値などの無線端末アクセス・パラメータ、およびシステムへの基地局の追加またはシステムからの基地局の削除時の設定を含む、基地局送信パワーの設定値などがある。パラメータの設定値を決定する時、その設定値はカバレージ・エリア内の無線端末との通信を確立する際にシステムによって使われる。しかし、そのパラメータの決定は各通信の確立に先立って行なわれる必要はなく、システムの設置時またはシステムの動作中に間欠的に行なうことができる。
【００１７】
パラメータ設定値を求めるために使われる信号伝搬特性は、例えば、カバレージ・エリア全体の場所における受信信号強度または妨害の予測を行なうことができる、複数の経路損失に関連する特性の１つのテーブル、二次元または多次元の行列または他の数学的表現の形が可能である。経路損失に関連する特性は、例えば、経路損失、ビット誤りレート、ワード誤りレートおよびフレーム誤りレートなどの経路損失に部分的に、または全面的に基づいている測定可能な特性を指す。経路損失は２つの場所の間で転送される信号のパワーにおける減衰を指す。カバレージ・エリアは無線端末が実質的に中断されずに基地局と通信することができる地理的領域を指す。信号伝搬特性を求める際に、経路損失に関連する特性の測定値をシステムの動作中に長期間にわたって取ることができる。経路損失、経路損失関連特性の一例は複数のシステムの基地局の既知の送信パワーと、カバレージ・エリア内の異なる場所において複数の無線端末によって測定される、対応している受信信号強度との間の差から求めることができる。
【００１８】
本発明によってシステム編成パラメータが決定される無線通信システムの一例が図１に示されている。このシステムは移動交換センター（ＭＳＣ）２５に接続されている３つの基地局５、１０および１５（５−１５）を含んでいる。ＭＳＣ２５は適切な中継回線３０によって公衆電話網（ＰＳＴＮ）３５に接続されている。システム１が室内のシステムであるか、あるいはオフィス・ビルまたはキャンパス内などのカバレージ・エリアの比較的狭い戸外のシステムである場合、ＭＳＣ２５は私設電話交換局（ＰＢＸ）経由でＰＳＴＮに代わりに接続することができる。
【００１９】
ＭＳＣ２５は無線端末４０とそれぞれの基地局５−１５との間の、そしてＰＳＴＮ３５に対する呼出しを回送することを担当する。カバレージ・エリアが狭いアプリケーションの場合、適切なＭＳＣおよび基地局の例としては、Celcore社製の小型のＭＳＣ装置およびLucent Technologies,Inc.製のマイクロセルがある。カバレージ・エリアが広いアプリケーションの場合、ＭＳＣおよび基地局の例としては、Lucent Technologies,Inc.などの無線インフラストラクチャ・メーカによって製造された製品がある。無線通信の方法は本発明を実施するのに重要ではなく、例えば、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式または従来のアナログ技法以外に、電気通信工業会(Telecommunication Industry Association)の暫定規格１３６(IS-136)によるＴＤＭＡ方式などの時分割複数アクセス（ＴＤＭＡ）方式などが可能である。
【００２０】
図２は意図されている四角形のカバレージ・エリア１００に対してサービスを提供するように配置されている図１の基地局５−１５を示している。そのようなシステムの場合、カバレージ・エリアは、例えば、オフィス・ビルディングのフロアに対して、例えば、セルラ通信サービスなどの無線通信を提供するために１００ｍ×２００ｍとすることが可能である。カバレージ・エリアのサイズおよび形状および配置される基地局の数は本発明を実施するのに重要ではない。示されているカバレージ・エリア１００はオフィス・ビルディングのフロアを表すことができるが、本発明の技法は各種の無線システムにおいて有用であることは容易に理解されるはずである。それらは、例えば、オフィス・ビルディングの複数のフロア、空港の施設またはショッピング・モールに対してサービスを提供するような他の室内のシステム、そしてＰＣＳシステム以外に従来のセルラ電話システムなどのキャンパスまたは比較的大きなシステムに対してサービスを提供している戸外のシステムなどがある。
【００２１】
各基地局５、１０および１５はそれぞれのサービス・エリア１０５、１１０および１１５（１０５−１１５）において無線端末４０に対して通信を提供する。サービス・エリア１０５−１１５のサイズの例は、基地局５−１５のそれぞれの送信パワーおよび基地局５−１５が動作している環境によって変わる。重複領域（図示せず）がサービス・エリア１０５−１１５の間に存在し、それによって隣接している基地局の間のハンドオフができ、無線端末がサービス・エリアの境界を横切る時に通信が実質的に中断されないようにしている。適切な重複領域としては従来の無線システムにおいて使われているような領域があるが、図を簡単にするためにここは示されていない。
【００２２】
本発明による図１および図２のシステムに対するシステム編成パラメータを決定するための方法の一例が、基地局５−１５からの既知のパワーでの送信された信号の無線端末４０によって採取された受信信号強度（ＲＳＳ）測定値に基づいた経路損失に関して記述される。そのような経路損失に関連する特性測定は説明の目的だけのものであり、本発明によって、他の経路損失に関連する特性測定値、例えば、ビット、ワードまたはフレームの誤りレート、または無線端末４０によって送信された信号に基づいて、基地局５−１５によって採取されるべきそのような測定値に対して採用することが可能である。
【００２３】
例に示されている方法によると、ＲＳＳの測定データはそれぞれの基地局５−１５から送信された信号に基づいて無線端末４０によって収集される。そのような収集されたデータを基地局５−１５のうちの少なくとも１つに対して送信することができる。１つの無線端末４０がその端末の場所に対してサービスを提供している対応している基地局に対してＲＳＳ測定に関するデータを送信することができる。そのＲＳＳデータは、その端末が活性化されてその基地局に登録された時、ページに対して応答する時、呼出しを発信するとき、および／または呼出しのときに間欠的に、あるいは他の時刻において無線端末４０によって送信されるようにすることができる。現在のディジタル通信の標準規格のいくつかは無線端末がそのような測定を行なうための備えを含んでいる。それらは、例えば、ＩＳ−１３６のモービル支援型ハンドオフ（ＭＡＨＯ）およびモービル支援型チャネル割り当て（ＭＡＣＡ）の機能などがある。無線端末４０は、例えば、ラップトップ・コンピュータまたはパーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）に対するセルラまたはＰＣＳ電話またはポータブル無線モデムなどの移動ユニットであることが可能である。
【００２４】
基地局５−１５はそれぞれのビーコン周波数においてテスト信号を送信し、無線端末４０によって採取されるＲＳＳ測定値に対する基準信号を提供することができる。基地局５−１５によって採用されるビーコン周波数はその近くにある他の基地局によって使われていない周波数であり、そしてそれに対応してＲＳＳ測定のために使われるテスト信号に対する信号源の基地局の識別情報を提供する。代わりに、単独のビーコン周波数を基地局からテスト信号として採用することができる。その基地局はそれぞれのタイミング間隔において、そして特定のシーケンスでその信号を送信し、それぞれの信号源基地局の識別情報を示す。ＲＳＳ測定に対してビーコン周波数信号を使うことは本発明における制限事項を意味するものではなく、無線端末４０によって検出される信号の信号源を識別するために他の技法を採用することができる。
【００２５】
次の表１−１乃至１−３にはそれぞれの場所をサービスしている基地局５−１５に対応している無線端末４０によって測定された信号強度の例のリストが示されている。説明を簡単にするために、表１−１乃至１−３の左の欄には無線端末の参照番号が現われているが、そのような参照番号は本発明の動作には不要である。表１−１の中のデータは、図を簡単にするために図２の中のサービス・エリア１０５の中にはすべては描かれてはいない１８台の異なる無線端末４０からのＲＳＳデータに適応している。表１−２および１−３の中のＲＳＳデータは、それぞれのサービス・エリアの中にいる１８台および２６台の他の無線端末４０からのデータである。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
無線端末４０による実際の受信パワーの測定は、その無線端末の検出機能によって制限される。従って、高い方のパワーの読みは、その受信機の測定範囲の上限にクリップされ、同様に、低い方のパワー・レベルは、その端末の「ノイズ・フロア」によって制限される。
【００３０】
表１−１、１−２および１−３の中の各行は、それぞれの無線端末４０によるカバレージ・エリア内の１つの場所において実質的に採取された測定値に対応している。その場所は部分的に基地局のサービス・エリアのサイズに基づいたそれぞれのサイズの領域であることが可能である。例えば、大型の戸外のシステム、例えば、従来のセルラ電話システムの場合、その場所は数十平方メートル程度に大きいことが可能であり、一方、オフィス・ビルディングの中などの室内のシステムにおいては、場所は約１／４平方メートル程度に小さくすることができる。
【００３１】
さらに、特定の無線端末４０によって行なわれるすべてのＲＳＳ測定値が、それぞれの基地局すべてによって送信される信号に対するデータを含んでいることは重要ではない。ＲＳＳデータは基地局の合計数より少ない特定の無線端末の場所で収集することができる。システムの編成パラメータを決定する際に使われるべきＲＳＳ測定値の数は決定されるべきパラメータに部分的に基づいており、そして以下に詳細に記述される。
【００３２】
表１−１、１−２および１−３の中に含まれているＲＳＳデータと既知の基地局送信パワーの設定は、その測定値が収集された無線端末の場所と、その測定されている信号を発生した基地局との間の経路損失の特性を提供する。経路損失Ｌは次の式（Ａ）に従って無線端末４０によって受信された信号のパワーＳ1から求めることができる。
Ｌ＝Ｓ2−Ｓ1＋Ｇbase＋Ｇterm （Ａ）
但し、Ｓ2は基地局の送信パワーであり、ＧbaseおよびＧtermはそれぞれ基地局および無線端末の定格アンテナ利得である。通常の無線端末のアンテナ利得Ｇtermは無指向性アンテナの場合約０−３ｄＢの範囲にあるのが通常であり、そして従来のセルラ電話の基地局のＧbaseは１０ｄＢのオーダであることが多い。基地局のアンテナ利得Ｇbaseは戸外のシステムなどの小型の無線通信システムの場合、例えば、約０乃至３ｄＢである。
【００３３】
経路損失の情報によって、異なる基地局の送信パワーの設定値に基づいて無線端末の場所によって受信される信号強度を予測することができる。さらに、異なる基地局からの１つの場所において受信された信号強度の累積的予測によって、図３に関して以下に詳細に記述されるようなカバレージ・エリア１００の中の妨害特性を求めることができる。
【００３４】
表１−１、１−２および１−３は説明の目的だけのための、カバレージ・エリア内の６２の場所に対するデータを含んでいる。しかし、システム・パラメータを求めることができるようにするためには、基地局５−１５とカバレージ・エリア１００の領域との間の経路損失の実質的に正確な表現を提供するために、本発明に従って十分に大きな数のＲＳＳの測定値を、異なる場所から採取する必要がある。パラメータの決定に使われたＲＳＳ測定値の数が少な過ぎた場合、カバレージ・エリアの十分な特性が得られない結果となり、パラメータの設定の決定が不正確になる可能性がある。基地局のサービス・エリア内の対応している場所において採取されるＲＳＳ測定値の数は、例えば、約数百から数千になる可能性がある。
【００３５】
従って、通信トラフィックが比較的大きい戸外のシステムの例では、パラメータ設定の決定のための十分大きな数のＲＳＳデータを数分程度の間隔で、あるいは、数時間ごとに採取することができる。これと対照的に、ユーザの数が制限されている、例えば、１０以下の数のユーザでの室内システムの例においては、パラメータの設定または調整を決定するために、カバレージ・エリア内の信号の伝搬を十分に特性評価するための十分な数のＲＳＳデータの測定値を、数日の程度の時間で採取することができる。さらに、必要に応じてパラメータ設定を検出して調整するために、定期的に、あるいはシステム動作時に、間欠的にＲＳＳデータを収集することが有利である。
【００３６】
ＲＳＳ測定値から得られる特徴的な経路損失の特性によって、送信パワー、隔離値、隣接リスト、チャネルを再使用することができる基地局の数、無線端末のアクセス・パラメータおよびシステム１の中の基地局の追加または削除のための送信パワーなどの各種の重要なパラメータ設定値を決定することができる。このようなパラメータの決定について以下に説明する。しかし、これらのパラメータの決定は本発明に従って求めることができるパラメータの代表的なものであり、すべてを尽くしているわけはなく、本発明を制限するものではない。
【００３７】
Ｉ．基地局のパワー・レベルの設定値
基地局５−１５の１つから送信される信号からカバレージ・エリアの場所において受信される信号強度は次の式（Ｂ）に基づいて都合良く求めることができる。
Ｓ1＝Ｓ2−Ｌ＋Ｇbase＋Ｇterm （Ｂ）
定格のアンテナ利得Ｇbase＋Ｇtermおよび経路損失Ｌは定数であると考えることができるので、無線端末４０によってサービス・エリア内の１つの場所において受信される信号強度Ｓ1は送信される信号のパワーＳ2に直接比例する。
【００３８】
式（Ｂ）によると、送信信号パワーＳ2が相対的に変化すると、その場所における受信信号強度Ｓ1がそれに対応して変化する。従って、新しい基地局送信パワーＳ2Newに対して１つの場所において受信されることによる信号強度Ｓ1Newは次のようになる。
Ｓ1New＝Ｓ1RSS＋（Ｓ2New−Ｓ2RSS）
但し、Ｓ1RSSはＲＳＳデータの収集時に得られた表１−１、１−２または１−３からのＲＳＳ値であり、そしてＳ2RSSはＲＳＳデータの収集値に使われた既知の基地局送信パワーである。
【００３９】
例えば、表１−１、１−２および１−３の中のＲＳＳデータを発生するために、基地局１０に対して１０ｄＢｍの基地局送信パワー設定Ｓ2が例として使われた場合、基地局の送信パワーを１０から１５ｄＢｍに増加すると、測定場所における受信信号強度がそれに対応して表１−１、１−２および１−３の第２カラムの中にリストされているＲＳＳ値より５ｄＢｍだけ増加する。例えば、基地局５からの表１−１の中の参照番号１の無線端末の場所において受信される信号強度は−５５ｄＢｍ、すなわち、対応しているリストされたＲＳＳ値の−６０ｄＢｍより５ｄＢ高い値となる。
