SE520320C2 - - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 520 320 2 Flera mjukvaruverktyg, som förutser signalutbred- ningsvägarna och hjälper till i planeringen av den fysiska utformning av ett trådlöst kommunikationssystem är tillgängliga. Exempel på sådana verktyg innefattar, men begränsas inte till, Motorolas Netplanm RF-system som är ett planerings- och styrverktyg, Mobile Systems Inczs PlaNetW RF-täckningsverktyg, LNS:s RF-planeringsverktyg och ett kommersiellt tillgängligt strålningsspårnings- verktyg utvecklat av T. Rappaport. Emellertid är för när- varande dessa och andra mjukvaruverktyg inte lämpliga för användning i planering av alla typer av kommunikations- system.

För det första är omgivningsmodeller eller högupplösningskartor, som typiskt modellerar via information lagrad i en databas intressanta områden inom ett geografiskt område förknippat med kommunikationssystemet och används till att predikter signalegenskaper vid en bestämd plats, annorlunda för makroceller än för mikroceller. Exempelvis kräver makrocellulära kartor mindre upplösning (eller variabla upplösningsskikt) än mikrocellulära kartor, som 'vanligtvis modelleras genom användning av högupplösnings- databaser.

För det andra används vanligtvis förenklade "pathloss"-ekvationer och empiriska eller statistiska ut- bredningsmodeller i samband med prediktering av signal- egenskaper, såsom signalstyrkan som är förknippad med makroceller, medan det för mikroceller används mer sofis- tikerade strälningsspårningstekniker eller determinis- tiska modeller för att prediktera signalegenskaper såsom verkliga signalutbredningsvägar. Vanligtvis är databaser, som är förknippade med makrocellulära utbredningsmodel- ler, i andra koordinatsystem och/eller format än data- baser förknippade med mikrocellulära utbredningsmodeller. Även om det är möjligt kan det vara tidsödande och dyrt att manuellt välja och fälttesta olika frekvenskom- binationer, signalstrålningsmönster och/eller signalef- 10 l5 20 25 30 35 'den andra sändaren är en makrocellulär sändare, 520 320 3 fekter för att erhålla komplett täckning och acceptabla störningsnivàer för var och en av cellerna i ett kommu- nikationssystem, som innefattar bàde mikroceller och mak- roceller.

Det finns därför ett behov av ett förfarande och en anordning för prediktering av signalegenskaper i ett kom- munikationssystem, som har både mikroceller och makrocel- ler som integrerar kartor med olika upplösningar till en enda karta med ett enda koordinatsystem och som själv- justerar signalegenskapernas prediktion baserat på plat- sen för en speciellt intressant punkt.

Sammanfattning av uppfinningen I enlighet med en aspekt av föreliggande uppfinning tillgodoses det förut nämnda behovet av ett förfarande för prediktering av en egenskap hos en första och en andra signal vid en förutbestämd plats inom ett geogra- fiskt område, som betjänar i ett trådlöst kommunikations- system som betjänar det geografiska området och som inne- fattar en första sändare och en andra sändare, varvid den första sändaren är en mikrocellulär sändare som är utfor- mad att sända en första signal med en första våglängd och som är utformad att sända en andra signal med en andra våglängd.

Förfarandet innefattar lägesinställning av avbildningar av den första och den andra sändaren, definiering av en omgivningsmodell av det geografiska området, definiering av ett flertal ytor inom omgivningsmodellen, varvid var och en av nämnda flertalet ytor innefattar åtminstone tre punkter, som definierar ett plan, och har en utbredning, varvid åtminstone en yta är förknippad med den förutbe- stämda platsen, àstadkommande av en första teknik för prediktering av egenskapen, àstadkommande av en andra teknik för prediktering av egenskapen, baserat på utbred- ningen på nämnda åtminstone en yta, som är förknippade med den förutbestämda platsen, den första våglängden och den andra våglängden, användning av