【００４０】
従って、本発明によると、基地局のパワー・レベルを、例えば、カバレージ・エリア１００の中の場所の９５％が少なくとも−９０ｄＢｍのしきい値信号強度を受信することができるように決定することが可能である。そのような制約は説明の目的だけのためであり、本発明に従って必要なカバレージ・エリアを決定するために他の制約を採用することも可能である。説明を簡単にするために、基地局５−１５は５ｄＢｍのステップで０ｄＢｍ−２０ｄＢｍの範囲内のパワー・レベルを持つ送信信号に限定されている。
【００４１】
次の例の場合、表１−１、１−２および１−３の中にリストされているＲＳＳデータを発生した基地局５、１０および１５の送信パワー設定値はそれぞれ、特に断らない場合、１０、１０、１５ｄＢｍであると仮定される。そのような送信パワー設定において、基地局５のサービス・エリア内の１８箇所の測定場所のうちの１７箇所は表１−１のカラム１に示されているような基地局５によって送信される信号に対するＲＳＳしきい値条件を満足する。このしきい値の条件を満たさない唯一の測定された場所である参照番号１８の無線端末の場所では、−９１ｄＢｍの信号強度を受ける。結果として、１０ｄＢｍで送信している基地局５のサービス・エリアに対して９４％（１７／１８×１００％）のカバレージ・割合が得られる。従って、基地局５の送信パワーを１５ｄＢｍへ１ステップだけ増加させることによって、無線端末Ｎｏ．１８の場所において５ｄＢｍの信号強度の増加があり、−８６ｄＢｍとなる。
【００４２】
同様に、基地局１０のサービス・エリアのカバレージ・割合も９４％である。というのは、無線端末の測定が行なわれた１８の場所のうちの１７が表１−２の第２カラムの中に示されているように、１０ｄＢｍでの基地局の送信についての−９０ｄＢｍのしきい値条件を満足するか、あるいはそれを超過しているからである。参照番号３６の無線端末の場所では受信信号強度は−９２ｄＢｍであり、これはしきい値条件を満足しない。従って、基地局５の場合のように、基地局１０の送信パワーを５ｄＢｍだけ増加して１５ｄＢｍに上げることによって１００％のカバレージ・エリアが得られる。
【００４３】
しかし、基地局の送信パワー設定が増加または減少されるにつれて、次の例で記述されるように、サービス・エリアの相対的なサイズが対応して変化する。基地局１５のサービス・エリアにおいて、ＲＳＳ測定値が採取された２６の場所のうちの２４箇所が１５ｄＢｍでの基地局１５による送信された信号による受信信号強度の条件を満足している。特に、参照番号６１および６２の無線端末は基地局１５によって生成された信号から−９２ｄＢｍの信号強度を受信する。従って、そのサービス・エリア内の９２％（２４／２６×１００％）の場所だけが基地局１５からのしきい値を満足する。
【００４４】
それにもかかわらず、基地局１５の送信パワーを変更する必要はない。というのは、基地局５および１０の送信パワーを増加させることによって、基地局５および１０のサービス・エリアのサイズが増加し、基地局１５によってカバーされていない表１−３における２つの場所をカバーするからである。特に、参照番号６１の無線端末がその測定値を採取した場所では、１５ｄＢｍで送信している基地局５から−８６ｄＢｍの信号強度を受信し、そして参照番号６２の無線端末がその測定値を採取した場所においてはやはり１５ｄＢｍで送信している基地局１０から−８６ｄＢｍの信号強度を受信する。それぞれの基地局によって影響されるサービス・エリアの相対サイズは送信パワーによって変わるので、表１−１、１−２および１−３の中にリストされているものより多い数のカバレージ・エリア内の場所からのＲＳＳ測定値を使うことが望ましいことが多い。
【００４５】
さらに、１００％のカバレージ・エリアが既存のパワー・レベル設定に対して検出される場合、そのカバレージ・エリアのしきい値条件を依然として満足しながら、その対応している基地局の送信パワーを減らすことができるかどうかを判定するのが有利であることが多い。隣接しているサービス・エリアにおける妨害を避け、チャネルを再使用できるようにするために、与えられたサービス・エリアのカバレージを得るための実質的に最低の送信パワー設定を使うことが望ましい。
【００４６】
次の表２は各基地局５、１０および１５の設定された１５ｄＢｍの送信パワー・レベルで、表１−１、１−２および１−３の中にリストされているＲＳＳ測定値を無線端末４０が採取した場所において、予測される受信信号強度をリストしている。表２の第１および第２のカラムの中の値は表１−１、１−２および１−３のそれぞれの第１および第２のカラムの中の値から５ｄＢｍ増加したものに対応している。というのは、基地局５および１５の送信パワーが５ｄＢｍ増加して１５ｄＢｍになっているからである。しかし、表２の第３カラムの中の値は表１−１、１−２および１−３のそれぞれの第３カラムの値に等しい。というのは、両方とも基地局１５の送信パワーが１５ｄＢｍに設定されているからである。第４のカラムが表２の中で追加され、これはその表のエントリーに対応している無線端末の場所に対する実質的に最も強い信号を提供することになるそれぞれの基地局を示している。
【００４７】
【表４】
【００４８】
II ．基地局のサービス・エリアのカバレージおよび重複
基地局のサービス・エリアの重複によって１つのサービス・エリアから他のサービス・エリアへ移動している無線端末４０による通信のハンドオフが可能となる。その重複を設定するための１つの方法はハンドオフのヒステリシス・リミット(hysteresis limit)を採用することである。ハンドオフのヒステリシス・リミットは、例えば、１５ｄＢなど、特定の制限された範囲内にある以外に、しきい値ＲＳＳ基準をすべて満足する２つまたはそれ以上の基地局からの信号強度を受信することができる領域としてサービス・エリア内の重複を設定する。従って、例えば、図２の中のシステム１と無線端末４０との間の通信は、第１の基地局が無線端末において実質的に最も強い受信信号強度を提供する場合、そしてその受信信号強度が−８５ｄＢｍのしきい値条件を満足する場合には第１の基地局によって提供される。この同じ無線端末の場所は、その場所において受信される信号強度が第１の基地局から受信された信号強度の１５ｄＢのハンドオフ・ヒステリシスの範囲内にあること以外に、少なくとも−８５ｄＢｍであった場合、第２の基地局によってもカバーすることができる。結果として、その場所を通過している無線端末４０は第１の基地局から第２の基地局へのハンドオフによってその通信を行なうことができる。
【００４９】
表３は表２の中にリストされている信号強度に基づいており、そして１５ｄＢのヒステリシス・ハンドオフのリミットを仮定してそれぞれの領域をカバーする基地局を含んでいる。表３の中で、「１」はその対応している領域が特定の基地局によってカバーされることを意味し、そして「０」はその特定の基地局によってその領域に対するカバレージは提供されないことを示している。例えば、表２の中の参照番号１４の無線端末の場所において、基地局１０からの受信信号強度は−９３ｄＢｍであり、その値は−８５ｄＢｍ以下であるので、この基地局は表３の中で「０」によって示されているように、参照番号１４の無線端末の場所をカバーしない。しかし、基地局５および１５からの受信信号強度はそれぞれ−６４および−６５ｄＢｍであり、それらは−８５ｄＢｍのしきい値より上であり、互いの１５ｄＢｍの範囲内にある。従って、基地局５および１５は表３の中で「１」によって示されているように、領域２４をカバーする。
【００５０】
反対に、表２は参照番号３０の無線端末の場所において、基地局１０および１５からの受信信号強度は−８５ｄＢｍより大きいことを示している。しかし、基地局１０だけがその場所にサービスすると考えられる。というのは、基地局１０と１５からの受信信号における差が２１ｄＢであり、それは１５ｄＢのリミットより大きいからである。従って、表３の中で、無線端末Ｎｏ．３０の場所は基地局１０によってのみサービスされるように示されている。
【００５１】
【表５】
【００５２】
一対の基地局の間のサービス・エリアの重複以外に、それぞれの基地局によってサービスされるカバレージ・エリア１００の割合を表３から求めることもできる。カバレージ・エリアの割合は特定の基地局によってサービスされるとして示されているカバレージ・エリアの場所の数によって求めることができる。例えば、表３の中の基地局５によってサービスされる領域の数は３０である。従って、基地局５によってサービスされるカバレージ・エリアの割合は４８％（３０領域／６２合計の場所）である。
【００５３】
同様に、基地局間のサービス・エリアの重複の割合を求めることもできる。基地局５によってカバーされる３０の領域のうちの１３の場所が他の基地局によってカバーされ、カバレージ・重複の割合は４３％（１３／３０×１００％）となる。同様に、基地局５と１０との間のカバレージ重複の割合は７箇所において発生し、それはカバレージ・エリア１００の１１％（７／６２×１００％）である。
カバレージ・エリアの割合およびカバレージの重複はそのカバレージ・エリアに対するサービスを提供する際の各基地局の有効性を示している。例えば、カバレージ・エリアおよび重複の割合が次の表４の中に含まれている。
【００５４】
【表６】
【００５５】
III ．システムからの基地局の除去
表３はサービスが３つの基地局を使ってカバレージ・エリア１００に対してサービスが提供できることを示しているが、１つの基地局がルーチン保守、修理、そのカバレージ・エリア内の基地局の数の減少または他の原因のためにその基地局が稼働しないような時に、より少ない数の基地局を使ってそのようなカバレージまたはそれより劣るカバレージが提供され得るかどうかを知ることができる。そのような判定は表１の中にリストされている３つの基地局５−１５に対する無線端末４０によって採取されたＲＳＳ測定値からそのような決定を行なうことができる。
【００５６】
図２の通信システム１が基地局の数を減らして運用できるかどうかの判定は、取り除かれる基地局のサービス・エリアに対するカバレージを提供できる、残りの基地局（もし、あれば）の必要な送信パワーを求めることによって行なうことができる。さらに、そのような判定はカバレージ・エリア１００の他の領域において許容できない妨害が、その必要な送信パワーによって生じるかどうかの判定を含まなければならない。
【００５７】
システム１が基地局の数を減らして運用できるかどうかの決定を行なうための方法の一例は、取り除かれる特定の基地局によって送信されている信号のＲＳＳ測定値を除外して、セクションＩの中で記述されている基地局送信パワー・レベルの調整のための方法を実行することである。この送信パワーの決定は残りの基地局が所望のカバレージ・エリア１００に対するサービス・カバレージの許容できるレベルを提供できるように行なわれる必要がある。さらに、この方法はシステムのより少ない数の基地局でカバレージ・エリア１００がサービスされ得るかどうかを識別するために、基地局５−１５の各々を個々に取り除いて結果のカバレージをテストするために各基地局に対して実行することもできる。１つの基地局が取り除かれた後、そのシステムは基地局の数が減った状態で運用されている場合、残っている基地局の送信パワーをさらに調整することが有利であるかどうかを判定するために、さらに間欠的なＲＳＳ測定値を得ることが望ましい場合がある。そのような時、セクションＶにおいて以下に詳細に説明されるように、隣接リストおよび隔離値を更新することがさらに有利となる。
【００５８】
IV ．システムに対する基地局の追加
例えば、カバレージ・エリア１００の中の無線通信の平均の数がシステムの呼出しの容量に接近するか、あるいはそれを超過する時に、既存の無線通信システムに対して新しい基地局を追加することが望ましい。システムに新しい基地局を追加することによって、呼出しの容量が増加する。新しい基地局の位置は処理している呼出しトラフィックの比較的大きい基地局の近くにすることができる。次に、本発明の方法によって、既存の基地局以外にそのような新しい基地局の送信パワーの設定値を求めることができる。さらに、そのような時に、セクションＶで以下に説明されるように、基地局が追加されたシステム１に対して隣接リストおよび隔離値を更新することも望ましい。
【００５９】
送信パワーを決定するための技法の一例は、セクションＩにおいて以前に説明された送信パワーの調整方法を含む。この技法に従って、新しい基地局は初期の期間に対する呼出しを扱うことなしに、ビーコン周波数を持つ信号を送信することが許される。この初期期間において、他の基地局はそれぞれの既存の送信パワーの設定値を維持している。また、この初期期間の間、その新しい基地局のビーコン信号に関しての測定値を含めて、無線端末４０からＲＳＳ測定値が得られる。
【００６０】
その新しい基地局によるカバレージ・エリア内の信号の伝搬特性を得るために十分な数のＲＳＳ測定値が収集された後、その新しい基地局に対するものを含めて基地局の送信パワーの設定値が、セクションＩの中で以前に説明された方法によってそれぞれのサービス・エリアのカバレージを確立するために調整される。その後、その新しい基地局は呼出しを完了するために活性化される。従って、新しい基地局は実質的にそのシステムの動作を乱すことなく、そして設置者によって費用の掛かるシステム・モデリングおよびフィールド・テストを必要とせずに、既存のシステムの中に有利に組み込むことができる。
【００６１】
基地局を組み込むためにカバレージ・エリアの特性を十分に把握するのに必要な初期期間の持続時間およびＲＳＳ測定値の数は、そのシステムが室内のシステムであるか、あるいは戸外のシステムであるかどうか、そしてそのカバレージ・エリアの環境などのシステムのタイプによって大幅に変わる。しかし、新しい基地局が設置される時の基地局の送信パワーの設定値を調整するために使うことができるＲＳＳ測定値の数の一例は数百の程度である。
【００６２】
追加された基地局の送信パワーを求めるための代わりの方法は、その新しい基地局に対して周波数の割り当てを提供し、そしてその基地局が比較的小さい送信パワーを使ってそのエリア内の無線端末との通信を確立することができるようにする方法である。その新しい基地局に対してＲＳＳデータが収集され、隣接している基地局に対するその対応している妨害効果がまとめられた後、そのパワー・レベルをそれに従って調整することができる。そのような技法は前に説明された通信を行なっていない初期期間を設けることなしに、その新しく設置された基地局が通信を提供することができるという点において有利である。新しい基地局に対して採用される比較的小さい初期のパワー設定値は、システムのタイプおよびその隣接基地局に対する接近度によって大幅に変わるが、そのようなパワーは一例として戸外のシステムの場合２０ｄＢｍのオーダであり、一例として室内のシステムの場合は１ｄＢｍのオーダとすることができる。
【００６３】
Ｖ．隔離値、隣接リストおよびチャネルの再使用
表１−１乃至１−３のそれぞれにおいて示されているＲＳＳの測定値および場所のカバレージを使って、本発明に従って隔離値を生成することができる。隔離値は基地局におけるチャネル、または或る場所の無線端末におけるチャンネルについて、他の基地局または無線端末がその同じチャネル上で送信することが許された場合に妨害する無線周波数隔離の測度である。言い換えれば、隔離値は同じチャネルが使われた場合に発生する他の基地局または無線端末からの妨害信号強度に相対的な、基地局または或る場所にある無線端末において受信される信号の強度によってチャネルの妨害を示す。
【００６４】
そのようなチャネルの妨害はアップリンクまたはダウンリンクの妨害、あるいはそれらの妨害の組合せとなる可能性がある。ダウンリンクの妨害は、第１の基地局によってサービスされる場所において、他の基地局から送信される信号によって生じるチャネル妨害である。アップリンク妨害は基地局において、その基地局によってサービスされないカバレージ・エリアの場所にある無線端末によって送信される信号から生じる妨害である。
【００６５】
図３はアップリンクおよびダウンリンクの隔離値に基づいて基地局の隔離値を求めるための方法の一例２００を示している。この方法２００によって求められるアップリンクおよびダウンリンクの隔離値はさらに、搬送波と妨害波との比（Ｃ／Ｉ）に基づいている。Ｃ／Ｉ比が大きいことはチャネルの妨害から大幅に隔離されている信号を示し、一方、Ｃ／Ｉ比が小さいことはかなりなチャネル妨害を受けている信号を示す。従って、例えば、約１８ｄＢ以上である従来のセルラの基地局間の大きなＣ／Ｉ比の値は、そのような基地局が同じチャネルを使うことができることを意味し、一方、基地局間のＣ／Ｉ比が、例えば、約０ｄＢ以下であるような小さい値の場合は、以下に表８に関して説明されるように、その基地局が隣接基地局であることを意味する。この説明のための搬送波および妨害波は同じチャネルまたは同じ周波数によって発生することが容易に理解されるはずである。
【００６６】
方法２００が基地局５、１０および１５のそれぞれに対して送信パワーの設定値が１０、１０および１５ｄＢｍである図１および図２のシステムに関して説明される。前に説明されたように、基地局５のサービス・エリア１０５の中にある、ＲＳＳ測定値が収集された無線端末４０の場所が表１−１にリストされている。同様に、表１−２および１−３の中にリストされている測定場所はそれぞれ基地局１０および１５によってサービスされる。
【００６７】
図３を参照すると、サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値などのダウンリンクの隔離値がステップ２１０において求められる。サービス・エリアのダウンリンクのＣ／Ｉ比は、特定の基地局によってサービスされる場所において、他の基地局によってそのチャネル上で送信される信号からのチャネルのダウンリンク部分における妨害の１つの測度である。サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値を求めるための方法の一例は次のステップを含む。１）基地局のサービス・エリア内の個々の位置に対するダウンリンクＣ／Ｉ比を決定するステップ、 ２）特定の品質測度を使って、これらの識別された比に基づいてサービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値を求めるステップ。
【００６８】
第２の基地局からの妨害を受けている第１の基地局によってサービスされる個々の場所に対するダウンリンクＣ／Ｉ比を求めるための技法の一例は、同じ場所において第１および第２の基地局からの信号強度Ｓ2における差を計算する方法である。例えば、表５は基地局１０および１５が同じチャネル上で送信した場合に、基地局５のサービス・エリア内の場所で発生するＣ／Ｉ比の妨害の分布を示している。表５は表１−１に示されているように基地局５によってサービスされる場所だけをリストしている。
【００６９】
【表７】
【００７０】
サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値を求めるための適切な品質測度は、例えば、妨害の分布の第５の百分位数である。分布の第５の百分位数は求められたＣ／Ｉ比が最も低いサービス・エリア内の場所の５％を指す。これは基地局５によってサービスされる１８の場所における約１つの場所に対応する。（１／１８×１００％≒５％）である。従って、基地局５に対するサービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値は基地局１０および１５からの妨害に対してそれぞれ１１および−５ｄＢとなる。特に、基地局１０によって生じる実質的に最低の単独ダウンリンクＣ／Ｉ比は、参照番号５または６の無線端末の場所において１１ｄＢである。同様に、基地局１５によって生じる実質的に最低の単独ダウンリンクＣ／Ｉ比は参照番号６、１４または１５の無線端末の場所において−５ｄＢである。
【００７１】
基地局１０および１５のサービス・エリアに対するサービス・エリア・ダウンリンクＣ／Ｉ比の値またはダウンリンク隔離値は、基地局５に対して以前に説明されたのと実質的に同じ方法で得ることができる。表６はこの例におけるそれぞれの基地局のサービス・エリアに対するダウンリンクＣ／Ｉ比の値の相関を提供する。
【００７２】
【表８】
【００７３】
図３を再び参照すると、サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値がステップ２１０において得られた後、方法２００はステップ２２０においてアップリンクの基地局隔離またはＣ／Ｉ比の値を得る。アップリンク基地局Ｃ／Ｉ妨害比は第１の基地局によってサービスされる場所における無線端末からの信号に対する、第２の基地局によってサービスされる場所における無線端末によって生じるチャネル妨害を測定する。そのような妨害比の決定は第１の基地局のサービス・エリア内の各場所に対して行なうことができる。この例の場合、基地局５によってサービスされる１８の場所の各々に対するアップリンク妨害比が、基地局１０によってサービスされる１８の場所の各々における無線端末によって生じる妨害に基づいて求められる。累積のアップリンクＣ／Ｉ比を得るための適切な方法は、累積のダウンリンクＣ／Ｉ比を得るために使われた方法と実質的に同様であり、以下に図４を参照してより詳しく説明される。表７は各基地局のサービス・エリアに対するアップリンクＣ／Ｉ妨害比の値を示している。
【００７４】
【表９】
【００７５】
アップリンクＣ／Ｉ比の値がステップ２２０において求められた後、図３の方法２００は品質の測度を使って、ステップ２３０において、求められたダウンリンクおよびアップリンクのＣ／Ｉの値に基づいて基地局の隔離値を生成する。その隔離値を生成するための適切な品質測度は、例えば、表６および７にリストされているダウンリンクおよびアップリンクのＣ／Ｉ値の実質的に最小のエントリーを使って、次の隔離値の表８を生成することである。
【００７６】
【表１０】
【００７７】
隔離値がステップ２３０において生成された後、隣接リストおよびチャネル再使用の決定がステップ２４０および２５０において行なわれる。ステップ２４０におけるチャネルの再使用に関して、実質的に最小の隔離値が、例えば、１０ｄＢであって２つの基地局が同じチャネルを使うことを許可する場合、基地局５および１０は同じチャネルを使うことができる。というのは、それらの間のＣ／Ｉ比およびそれぞれの場所を含めてそれぞれの隔離値が１１ｄＢであるからである。しかし、その条件が１８ｄＢであった場合、チャネルの再使用はシステム１においては許されない。同様に、隣接する周波数チャネルを使うための２つの基地局に対して約１ｄＢの条件が使われた場合、基地局５および１０は隣接するチャネルを使うことができる。ステップ２５０における隣接リストの決定に関して、隔離またはＣ／Ｉの条件が、例えば、０ｄＢであった場合、基地局５および１０はハンドオフに対して基地局１５の隣接局であるが、基地局５および１０は表８に示されているように互いに隣接局ではない。
【００７８】
Ｃ／Ｉ比の値を生成するために選ばれた以前に説明された品質の測度は代表的なものであり、本発明を制限することを意図するものではない。Ｃ／Ｉ値のすべてまたは一部を平均化することを含めて、本発明に従って他の品質測度を採用できることは容易に理解されるはずである。さらに、その場所の個々のＣ／Ｉ比の値を操作する他の多くの方法を、単なるアップリンクまたはダウンリンクのＣ／Ｉ比の値を使うことを含めて、本発明に従って隔離値を求めるために使うことができる。さらに、表８の中に示されているものよりもっと込み入った隔離値の組合せ、例えば、アップリンクおよびダウンリンクの妨害を表している別々の隔離値などを採用する方法も使うことができる。また、マクロセルラ・システムの近くにあるローカルな私設無線通信システムとの通信に対するバイアスなどの基準を、チャネル割り当てに対する隔離値に対して追加して含めることもできる。
【００７９】
第１の基地局に対するアップリンクＣ／Ｉ比の値を求めるための方法の例３００が図４に示されている。図４を参照すると、第２の基地局のサービス・エリア内の妨害無線端末送信パワーがステップ３１０において決定される。送信パワーはそのサービス・エリア内の各測定場所に対して求めることができる。無線端末は、例えば、従来の携帯型セルラ電話における０．６Ｗなどの固定のパワーで送信することができる。しかし、やはり従来のシステムにおいて、以前に説明されたＴＩＡ ＩＳ−１３６の標準規格に適合するような従来のシステムにおいても、無線端末の送信パワーはその無線端末が通信している基地局からの制御信号によって制御することができる。基地局はそれがそのサービス・エリア内を無線端末が移動する時、実質的に一定の信号強度を受信するように、この方法において無線端末のパワーを制御する。
【００８０】
従って、第２の基地局のサービス・エリア内の場所において無線端末の送信パワーを求めるための技法の一例は、例えば、その場所と基地局との間の経路損失に基づいた−９０ｄＢｍなどの特定の信号強度を第２の基地局に提供するのに必要な送信パワーを計算することである。そのような計算に対して、基地局の送信パワーと表１−１、１−２および１−３にリストされている測定された受信信号強度Ｓ1との間の差として経路損失を求めることができる。その基地局に場所が近接している時など、経路損失が実質的に小さい場合、その無線端末の送信パワーの下限に達し、例えば、最小のパワーである−４ｄＢｍを使うことができる。
【００８１】
無線端末の妨害送信パワーがステップ３１０において求められた後、それらの送信パワーからの第１の基地局における対応している受信信号強度がステップ３２０において求められる。この決定は、ステップ３１０において求められた妨害送信パワーに対して使われたのと同様な方法で、表１の中で第１の基地局に対してそれらの場所から計算された経路損失に基づいている。次にステップ３３０において、第１の基地局によってそれ自身のサービス・エリア内の場所にある無線端末から受信される信号の強度が決定される。
【００８２】
無線端末のパワーが制御される場合、第１の基地局は、例えば−９０ｄＢｍのような実質的に一定のパワーの信号強度を受信する。しかし、そのような信号強度を提供するための送信パワーが最小の無線端末送信パワーより小さい場合、あるいは無線端末が一定のパワーで送信している場合、基地局に到達するパワーはステップ３２０に関して上記に説明されたのと実質的に同じ方法で決定することができる。そのような決定はその場所と第１の基地局との間の送信パワーおよび測定された経路損失に基づいている。
【００８３】
ステップ３２０および３３０において信号の強度が求められた後、第１の基地局のサービス・エリア内の各場所に対して、第２の基地局のサービス・エリア内の各場所からの妨害無線端末によって生成される妨害信号に基づいて、アップリンクのＣ／Ｉ比の値が計算される。この計算はステップ３４０において行なわれる。例えば、基地局５が１８箇所の場所にサービスしていて、それに対するＲＳＳデータが収集されたのは第１の基地局であり、基地局１０は他の１８の場所にサービスしていて、それに対してＲＳＳデータが収集されたのは第２の基地局であった場合、ステップ３４０において合計３２４（１８×１８）の値に対して基地局５のサービス・エリア内の１８箇所の各場所に対して１８のアップリンクＣ／Ｉ比の値が求められる。次に、ステップ３５０において品質測度がステップ３４０のアップリンクＣ／Ｉ比の値の計算に基づいた第１の基地局のサービス・エリアに対するアップリンク隔離値または単独のアップリンク基地局Ｃ／Ｉ比を求めるために使われる。方法３００をその通信システムの各基地局に対して繰り返すことができる。
【００８４】
この例において、第５の百分位数の品質測度が使われた場合、３つの基地局５、１０および１５の各々に対して求められた基地局アップリンク隔離値は表７に示されている値になる。サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比に対するのと実質的に同様に、アップリンクのＣ／Ｉ比を発生するために使われる特定の品質測度は本発明の方法を実施するために重要ではない。従って、アップリンクのＣ／Ｉおよび隔離値を発生するために他の多くのタイプのデータ操作が実行できることおよび、基地局のサービス・エリアからの妨害を表すために２つ以上の値が使えることは容易に理解されるはずである。特に、ダウンリンクのＣ／Ｉ比と違って、アップリンクのＣ／Ｉ比は無線端末が動作している基地局のサービス・エリアに基づいて無線端末からの妨害を相関付ける必要はない。
【００８５】
本発明のいくつかの実施例が上記で詳細に説明されてきたが、その精神から離れることなしに多くの変更が可能である。そのような変更のすべてが次の特許請求の範囲内に入っていることが意図されている。例えば、前記の方法および技法以外の他の方法を使って、基地局および／または無線端末からの経路損失に関連する特性の測定値に基づいて本発明によるシステム編成パラメータを決定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 少なくとも１つのシステム編成パラメータが本発明によって決定される無線通信システムの一例の概略ブロック図で示している。
【図２】 カバレージ・エリアに対してサービスを提供するように配置されている図１の基地局の概略ブロック図を示している。
【図３】 図２のシステム配置に対する隔離値に基づいて周波数の再使用方式および隣接リストを求めるための本発明によるプロセスの一例のフローチャートを示している。
【図４】 図２のシステム配置における基地局に対するアップリンク隔離値を求めるためのフローチャートを示している。
【発明の分野】
本発明は、概して、無線システムに関し、そして特に、そのようなシステムの編成に関する。
【０００２】
【関連出願に対する相互参照】
この出願は参照によって本明細書に組み込まれている1995年１２月２１日出願の「無線通信システムの編成のための方法および装置(Method and Apparatus for Wireless Communications System Organization)」と題する米国特許出願第08/575,974号に関連する。
【０００３】
【発明の背景】
セルラ・システムなどの従来の無線電話システムは、セルと呼ばれている地理的な領域をカバーするために一緒に配置されている送信機および受信機を備えたセルサイトを使用する。特定の地理的領域内に配置されたいくつかのセルサイトが移動電話交換局（ＭＴＳＯ）と呼ばれるマスタ・コントローラに結合されている。ＭＴＳＯはセルサイトを制御し、公衆電話網（ＰＳＴＮ）に対するインタフェース接続を提供する。
【０００４】
従来の各セルサイトはそのセルサイトによってカバーされるサービス・エリア内の移動ユニットと通信するために、あらかじめ割り当てられたチャネルを使用する。各チャネル・セットは普通は一対の搬送波周波数を含んでおり、各搬送波周波数は移動ユニットとのそれぞれのアップリンクまたはダウンリンクの通信のために使われている。隣接しているセルサイトは異なるチャネル・セットを使ってその同じチャネルおよび隣接するチャネル上での隣接するサービス・エリア間の妨害を回避する。
【０００５】
従来のセルラ・システムはハンドオフと呼ばれる手順によって加入者に対して移動性を提供する。この手順によると、地理的に隣接しているセルサイトは隣接セルサイトと考えられる。隣接セルサイトは移動ユニットが現在のセルサイトの境界を横切る時に呼出しを転送できるセルサイトである。隣接リストと呼ばれるデータ・テーブルは特定のセルサイトからハンドオフを受け取ることができるセルサイトを規定している。さらに、システムの同時通信能力を増加させるために、２つの十分に離れた基地局が同時に同じチャネルを使う、チャネルの再使用が採用されている。
【０００６】
セルサイトの送信パワー以外に、特定のセルサイトに割り当てられているチャネル・セットおよび隣接リストはそのシステムの動作特性を定義するシステム編成パラメータの例である。そのようなパラメータはシステムのインストレーション（据え付け）に先立って伝搬モデルを使って決定されるのが普通である。インストレーションの後、その決定されたパラメータ設定によって生み出されるシステムのカバレージ・エリア（到達領域）がフィールド・テストによってチェックされる。代表的なフィールド・テストの間に、移動テスト・ユニットは基地局およびテスト・ユニットがそれぞれのテスト周波数を送信しながら、そのサービス・エリア全体を移動する。そのテスト・ユニットが１つのサンプリング位置から次の位置へ移動する時、それぞれのテスト周波数の信号強度およびその対応している地理的位置がそれぞれの基地局およびテスト・ユニットにおいて検出され、そのシステムが意図されているカバレージ・エリアに対してサービスを提供できるかどうかが検証される。
【０００７】
通常の無線通信システムには、そのような変化を自動的に識別してパラメータ設定を適応させる機能はない。パラメータ設定の調整が必要であることが多い環境の変化としては、戸外のセルラ・システムに建物または室内のシステムの追加された壁または現在のシステムにごく近接している別の無線通信システムの施設などの、カバレージ・エリア内の構造物の構築などがある。そのような変化により、システムの性能が劣化するので、設置者が再度カバレージ・エリアのコンピュータモデル化を実行して適切なパラメータ設定値を決定しなければならなくなることが多い。
【０００８】
それぞれのセルサイトによって使われる周波数チャネルを決定する、機能の制限された１つの方法が1995年の「IEEE Global Telecommunication Conference Record」第1517頁乃至第1521頁に記載のＭ．アルムグレン外による「ＴＡＣＳにおける適応型チャネル割り当て(Adaptive Channel Allocation in TACS)」の中で記述されている。それは参照によって本明細書に組み込む。この方法によると、各セルサイトはそれぞれのチャネル・セット上でずっと受信された信号の強度（ＲＳＳ）を監視し、妨害の最も小さい通信を確立するためのチャネルを使用する。
【０００９】
また、いくつかの時分割複数アクセス（ＴＤＭＡ）システム、例えば、電気通信工業会の協会暫定規格136(Telecommunication Industry Association Interim Standard 136、TIA IS-136規格）は限定されてはいるがシステムの動作中に動的にチャネルを割り当て、より大きなスペクトル効率および通信容量を達成する能力を備えている。そのようなシステムにおいては、セルサイトは遊んでいる移動ユニットに異なる通信チャネルのＲＳＳまたはビット誤りレートを測定するように要求することができ、そしてその測定された情報をセルサイトへ送り返すことができる。そのようなＲＳＳまたはビット誤りレートの情報はそれぞれのチャネルにおける妨害を示している。次に、妨害の最も小さいチャネルを使ってその移動ユニットとの通信を確立することができる。しかし、そのような動的割り当て技法はＲＳＳ情報を提供するそれぞれの移動ユニットに対するチャネルの割り当てに限定される。
【００１０】
従って、システム編成パラメータの実質的に自動化された決定を採用し、そして環境の変化に対して調整することができる、スペクトル効率の高められた無線電話システムに対するニーズが存在する。
【００１１】
【発明の概要】
本発明はシステムのカバレージ・エリアの信号伝搬特性を有利に決定することによって、無線通信システムにおけるシステム編成パラメータの決定における１つのレベルの自動化を提供する。この信号伝搬特性はカバレージ・エリア全体にわたって、そのシステムの基地局と複数の無線端末との間の経路の損失関連の特性の測定に基づいている。経路損失に関連する特性は、例えば、経路損失、ビット誤りレート、ワード誤りレートおよびフレーム誤りレートなどの経路損失に部分的にまたは全面的に基づいている測定可能な特性を指す。経路損失は２つの場所の間で転送される信号のパワーにおける減衰を指す。カバレージ・エリアは無線端末が実質的に中断されずに基地局と通信することができる地理的領域を指す。
【００１２】
本発明によると、カバレージ・エリア内にいる加入者に関連付けられた無線端末が、経路損失の特性に対する測定を提供することが可能である。そのような特性の１つとして、システムの基地局から既知のパワー・レベルで送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳ）を測定している無線端末によって求められる経路損失を使うことができる。基地局は既知のパワー・レベルで送信しているので、基地局と測定中の無線端末のそれぞれの場所との間の経路損失は、既知の送信パワーとＲＳＳの測定値との間の差に基づいて求めることができる。求められた経路損失は基地局の送信パワーにおける対応している増加または減少に基づいて、測定中の無線端末の場所で受信された信号強度を予測するために使うことができる。さらに、それぞれの基地局と測定中の無線端末の場所との間の同じ通信チャネルまたは隣接の通信チャネルにおいて送信される信号の、個別の、および累積的な妨害特性もそのような特性から得られる。
【００１３】
従来のシステムのいくつかは特定の移動ユニットに関する単独の特定のパラメータ設定を識別する限られた能力を有しているが、本発明におけるカバレージ・エリアの信号伝搬特性の新しい、そして目立たない使用によって、複数の無線端末に影響する可能性のある重要な各種のシステム・ベースの設定値を求めることができる。そのような信号伝搬特性は長期間にわたって採取される測定値から求められる。この特性から求めることができるパラメータ設定値の例としては、隣接リスト、基地局の追加または削除の設定などを含んでいるチャネルおよび、基地局の送信パワーを再使用できる基地局の集合などがある。例えば、基地局の送信パワーの設定値は経路損失を使って直接に求めることができる。隣接リスト、および同じまたは隣接しているチャネルを効果的に再使用できるような基地局の決定は予測される追跡妨害効果から得られる隔離値を使って求めることができる。隔離値は特定の基地局またはそのサービス・エリアから発する信号の、別の基地局およびサービス・エリアから発している妨害信号からの相対的な信号隔離を特性付ける。
【００１４】
経路損失に関連する特性の測定値は無線通信システムの通常の動作中に得られるので、パラメータ設定値は自動的に有利に更新することができる。従って、システムは信号の伝搬に影響するカバレージ・エリアまたはシステムで変化が発生した時に費用の掛かる再モデリングおよびフィールド・テストを必要としない。また、本発明は従来のインストレーション技法のフィールド・テスト時に普通は必要となる地理的な場所などの複雑で厄介な情報を記録しなくて済む。
本発明のその他の特徴および利点は次の詳細な記述および付属図面から容易に明らかとなる。
【００１５】
【発明の詳細な記述】
本発明はシステムのカバレージ・エリアの信号伝搬特性を使って、無線通信システムにおけるシステム編成パラメータの設定値を決定するための技法に関する。信号伝搬特性は基地局とそのカバレージ・エリア内で動作している無線端末との間の経路損失に関連する特性の測定値に基づいている。システム編成パラメータは無線端末のアクセス・パラメータを含む通信システムの動作に決定することができるシステム特性を指す。
【００１６】
本発明に従って求めることができるシステム編成パラメータの例としては、隣接リスト、チャネルを再使用することができる基地局、無線端末の送信パワーの設定値などの無線端末アクセス・パラメータ、およびシステムへの基地局の追加またはシステムからの基地局の削除時の設定を含む、基地局送信パワーの設定値などがある。パラメータの設定値を決定する時、その設定値はカバレージ・エリア内の無線端末との通信を確立する際にシステムによって使われる。しかし、そのパラメータの決定は各通信の確立に先立って行なわれる必要はなく、システムの設置時またはシステムの動作中に間欠的に行なうことができる。
【００１７】
パラメータ設定値を求めるために使われる信号伝搬特性は、例えば、カバレージ・エリア全体の場所における受信信号強度または妨害の予測を行なうことができる、複数の経路損失に関連する特性の１つのテーブル、二次元または多次元の行列または他の数学的表現の形が可能である。経路損失に関連する特性は、例えば、経路損失、ビット誤りレート、ワード誤りレートおよびフレーム誤りレートなどの経路損失に部分的に、または全面的に基づいている測定可能な特性を指す。経路損失は２つの場所の間で転送される信号のパワーにおける減衰を指す。カバレージ・エリアは無線端末が実質的に中断されずに基地局と通信することができる地理的領域を指す。信号伝搬特性を求める際に、経路損失に関連する特性の測定値をシステムの動作中に長期間にわたって取ることができる。経路損失、経路損失関連特性の一例は複数のシステムの基地局の既知の送信パワーと、カバレージ・エリア内の異なる場所において複数の無線端末によって測定される、対応している受信信号強度との間の差から求めることができる。
【００１８】
本発明によってシステム編成パラメータが決定される無線通信システムの一例が図１に示されている。このシステムは移動交換センター（ＭＳＣ）２５に接続されている３つの基地局５、１０および１５（５−１５）を含んでいる。ＭＳＣ２５は適切な中継回線３０によって公衆電話網（ＰＳＴＮ）３５に接続されている。システム１が室内のシステムであるか、あるいはオフィス・ビルまたはキャンパス内などのカバレージ・エリアの比較的狭い戸外のシステムである場合、ＭＳＣ２５は私設電話交換局（ＰＢＸ）経由でＰＳＴＮに代わりに接続することができる。
【００１９】
ＭＳＣ２５は無線端末４０とそれぞれの基地局５−１５との間の、そしてＰＳＴＮ３５に対する呼出しを回送することを担当する。カバレージ・エリアが狭いアプリケーションの場合、適切なＭＳＣおよび基地局の例としては、Celcore社製の小型のＭＳＣ装置およびLucent Technologies,Inc.製のマイクロセルがある。カバレージ・エリアが広いアプリケーションの場合、ＭＳＣおよび基地局の例としては、Lucent Technologies,Inc.などの無線インフラストラクチャ・メーカによって製造された製品がある。無線通信の方法は本発明を実施するのに重要ではなく、例えば、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式または従来のアナログ技法以外に、電気通信工業会(Telecommunication Industry Association)の暫定規格１３６(IS-136)によるＴＤＭＡ方式などの時分割複数アクセス（ＴＤＭＡ）方式などが可能である。
【００２０】
図２は意図されている四角形のカバレージ・エリア１００に対してサービスを提供するように配置されている図１の基地局５−１５を示している。そのようなシステムの場合、カバレージ・エリアは、例えば、オフィス・ビルディングのフロアに対して、例えば、セルラ通信サービスなどの無線通信を提供するために１００ｍ×２００ｍとすることが可能である。カバレージ・エリアのサイズおよび形状および配置される基地局の数は本発明を実施するのに重要ではない。示されているカバレージ・エリア１００はオフィス・ビルディングのフロアを表すことができるが、本発明の技法は各種の無線システムにおいて有用であることは容易に理解されるはずである。それらは、例えば、オフィス・ビルディングの複数のフロア、空港の施設またはショッピング・モールに対してサービスを提供するような他の室内のシステム、そしてＰＣＳシステム以外に従来のセルラ電話システムなどのキャンパスまたは比較的大きなシステムに対してサービスを提供している戸外のシステムなどがある。
【００２１】
各基地局５、１０および１５はそれぞれのサービス・エリア１０５、１１０および１１５（１０５−１１５）において無線端末４０に対して通信を提供する。サービス・エリア１０５−１１５のサイズの例は、基地局５−１５のそれぞれの送信パワーおよび基地局５−１５が動作している環境によって変わる。重複領域（図示せず）がサービス・エリア１０５−１１５の間に存在し、それによって隣接している基地局の間のハンドオフができ、無線端末がサービス・エリアの境界を横切る時に通信が実質的に中断されないようにしている。適切な重複領域としては従来の無線システムにおいて使われているような領域があるが、図を簡単にするためにここは示されていない。
【００２２】
本発明による図１および図２のシステムに対するシステム編成パラメータを決定するための方法の一例が、基地局５−１５からの既知のパワーでの送信された信号の無線端末４０によって採取された受信信号強度（ＲＳＳ）測定値に基づいた経路損失に関して記述される。そのような経路損失に関連する特性測定は説明の目的だけのものであり、本発明によって、他の経路損失に関連する特性測定値、例えば、ビット、ワードまたはフレームの誤りレート、または無線端末４０によって送信された信号に基づいて、基地局５−１５によって採取されるべきそのような測定値に対して採用することが可能である。
【００２３】
例に示されている方法によると、ＲＳＳの測定データはそれぞれの基地局５−１５から送信された信号に基づいて無線端末４０によって収集される。そのような収集されたデータを基地局５−１５のうちの少なくとも１つに対して送信することができる。１つの無線端末４０がその端末の場所に対してサービスを提供している対応している基地局に対してＲＳＳ測定に関するデータを送信することができる。そのＲＳＳデータは、その端末が活性化されてその基地局に登録された時、ページに対して応答する時、呼出しを発信するとき、および／または呼出しのときに間欠的に、あるいは他の時刻において無線端末４０によって送信されるようにすることができる。現在のディジタル通信の標準規格のいくつかは無線端末がそのような測定を行なうための備えを含んでいる。それらは、例えば、ＩＳ−１３６のモービル支援型ハンドオフ（ＭＡＨＯ）およびモービル支援型チャネル割り当て（ＭＡＣＡ）の機能などがある。無線端末４０は、例えば、ラップトップ・コンピュータまたはパーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）に対するセルラまたはＰＣＳ電話またはポータブル無線モデムなどの移動ユニットであることが可能である。
【００２４】
基地局５−１５はそれぞれのビーコン周波数においてテスト信号を送信し、無線端末４０によって採取されるＲＳＳ測定値に対する基準信号を提供することができる。基地局５−１５によって採用されるビーコン周波数はその近くにある他の基地局によって使われていない周波数であり、そしてそれに対応してＲＳＳ測定のために使われるテスト信号に対する信号源の基地局の識別情報を提供する。代わりに、単独のビーコン周波数を基地局からテスト信号として採用することができる。その基地局はそれぞれのタイミング間隔において、そして特定のシーケンスでその信号を送信し、それぞれの信号源基地局の識別情報を示す。ＲＳＳ測定に対してビーコン周波数信号を使うことは本発明における制限事項を意味するものではなく、無線端末４０によって検出される信号の信号源を識別するために他の技法を採用することができる。
【００２５】
次の表１−１乃至１−３にはそれぞれの場所をサービスしている基地局５−１５に対応している無線端末４０によって測定された信号強度の例のリストが示されている。説明を簡単にするために、表１−１乃至１−３の左の欄には無線端末の参照番号が現われているが、そのような参照番号は本発明の動作には不要である。表１−１の中のデータは、図を簡単にするために図２の中のサービス・エリア１０５の中にはすべては描かれてはいない１８台の異なる無線端末４０からのＲＳＳデータに適応している。表１−２および１−３の中のＲＳＳデータは、それぞれのサービス・エリアの中にいる１８台および２６台の他の無線端末４０からのデータである。
【００２６】
【表１】
【表２】
【表３】
無線端末４０による実際の受信パワーの測定は、その無線端末の検出機能によって制限される。従って、高い方のパワーの読みは、その受信機の測定範囲の上限にクリップされ、同様に、低い方のパワー・レベルは、その端末の「ノイズ・フロア」によって制限される。
【００３０】
表１−１、１−２および１−３の中の各行は、それぞれの無線端末４０によるカバレージ・エリア内の１つの場所において実質的に採取された測定値に対応している。その場所は部分的に基地局のサービス・エリアのサイズに基づいたそれぞれのサイズの領域であることが可能である。例えば、大型の戸外のシステム、例えば、従来のセルラ電話システムの場合、その場所は数十平方メートル程度に大きいことが可能であり、一方、オフィス・ビルディングの中などの室内のシステムにおいては、場所は約１／４平方メートル程度に小さくすることができる。
【００３１】
さらに、特定の無線端末４０によって行なわれるすべてのＲＳＳ測定値が、それぞれの基地局すべてによって送信される信号に対するデータを含んでいることは重要ではない。ＲＳＳデータは基地局の合計数より少ない特定の無線端末の場所で収集することができる。システムの編成パラメータを決定する際に使われるべきＲＳＳ測定値の数は決定されるべきパラメータに部分的に基づいており、そして以下に詳細に記述される。
【００３２】
表１−１、１−２および１−３の中に含まれているＲＳＳデータと既知の基地局送信パワーの設定は、その測定値が収集された無線端末の場所と、その測定されている信号を発生した基地局との間の経路損失の特性を提供する。経路損失Ｌは次の式（Ａ）に従って無線端末４０によって受信された信号のパワーＳ1から求めることができる。
Ｌ＝Ｓ2−Ｓ1＋Ｇbase＋Ｇterm （Ａ）
但し、Ｓ2は基地局の送信パワーであり、ＧbaseおよびＧtermはそれぞれ基地局および無線端末の定格アンテナ利得である。通常の無線端末のアンテナ利得Ｇtermは無指向性アンテナの場合約０−３ｄＢの範囲にあるのが通常であり、そして従来のセルラ電話の基地局のＧbaseは１０ｄＢのオーダであることが多い。基地局のアンテナ利得Ｇbaseは戸外のシステムなどの小型の無線通信システムの場合、例えば、約０乃至３ｄＢである。
【００３３】
経路損失の情報によって、異なる基地局の送信パワーの設定値に基づいて無線端末の場所によって受信される信号強度を予測することができる。さらに、異なる基地局からの１つの場所において受信された信号強度の累積的予測によって、図３に関して以下に詳細に記述されるようなカバレージ・エリア１００の中の妨害特性を求めることができる。
【００３４】
表１−１、１−２および１−３は説明の目的だけのための、カバレージ・エリア内の６２の場所に対するデータを含んでいる。しかし、システム・パラメータを求めることができるようにするためには、基地局５−１５とカバレージ・エリア１００の領域との間の経路損失の実質的に正確な表現を提供するために、本発明に従って十分に大きな数のＲＳＳの測定値を、異なる場所から採取する必要がある。パラメータの決定に使われたＲＳＳ測定値の数が少な過ぎた場合、カバレージ・エリアの十分な特性が得られない結果となり、パラメータの設定の決定が不正確になる可能性がある。基地局のサービス・エリア内の対応している場所において採取されるＲＳＳ測定値の数は、例えば、約数百から数千になる可能性がある。
【００３５】
従って、通信トラフィックが比較的大きい戸外のシステムの例では、パラメータ設定の決定のための十分大きな数のＲＳＳデータを数分程度の間隔で、あるいは、数時間ごとに採取することができる。これと対照的に、ユーザの数が制限されている、例えば、１０以下の数のユーザでの室内システムの例においては、パラメータの設定または調整を決定するために、カバレージ・エリア内の信号の伝搬を十分に特性評価するための十分な数のＲＳＳデータの測定値を、数日の程度の時間で採取することができる。さらに、必要に応じてパラメータ設定を検出して調整するために、定期的に、あるいはシステム動作時に、間欠的にＲＳＳデータを収集することが有利である。
【００３６】
ＲＳＳ測定値から得られる特徴的な経路損失の特性によって、送信パワー、隔離値、隣接リスト、チャネルを再使用することができる基地局の数、無線端末のアクセス・パラメータおよびシステム１の中の基地局の追加または削除のための送信パワーなどの各種の重要なパラメータ設定値を決定することができる。このようなパラメータの決定について以下に説明する。しかし、これらのパラメータの決定は本発明に従って求めることができるパラメータの代表的なものであり、すべてを尽くしているわけはなく、本発明を制限するものではない。
【００３７】
Ｉ．基地局のパワー・レベルの設定値
基地局５−１５の１つから送信される信号からカバレージ・エリアの場所において受信される信号強度は次の式（Ｂ）に基づいて都合良く求めることができる。
Ｓ1＝Ｓ2−Ｌ＋Ｇbase＋Ｇterm （Ｂ）
定格のアンテナ利得Ｇbase＋Ｇtermおよび経路損失Ｌは定数であると考えることができるので、無線端末４０によってサービス・エリア内の１つの場所において受信される信号強度Ｓ1は送信される信号のパワーＳ2に直接比例する。
【００３８】
式（Ｂ）によると、送信信号パワーＳ2が相対的に変化すると、その場所における受信信号強度Ｓ1がそれに対応して変化する。従って、新しい基地局送信パワーＳ2Newに対して１つの場所において受信されることによる信号強度Ｓ1Newは次のようになる。
Ｓ1New＝Ｓ1RSS＋（Ｓ2New−Ｓ2RSS）
但し、Ｓ1RSSはＲＳＳデータの収集時に得られた表１−１、１−２または１−３からのＲＳＳ値であり、そしてＳ2RSSはＲＳＳデータの収集値に使われた既知の基地局送信パワーである。
【００３９】
例えば、表１−１、１−２および１−３の中のＲＳＳデータを発生するために、基地局１０に対して１０ｄＢｍの基地局送信パワー設定Ｓ2が例として使われた場合、基地局の送信パワーを１０から１５ｄＢｍに増加すると、測定場所における受信信号強度がそれに対応して表１−１、１−２および１−３の第２カラムの中にリストされているＲＳＳ値より５ｄＢｍだけ増加する。例えば、基地局５からの表１−１の中の参照番号１の無線端末の場所において受信される信号強度は−５５ｄＢｍ、すなわち、対応しているリストされたＲＳＳ値の−６０ｄＢｍより５ｄＢ高い値となる。
【００４０】
従って、本発明によると、基地局のパワー・レベルを、例えば、カバレージ・エリア１００の中の場所の９５％が少なくとも−９０ｄＢｍのしきい値信号強度を受信することができるように決定することが可能である。そのような制約は説明の目的だけのためであり、本発明に従って必要なカバレージ・エリアを決定するために他の制約を採用することも可能である。説明を簡単にするために、基地局５−１５は５ｄＢｍのステップで０ｄＢｍ−２０ｄＢｍの範囲内のパワー・レベルを持つ送信信号に限定されている。
【００４１】
次の例の場合、表１−１、１−２および１−３の中にリストされているＲＳＳデータを発生した基地局５、１０および１５の送信パワー設定値はそれぞれ、特に断らない場合、１０、１０、１５ｄＢｍであると仮定される。そのような送信パワー設定において、基地局５のサービス・エリア内の１８箇所の測定場所のうちの１７箇所は表１−１のカラム１に示されているような基地局５によって送信される信号に対するＲＳＳしきい値条件を満足する。このしきい値の条件を満たさない唯一の測定された場所である参照番号１８の無線端末の場所では、−９１ｄＢｍの信号強度を受ける。結果として、１０ｄＢｍで送信している基地局５のサービス・エリアに対して９４％（１７／１８×１００％）のカバレージ・割合が得られる。従って、基地局５の送信パワーを１５ｄＢｍへ１ステップだけ増加させることによって、無線端末Ｎｏ．１８の場所において５ｄＢｍの信号強度の増加があり、−８６ｄＢｍとなる。
【００４２】
同様に、基地局１０のサービス・エリアのカバレージ・割合も９４％である。というのは、無線端末の測定が行なわれた１８の場所のうちの１７が表１−２の第２カラムの中に示されているように、１０ｄＢｍでの基地局の送信についての−９０ｄＢｍのしきい値条件を満足するか、あるいはそれを超過しているからである。参照番号３６の無線端末の場所では受信信号強度は−９２ｄＢｍであり、これはしきい値条件を満足しない。従って、基地局５の場合のように、基地局１０の送信パワーを５ｄＢｍだけ増加して１５ｄＢｍに上げることによって１００％のカバレージ・エリアが得られる。
【００４３】
しかし、基地局の送信パワー設定が増加または減少されるにつれて、次の例で記述されるように、サービス・エリアの相対的なサイズが対応して変化する。基地局１５のサービス・エリアにおいて、ＲＳＳ測定値が採取された２６の場所のうちの２４箇所が１５ｄＢｍでの基地局１５による送信された信号による受信信号強度の条件を満足している。特に、参照番号６１および６２の無線端末は基地局１５によって生成された信号から−９２ｄＢｍの信号強度を受信する。従って、そのサービス・エリア内の９２％（２４／２６×１００％）の場所だけが基地局１５からのしきい値を満足する。
【００４４】
それにもかかわらず、基地局１５の送信パワーを変更する必要はない。というのは、基地局５および１０の送信パワーを増加させることによって、基地局５および１０のサービス・エリアのサイズが増加し、基地局１５によってカバーされていない表１−３における２つの場所をカバーするからである。特に、参照番号６１の無線端末がその測定値を採取した場所では、１５ｄＢｍで送信している基地局５から−８６ｄＢｍの信号強度を受信し、そして参照番号６２の無線端末がその測定値を採取した場所においてはやはり１５ｄＢｍで送信している基地局１０から−８６ｄＢｍの信号強度を受信する。それぞれの基地局によって影響されるサービス・エリアの相対サイズは送信パワーによって変わるので、表１−１、１−２および１−３の中にリストされているものより多い数のカバレージ・エリア内の場所からのＲＳＳ測定値を使うことが望ましいことが多い。
【００４５】
さらに、１００％のカバレージ・エリアが既存のパワー・レベル設定に対して検出される場合、そのカバレージ・エリアのしきい値条件を依然として満足しながら、その対応している基地局の送信パワーを減らすことができるかどうかを判定するのが有利であることが多い。隣接しているサービス・エリアにおける妨害を避け、チャネルを再使用できるようにするために、与えられたサービス・エリアのカバレージを得るための実質的に最低の送信パワー設定を使うことが望ましい。
【００４６】
次の表２は各基地局５、１０および１５の設定された１５ｄＢｍの送信パワー・レベルで、表１−１、１−２および１−３の中にリストされているＲＳＳ測定値を無線端末４０が採取した場所において、予測される受信信号強度をリストしている。表２の第１および第２のカラムの中の値は表１−１、１−２および１−３のそれぞれの第１および第２のカラムの中の値から５ｄＢｍ増加したものに対応している。というのは、基地局５および１５の送信パワーが５ｄＢｍ増加して１５ｄＢｍになっているからである。しかし、表２の第３カラムの中の値は表１−１、１−２および１−３のそれぞれの第３カラムの値に等しい。というのは、両方とも基地局１５の送信パワーが１５ｄＢｍに設定されているからである。第４のカラムが表２の中で追加され、これはその表のエントリーに対応している無線端末の場所に対する実質的に最も強い信号を提供することになるそれぞれの基地局を示している。
【００４７】
【表４】
II ．基地局のサービス・エリアのカバレージおよび重複
基地局のサービス・エリアの重複によって１つのサービス・エリアから他のサービス・エリアへ移動している無線端末４０による通信のハンドオフが可能となる。その重複を設定するための１つの方法はハンドオフのヒステリシス・リミット(hysteresis limit)を採用することである。ハンドオフのヒステリシス・リミットは、例えば、１５ｄＢなど、特定の制限された範囲内にある以外に、しきい値ＲＳＳ基準をすべて満足する２つまたはそれ以上の基地局からの信号強度を受信することができる領域としてサービス・エリア内の重複を設定する。従って、例えば、図２の中のシステム１と無線端末４０との間の通信は、第１の基地局が無線端末において実質的に最も強い受信信号強度を提供する場合、そしてその受信信号強度が−８５ｄＢｍのしきい値条件を満足する場合には第１の基地局によって提供される。この同じ無線端末の場所は、その場所において受信される信号強度が第１の基地局から受信された信号強度の１５ｄＢのハンドオフ・ヒステリシスの範囲内にあること以外に、少なくとも−８５ｄＢｍであった場合、第２の基地局によってもカバーすることができる。結果として、その場所を通過している無線端末４０は第１の基地局から第２の基地局へのハンドオフによってその通信を行なうことができる。
【００４９】
表３は表２の中にリストされている信号強度に基づいており、そして１５ｄＢのヒステリシス・ハンドオフのリミットを仮定してそれぞれの領域をカバーする基地局を含んでいる。表３の中で、「１」はその対応している領域が特定の基地局によってカバーされることを意味し、そして「０」はその特定の基地局によってその領域に対するカバレージは提供されないことを示している。例えば、表２の中の参照番号１４の無線端末の場所において、基地局１０からの受信信号強度は−９３ｄＢｍであり、その値は−８５ｄＢｍ以下であるので、この基地局は表３の中で「０」によって示されているように、参照番号１４の無線端末の場所をカバーしない。しかし、基地局５および１５からの受信信号強度はそれぞれ−６４および−６５ｄＢｍであり、それらは−８５ｄＢｍのしきい値より上であり、互いの１５ｄＢｍの範囲内にある。従って、基地局５および１５は表３の中で「１」によって示されているように、領域２４をカバーする。
【００５０】
反対に、表２は参照番号３０の無線端末の場所において、基地局１０および１５からの受信信号強度は−８５ｄＢｍより大きいことを示している。しかし、基地局１０だけがその場所にサービスすると考えられる。というのは、基地局１０と１５からの受信信号における差が２１ｄＢであり、それは１５ｄＢのリミットより大きいからである。従って、表３の中で、無線端末Ｎｏ．３０の場所は基地局１０によってのみサービスされるように示されている。
【００５１】
【表５】
一対の基地局の間のサービス・エリアの重複以外に、それぞれの基地局によってサービスされるカバレージ・エリア１００の割合を表３から求めることもできる。カバレージ・エリアの割合は特定の基地局によってサービスされるとして示されているカバレージ・エリアの場所の数によって求めることができる。例えば、表３の中の基地局５によってサービスされる領域の数は３０である。従って、基地局５によってサービスされるカバレージ・エリアの割合は４８％（３０領域／６２合計の場所）である。
【００５３】
同様に、基地局間のサービス・エリアの重複の割合を求めることもできる。基地局５によってカバーされる３０の領域のうちの１３の場所が他の基地局によってカバーされ、カバレージ・重複の割合は４３％（１３／３０×１００％）となる。同様に、基地局５と１０との間のカバレージ重複の割合は７箇所において発生し、それはカバレージ・エリア１００の１１％（７／６２×１００％）である。
カバレージ・エリアの割合およびカバレージの重複はそのカバレージ・エリアに対するサービスを提供する際の各基地局の有効性を示している。例えば、カバレージ・エリアおよび重複の割合が次の表４の中に含まれている。
【００５４】
【表６】
III ．システムからの基地局の除去
表３はサービスが３つの基地局を使ってカバレージ・エリア１００に対してサービスが提供できることを示しているが、１つの基地局がルーチン保守、修理、そのカバレージ・エリア内の基地局の数の減少または他の原因のためにその基地局が稼働しないような時に、より少ない数の基地局を使ってそのようなカバレージまたはそれより劣るカバレージが提供され得るかどうかを知ることができる。そのような判定は表１の中にリストされている３つの基地局５−１５に対する無線端末４０によって採取されたＲＳＳ測定値からそのような決定を行なうことができる。
【００５６】
図２の通信システム１が基地局の数を減らして運用できるかどうかの判定は、取り除かれる基地局のサービス・エリアに対するカバレージを提供できる、残りの基地局（もし、あれば）の必要な送信パワーを求めることによって行なうことができる。さらに、そのような判定はカバレージ・エリア１００の他の領域において許容できない妨害が、その必要な送信パワーによって生じるかどうかの判定を含まなければならない。
【００５７】
システム１が基地局の数を減らして運用できるかどうかの決定を行なうための方法の一例は、取り除かれる特定の基地局によって送信されている信号のＲＳＳ測定値を除外して、セクションＩの中で記述されている基地局送信パワー・レベルの調整のための方法を実行することである。この送信パワーの決定は残りの基地局が所望のカバレージ・エリア１００に対するサービス・カバレージの許容できるレベルを提供できるように行なわれる必要がある。さらに、この方法はシステムのより少ない数の基地局でカバレージ・エリア１００がサービスされ得るかどうかを識別するために、基地局５−１５の各々を個々に取り除いて結果のカバレージをテストするために各基地局に対して実行することもできる。１つの基地局が取り除かれた後、そのシステムは基地局の数が減った状態で運用されている場合、残っている基地局の送信パワーをさらに調整することが有利であるかどうかを判定するために、さらに間欠的なＲＳＳ測定値を得ることが望ましい場合がある。そのような時、セクションＶにおいて以下に詳細に説明されるように、隣接リストおよび隔離値を更新することがさらに有利となる。
【００５８】
IV ．システムに対する基地局の追加
例えば、カバレージ・エリア１００の中の無線通信の平均の数がシステムの呼出しの容量に接近するか、あるいはそれを超過する時に、既存の無線通信システムに対して新しい基地局を追加することが望ましい。システムに新しい基地局を追加することによって、呼出しの容量が増加する。新しい基地局の位置は処理している呼出しトラフィックの比較的大きい基地局の近くにすることができる。次に、本発明の方法によって、既存の基地局以外にそのような新しい基地局の送信パワーの設定値を求めることができる。さらに、そのような時に、セクションＶで以下に説明されるように、基地局が追加されたシステム１に対して隣接リストおよび隔離値を更新することも望ましい。
【００５９】
送信パワーを決定するための技法の一例は、セクションＩにおいて以前に説明された送信パワーの調整方法を含む。この技法に従って、新しい基地局は初期の期間に対する呼出しを扱うことなしに、ビーコン周波数を持つ信号を送信することが許される。この初期期間において、他の基地局はそれぞれの既存の送信パワーの設定値を維持している。また、この初期期間の間、その新しい基地局のビーコン信号に関しての測定値を含めて、無線端末４０からＲＳＳ測定値が得られる。
【００６０】
その新しい基地局によるカバレージ・エリア内の信号の伝搬特性を得るために十分な数のＲＳＳ測定値が収集された後、その新しい基地局に対するものを含めて基地局の送信パワーの設定値が、セクションＩの中で以前に説明された方法によってそれぞれのサービス・エリアのカバレージを確立するために調整される。その後、その新しい基地局は呼出しを完了するために活性化される。従って、新しい基地局は実質的にそのシステムの動作を乱すことなく、そして設置者によって費用の掛かるシステム・モデリングおよびフィールド・テストを必要とせずに、既存のシステムの中に有利に組み込むことができる。
【００６１】
基地局を組み込むためにカバレージ・エリアの特性を十分に把握するのに必要な初期期間の持続時間およびＲＳＳ測定値の数は、そのシステムが室内のシステムであるか、あるいは戸外のシステムであるかどうか、そしてそのカバレージ・エリアの環境などのシステムのタイプによって大幅に変わる。しかし、新しい基地局が設置される時の基地局の送信パワーの設定値を調整するために使うことができるＲＳＳ測定値の数の一例は数百の程度である。
【００６２】
追加された基地局の送信パワーを求めるための代わりの方法は、その新しい基地局に対して周波数の割り当てを提供し、そしてその基地局が比較的小さい送信パワーを使ってそのエリア内の無線端末との通信を確立することができるようにする方法である。その新しい基地局に対してＲＳＳデータが収集され、隣接している基地局に対するその対応している妨害効果がまとめられた後、そのパワー・レベルをそれに従って調整することができる。そのような技法は前に説明された通信を行なっていない初期期間を設けることなしに、その新しく設置された基地局が通信を提供することができるという点において有利である。新しい基地局に対して採用される比較的小さい初期のパワー設定値は、システムのタイプおよびその隣接基地局に対する接近度によって大幅に変わるが、そのようなパワーは一例として戸外のシステムの場合２０ｄＢｍのオーダであり、一例として室内のシステムの場合は１ｄＢｍのオーダとすることができる。
【００６３】
Ｖ．隔離値、隣接リストおよびチャネルの再使用
表１−１乃至１−３のそれぞれにおいて示されているＲＳＳの測定値および場所のカバレージを使って、本発明に従って隔離値を生成することができる。隔離値は基地局におけるチャネル、または或る場所の無線端末におけるチャンネルについて、他の基地局または無線端末がその同じチャネル上で送信することが許された場合に妨害する無線周波数隔離の測度である。言い換えれば、隔離値は同じチャネルが使われた場合に発生する他の基地局または無線端末からの妨害信号強度に相対的な、基地局または或る場所にある無線端末において受信される信号の強度によってチャネルの妨害を示す。
【００６４】
そのようなチャネルの妨害はアップリンクまたはダウンリンクの妨害、あるいはそれらの妨害の組合せとなる可能性がある。ダウンリンクの妨害は、第１の基地局によってサービスされる場所において、他の基地局から送信される信号によって生じるチャネル妨害である。アップリンク妨害は基地局において、その基地局によってサービスされないカバレージ・エリアの場所にある無線端末によって送信される信号から生じる妨害である。
【００６５】
図３はアップリンクおよびダウンリンクの隔離値に基づいて基地局の隔離値を求めるための方法の一例２００を示している。この方法２００によって求められるアップリンクおよびダウンリンクの隔離値はさらに、搬送波と妨害波との比（Ｃ／Ｉ）に基づいている。Ｃ／Ｉ比が大きいことはチャネルの妨害から大幅に隔離されている信号を示し、一方、Ｃ／Ｉ比が小さいことはかなりなチャネル妨害を受けている信号を示す。従って、例えば、約１８ｄＢ以上である従来のセルラの基地局間の大きなＣ／Ｉ比の値は、そのような基地局が同じチャネルを使うことができることを意味し、一方、基地局間のＣ／Ｉ比が、例えば、約０ｄＢ以下であるような小さい値の場合は、以下に表８に関して説明されるように、その基地局が隣接基地局であることを意味する。この説明のための搬送波および妨害波は同じチャネルまたは同じ周波数によって発生することが容易に理解されるはずである。
【００６６】
方法２００が基地局５、１０および１５のそれぞれに対して送信パワーの設定値が１０、１０および１５ｄＢｍである図１および図２のシステムに関して説明される。前に説明されたように、基地局５のサービス・エリア１０５の中にある、ＲＳＳ測定値が収集された無線端末４０の場所が表１−１にリストされている。同様に、表１−２および１−３の中にリストされている測定場所はそれぞれ基地局１０および１５によってサービスされる。
【００６７】
図３を参照すると、サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値などのダウンリンクの隔離値がステップ２１０において求められる。サービス・エリアのダウンリンクのＣ／Ｉ比は、特定の基地局によってサービスされる場所において、他の基地局によってそのチャネル上で送信される信号からのチャネルのダウンリンク部分における妨害の１つの測度である。サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値を求めるための方法の一例は次のステップを含む。１）基地局のサービス・エリア内の個々の位置に対するダウンリンクＣ／Ｉ比を決定するステップ、 ２）特定の品質測度を使って、これらの識別された比に基づいてサービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値を求めるステップ。
【００６８】
第２の基地局からの妨害を受けている第１の基地局によってサービスされる個々の場所に対するダウンリンクＣ／Ｉ比を求めるための技法の一例は、同じ場所において第１および第２の基地局からの信号強度Ｓ2における差を計算する方法である。例えば、表５は基地局１０および１５が同じチャネル上で送信した場合に、基地局５のサービス・エリア内の場所で発生するＣ／Ｉ比の妨害の分布を示している。表５は表１−１に示されているように基地局５によってサービスされる場所だけをリストしている。
【００６９】
【表７】
サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値を求めるための適切な品質測度は、例えば、妨害の分布の第５の百分位数である。分布の第５の百分位数は求められたＣ／Ｉ比が最も低いサービス・エリア内の場所の５％を指す。これは基地局５によってサービスされる１８の場所における約１つの場所に対応する。（１／１８×１００％≒５％）である。従って、基地局５に対するサービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値は基地局１０および１５からの妨害に対してそれぞれ１１および−５ｄＢとなる。特に、基地局１０によって生じる実質的に最低の単独ダウンリンクＣ／Ｉ比は、参照番号５または６の無線端末の場所において１１ｄＢである。同様に、基地局１５によって生じる実質的に最低の単独ダウンリンクＣ／Ｉ比は参照番号６、１４または１５の無線端末の場所において−５ｄＢである。
【００７１】
基地局１０および１５のサービス・エリアに対するサービス・エリア・ダウンリンクＣ／Ｉ比の値またはダウンリンク隔離値は、基地局５に対して以前に説明されたのと実質的に同じ方法で得ることができる。表６はこの例におけるそれぞれの基地局のサービス・エリアに対するダウンリンクＣ／Ｉ比の値の相関を提供する。
【００７２】
【表８】
図３を再び参照すると、サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比の値がステップ２１０において得られた後、方法２００はステップ２２０においてアップリンクの基地局隔離またはＣ／Ｉ比の値を得る。アップリンク基地局Ｃ／Ｉ妨害比は第１の基地局によってサービスされる場所における無線端末からの信号に対する、第２の基地局によってサービスされる場所における無線端末によって生じるチャネル妨害を測定する。そのような妨害比の決定は第１の基地局のサービス・エリア内の各場所に対して行なうことができる。この例の場合、基地局５によってサービスされる１８の場所の各々に対するアップリンク妨害比が、基地局１０によってサービスされる１８の場所の各々における無線端末によって生じる妨害に基づいて求められる。累積のアップリンクＣ／Ｉ比を得るための適切な方法は、累積のダウンリンクＣ／Ｉ比を得るために使われた方法と実質的に同様であり、以下に図４を参照してより詳しく説明される。表７は各基地局のサービス・エリアに対するアップリンクＣ／Ｉ妨害比の値を示している。
【００７４】
【表９】
アップリンクＣ／Ｉ比の値がステップ２２０において求められた後、図３の方法２００は品質の測度を使って、ステップ２３０において、求められたダウンリンクおよびアップリンクのＣ／Ｉの値に基づいて基地局の隔離値を生成する。その隔離値を生成するための適切な品質測度は、例えば、表６および７にリストされているダウンリンクおよびアップリンクのＣ／Ｉ値の実質的に最小のエントリーを使って、次の隔離値の表８を生成することである。
【００７６】
【表１０】
隔離値がステップ２３０において生成された後、隣接リストおよびチャネル再使用の決定がステップ２４０および２５０において行なわれる。ステップ２４０におけるチャネルの再使用に関して、実質的に最小の隔離値が、例えば、１０ｄＢであって２つの基地局が同じチャネルを使うことを許可する場合、基地局５および１０は同じチャネルを使うことができる。というのは、それらの間のＣ／Ｉ比およびそれぞれの場所を含めてそれぞれの隔離値が１１ｄＢであるからである。しかし、その条件が１８ｄＢであった場合、チャネルの再使用はシステム１においては許されない。同様に、隣接する周波数チャネルを使うための２つの基地局に対して約１ｄＢの条件が使われた場合、基地局５および１０は隣接するチャネルを使うことができる。ステップ２５０における隣接リストの決定に関して、隔離またはＣ／Ｉの条件が、例えば、０ｄＢであった場合、基地局５および１０はハンドオフに対して基地局１５の隣接局であるが、基地局５および１０は表８に示されているように互いに隣接局ではない。
【００７８】
Ｃ／Ｉ比の値を生成するために選ばれた以前に説明された品質の測度は代表的なものであり、本発明を制限することを意図するものではない。Ｃ／Ｉ値のすべてまたは一部を平均化することを含めて、本発明に従って他の品質測度を採用できることは容易に理解されるはずである。さらに、その場所の個々のＣ／Ｉ比の値を操作する他の多くの方法を、単なるアップリンクまたはダウンリンクのＣ／Ｉ比の値を使うことを含めて、本発明に従って隔離値を求めるために使うことができる。さらに、表８の中に示されているものよりもっと込み入った隔離値の組合せ、例えば、アップリンクおよびダウンリンクの妨害を表している別々の隔離値などを採用する方法も使うことができる。また、マクロセルラ・システムの近くにあるローカルな私設無線通信システムとの通信に対するバイアスなどの基準を、チャネル割り当てに対する隔離値に対して追加して含めることもできる。
【００７９】
第１の基地局に対するアップリンクＣ／Ｉ比の値を求めるための方法の例３００が図４に示されている。図４を参照すると、第２の基地局のサービス・エリア内の妨害無線端末送信パワーがステップ３１０において決定される。送信パワーはそのサービス・エリア内の各測定場所に対して求めることができる。無線端末は、例えば、従来の携帯型セルラ電話における０．６Ｗなどの固定のパワーで送信することができる。しかし、やはり従来のシステムにおいて、以前に説明されたＴＩＡ ＩＳ−１３６の標準規格に適合するような従来のシステムにおいても、無線端末の送信パワーはその無線端末が通信している基地局からの制御信号によって制御することができる。基地局はそれがそのサービス・エリア内を無線端末が移動する時、実質的に一定の信号強度を受信するように、この方法において無線端末のパワーを制御する。
【００８０】
従って、第２の基地局のサービス・エリア内の場所において無線端末の送信パワーを求めるための技法の一例は、例えば、その場所と基地局との間の経路損失に基づいた−９０ｄＢｍなどの特定の信号強度を第２の基地局に提供するのに必要な送信パワーを計算することである。そのような計算に対して、基地局の送信パワーと表１−１、１−２および１−３にリストされている測定された受信信号強度Ｓ1との間の差として経路損失を求めることができる。その基地局に場所が近接している時など、経路損失が実質的に小さい場合、その無線端末の送信パワーの下限に達し、例えば、最小のパワーである−４ｄＢｍを使うことができる。
【００８１】
無線端末の妨害送信パワーがステップ３１０において求められた後、それらの送信パワーからの第１の基地局における対応している受信信号強度がステップ３２０において求められる。この決定は、ステップ３１０において求められた妨害送信パワーに対して使われたのと同様な方法で、表１の中で第１の基地局に対してそれらの場所から計算された経路損失に基づいている。次にステップ３３０において、第１の基地局によってそれ自身のサービス・エリア内の場所にある無線端末から受信される信号の強度が決定される。
【００８２】
無線端末のパワーが制御される場合、第１の基地局は、例えば−９０ｄＢｍのような実質的に一定のパワーの信号強度を受信する。しかし、そのような信号強度を提供するための送信パワーが最小の無線端末送信パワーより小さい場合、あるいは無線端末が一定のパワーで送信している場合、基地局に到達するパワーはステップ３２０に関して上記に説明されたのと実質的に同じ方法で決定することができる。そのような決定はその場所と第１の基地局との間の送信パワーおよび測定された経路損失に基づいている。
【００８３】
ステップ３２０および３３０において信号の強度が求められた後、第１の基地局のサービス・エリア内の各場所に対して、第２の基地局のサービス・エリア内の各場所からの妨害無線端末によって生成される妨害信号に基づいて、アップリンクのＣ／Ｉ比の値が計算される。この計算はステップ３４０において行なわれる。例えば、基地局５が１８箇所の場所にサービスしていて、それに対するＲＳＳデータが収集されたのは第１の基地局であり、基地局１０は他の１８の場所にサービスしていて、それに対してＲＳＳデータが収集されたのは第２の基地局であった場合、ステップ３４０において合計３２４（１８×１８）の値に対して基地局５のサービス・エリア内の１８箇所の各場所に対して１８のアップリンクＣ／Ｉ比の値が求められる。次に、ステップ３５０において品質測度がステップ３４０のアップリンクＣ／Ｉ比の値の計算に基づいた第１の基地局のサービス・エリアに対するアップリンク隔離値または単独のアップリンク基地局Ｃ／Ｉ比を求めるために使われる。方法３００をその通信システムの各基地局に対して繰り返すことができる。
【００８４】
この例において、第５の百分位数の品質測度が使われた場合、３つの基地局５、１０および１５の各々に対して求められた基地局アップリンク隔離値は表７に示されている値になる。サービス・エリアのダウンリンクＣ／Ｉ比に対するのと実質的に同様に、アップリンクのＣ／Ｉ比を発生するために使われる特定の品質測度は本発明の方法を実施するために重要ではない。従って、アップリンクのＣ／Ｉおよび隔離値を発生するために他の多くのタイプのデータ操作が実行できることおよび、基地局のサービス・エリアからの妨害を表すために２つ以上の値が使えることは容易に理解されるはずである。特に、ダウンリンクのＣ／Ｉ比と違って、アップリンクのＣ／Ｉ比は無線端末が動作している基地局のサービス・エリアに基づいて無線端末からの妨害を相関付ける必要はない。
【００８５】
本発明のいくつかの実施例が上記で詳細に説明されてきたが、その精神から離れることなしに多くの変更が可能である。そのような変更のすべてが次の特許請求の範囲内に入っていることが意図されている。例えば、前記の方法および技法以外の他の方法を使って、基地局および／または無線端末からの経路損失に関連する特性の測定値に基づいて本発明によるシステム編成パラメータを決定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 少なくとも１つのシステム編成パラメータが本発明によって決定される無線通信システムの一例の概略ブロック図で示している。
【図２】 カバレージ・エリアに対してサービスを提供するように配置されている図１の基地局の概略ブロック図を示している。
【図３】 図２のシステム配置に対する隔離値に基づいて周波数の再使用方式および隣接リストを求めるための本発明によるプロセスの一例のフローチャートを示している。
【図４】 図２のシステム配置における基地局に対するアップリンク隔離値を求めるためのフローチャートを示している。
Claims (48)
- 無線通信システムための少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定するための方法であって、
前記無線通信システムの基地局と、前記無線通信システムのサービスエリア内の複数の地理的位置における１つまたは複数の無線端末との間の経路損失に関連する特性を測定して、測定経路損失特性を得ることと、
前記基地局と前記無線端末の地理的位置の間の測定経路損失特性に関連する形式で前記測定経路損失特性を格納して、格納測定経路損失特性を得ることであって、前記基地局のサービスエリア内の経路損失測定および地理的位置に関連する前記格納測定経路損失特性の数は、１より十分に多いことと、
前記格納測定経路損失特性に基づいて前記無線通信システムの前記少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定することと、
前記格納測定経路損失特性に基づいて前記少なくとも１つのシステム編成パラメータを変更することと
を備える方法。 - 請求項１に記載の方法であって、前記経路損失特性は、前記無線通信システムの通常オペレーション時の期間にわたって得られる測定に基づくことを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法であって、測定することは、前記基地局によって送信された信号から、前記１つまたは複数の無線端末によって受信されるそれぞれの信号強度を測定することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記経路損失特性は、信号伝搬の測定であることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記無線通信システムはさらに、２つ以上の基地局を備えることを特徴とする方法。
- 請求項５に記載の方法であって、前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、前記２つ以上の基地局の少なくとも１つについて送信パワー設定を含むことを特徴とする方法。
- 請求項６に記載の方法であって、前記送信パワー設定は、前記２つ以上の基地局の１つの非アクティブ化によって変更されることを特徴とする方法。
- 請求項６に記載の方法であって、前記送信パワー設定は、前記無線通信システムに追加の基地局を加えることによって変更されることを特徴とする方法。
- 請求項５に記載の方法であって、前記２つ以上の基地局は、それぞれのサービスエリアにサービスを提供し、前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、前記サービスエリアの重複によって決定されることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法であって、
少なくとも１つの基地局について、前記少なくとも１つの基地局によってサービスされていないカバレージエリアの少なくとも１つの妨害無線端末からの前記測定経路損失特性に基づき、前記少なくとも１つの妨害無線端末によって引き起こされるアップリンク妨害に基づいて前記少なくとも１つの基地局の隔離値を決定することと、
前記隔離値に基づいて前記少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定することと
をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項１０に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの基地局の隔離値は、前記少なくとも１つの基地局によってサービスされているカバレージエリアの少なくとも１つの無線端末に対応する前記測定経路損失特性にさらに基づくことを特徴とする方法。 - 請求項１０に記載の方法であって、
前記隔離値は、別の基地局によってサービスされている特定のカバレージエリアの位置における複数の妨害無線端末の前記測定経路損失特性に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項１０に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、それぞれの基地局によって使用可能なチャンネルを特定することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項１０に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、第２の隣接基地局から通信ハンドオフを受けるように動作可能である第１の隣接基地局の決定を含むことを特徴とする方法。 - 請求項１０に記載の方法であって、
前記隔離値は、少なくとも１つのアップリンクＣ／Ｉ比値に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項１に記載の方法であって、
少なくとも１つの基地局について、前記測定された経路損失に関連する特性に基づき、前記無線通信システムの別の基地局によって引き起こされるダウンリンク妨害に基づいて前記基地局のカバレージエリアの第１の隔離値を決定することをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項１６に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、それぞれの基地局によって使用可能なチャンネルを特定することに関連することを特徴とする方法。 - 請求項１６に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、第２の隣接基地局から通信ハンドオフを受け取るように動作可能である第１の隣接基地局によって決定されることを特徴とする方法。 - 請求項１６に記載の方法であって、
前記第１の隔離値は、少なくとも１つのダウンリンクＣ／Ｉ比値に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項１６に記載の方法であって、
妨害無線端末との前記測定された経路損失に関連する特性に基づき、別の基地局によってサービスされているカバレージエリアの少なくとも１つの前記妨害無線端末によって引き起こされるアップリンク妨害に基づいて前記基地局の第２の隔離値を決定することをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項２０に記載の方法であって、
前記基地局の第１の隔離値は、前記基地局によってサービスされているカバレージエリアの少なくとも１つの無線端末に対応する測定にさらに基づくことを特徴とする方法。 - 請求項２０に記載の方法であって、
前記第１の隔離値は、少なくとも１つのアップリンクＣ／Ｉ比値に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項２２に記載の方法であって、
（ａ）前記基地局と移動無線端末の間で送信または受信されたパケットの受信信号強度を測定するステップであって、前記パケットは実質的にほぼ同時に受信され、移動無線端末の位置が前記パケット間で基本的に変わらないステップと、前記パケットの受信信号強度または前記パケットが受信されたときの経路損失の特性を互いに関連して格納し、それによって格納測定信号強度データまたは格納経路損失特性を形成するステップと、
（ｂ）前記基地局の総合したサービスエリアにおける複数の位置の移動端末についてステップ（ａ）を繰り返し、それによって基地局の数よりももっと多い前記複数の位置に対する前記基地局の経路損失または信号強度に関連するテーブルを累積するステップと、
（ｃ）前記格納経路損失特性または格納測定信号強度データを分析することによって少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定するステップと、
（ｄ）前記決定されたシステム編成パラメータに従って前記無線通信システムをオペレーションするステップと
をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項５に記載の方法であって、
（ａ）前記複数の基地局の移動無線端末からパケットを受信するステップであって、少なくとも１つの基地局のパケット送信および受信が前記無線通信システムの通常オペレーションの一部として発生するステップと、前記パケットを受信する基地局でパケットが受信されるときに前記経路損失の特性を格納するステップであり、それによって格納経路損失データを形成し、前記パケットの複数の格納経路損失データが互いに関連して格納されるステップと、
（ｂ）前記無線通信システムの通常のオペレーションの期間に複数のパケットについてステップ（ａ）を繰り返すステップと、
（ｃ）前記格納経路損失データを分析して少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定するステップと、
（ｄ）前記決定された少なくとも１つのシステム編成パラメータに従って前記無線通信システムをオペレーションするステップと
をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項５に記載の方法であって、
前記基地局と移動無線端末の間で送信または受信されたパケットの受信信号強度を測定するステップであって、前記パケットは実質的にほぼ同時に受信され、移動無線端末の位置が前記パケット間で基本的に変わらないステップと、前記パケットの受信信号強度または前記パケットが受信されたときの経路損失の特性を互いに関連して格納し、それによって格納測定信号強度データまたは格納経路損失特性を形成するステップと、
（ｂ）前記基地局の総合したサービスエリアにおける複数の位置の移動端末についてステップ（ａ）を繰り返し、それによって基地局の数よりももっと多い前記複数の位置に対する前記基地局の経路損失または信号強度に関連するテーブルを累積するステップと、
（ｃ）前記格納経路損失特性または格納測定信号強度データを分析することによって少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定するステップと、
（ｄ）前記決定された少なくとも１つのシステム編成パラメータに従って前記無線通信システムをオペレーションするステップと
をさらに備えることを特徴とする方法。 - 特定の地理的エリアで少なくとも１つの無線端末にサービスを提供するよう配置された少なくとも１つの基地局を有する無線通信システムの少なくとも１つのシステム編成パラメータを調整するための方法であって、
無線端末の複数の位置と前記少なくとも１つの基地局との間の経路損失に関連する特性を測定して、測定経路損失特性を得ることと、
前記経路損失特性に基づいて前記地理的エリア内で生成される信号の信号伝搬の特性を確立することと、
経路損失特性から確立された前記信号伝搬の特性に基づいて前記システム編成パラメータを決定することと、
経路損失特性から確立された前記信号伝搬の特性に基づいて前記システム編成パラメータを変更することと
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項２６に記載の方法であって、前記経路損失特性は、前記無線通信システムの通常オペレーション時の期間にわたって得られた測定に基づくことを特徴とする方法。
- 請求項２６に記載の方法であって、測定することは、前記少なくとも１つの基地局によって送信される信号から、前記無線端末によって受信されるそれぞれの信号強度を測定することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項２６に記載の方法であって、前記経路損失関連特性は、信号伝搬の測定であることを特徴とする方法。
- 請求項２６に記載の方法であって、前記無線通信システムは、複数の基地局を備えることを特徴とする方法。
- 請求項３０に記載の方法であって、前記システム編成パラメータは、前記複数の基地局の少なくとも１つの送信パワー設定であることを特徴とする方法。
- 請求項３１に記載の方法であって、前記送信パワー設定は、前記基地局の１つの非アクティブ化によって変更されることを特徴とする方法。
- 請求項３１に記載の方法であって、前記送信パワー設定は、前記システムに追加の基地局を加えることによって変更されることを特徴とする方法。
- 請求項３０に記載の方法であって、前記複数の基地局は、地理的エリアのそれぞれのサービスエリアにサービスを提供し、前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、サービスエリアの重複によって決定されることを特徴とする方法。
- 請求項３０に記載の方法であって、
少なくとも１つの基地局について、前記少なくとも１つの基地局によってサービスされていないカバレージエリアの少なくとも１つの妨害無線端末からの前記測定経路損失特性に基づき、前記少なくとも１つの妨害無線端末によって引き起こされるアップリンク妨害に基づいて前記少なくとも１つの基地局の隔離値を決定することと、
前記隔離値に基づいて前記少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定することと
をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項３５に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの基地局の隔離値は、前記少なくとも１つの基地局によってサービスされているカバレージエリアの少なくとも１つの無線端末に対応する前記測定経路損失特性にさらに基づくことを特徴とする方法。 - 請求項３５に記載の方法であって、
前記隔離値は、前記基地局と、別の基地局によってサービスされている特定のカバレージエリアに位置している複数の妨害無線端末との間の前記測定経路損失特性に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項３５に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、それぞれの基地局によって使用可能なチャンネルを特定することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項３５に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのシステム編成パラメータは、第２の隣接基地局から通信ハンドオフを受けるように動作可能な第１の隣接基地局の決定を含むことを特徴とする方法。 - 請求項３５に記載の方法であって、
前記隔離値は、少なくとも１つのアップリンクＣ／Ｉ比値に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項３０に記載の方法であって、
少なくとも１つの基地局について、カバレージエリアの少なくとも１つの無線端末と前記基地局ならびに前記少なくとも１つの無線端末とその他の基地局との間の前記測定経路損失特性に基づき、前記無線通信システムの別の基地局によって引き起こされるダウンリンク妨害に基づいて前記基地局の前記カバレージエリアの第１の隔離値を決定することと、
前記第１の隔離値に基づいて前記少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定することと
をさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項４１に記載の方法であって、
前記パラメータは、それぞれの基地局によって使用可能なチャンネルを特定することに関連することを特徴とする方法。 - 請求項４１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの連続システムパラメータは、異なる隣接基地局から通信ハンドオフを受け取るように動作可能である少なくとも１つの隣接基地局によって決定されることを特徴とする方法。 - 請求項４１に記載の方法であって、
前記第１の隔離値は、少なくとも１つのダウンリンクＣ／Ｉ比値に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項４１に記載の方法であって、
前記基地局と、別の基地局によってサービスされているカバレージエリアの少なくとも１つの妨害無線端末との間の前記測定された経路損失に関連する特性に基づき、前記妨害無線端末によって引き起こされアップリンク妨害に基づいて前記基地局の第２の隔離値を決定することをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項４５に記載の方法であって、
前記隔離値は、少なくとも１つのアップリンクＣ／Ｉ比値に基づくことを特徴とする方法。 - 請求項４５に記載の方法であって、
前記基地局の第１の隔離値は、前記基地局によってサービスされているカバレージエリアの少なくとも１つの無線端末に対応する測定にさらに基づくことを特徴とする方法。 - 請求項２６に記載の方法であって、
（ａ）前記複数の基地局の移動無線端末からパケットを受信するステップであって、少なくとも１つの基地局のパケット送信および受信が前記無線通信システムの通常オペレーションの一部として発生するステップと、前記パケットを受信する基地局でパケットが受信されるときに前記経路損失の特性を格納するステップであり、それによって格納経路損失データを形成し、前記パケットの複数の格納経路損失データが互いに関連して格納されるステップと、
（ｂ）前記無線通信システムの通常のオペレーションの期間に複数のパケットについてステップ（ａ）を繰り返すステップと、
（ｃ）前記格納経路損失データを分析して少なくとも１つのシステム編成パラメータを決定するステップと、
（ｄ）前記決定された少なくとも１つのシステム編成パラメータに従って前記無線通信システムをオペレーションするステップと
をさらに備えることを特徴とする方法。
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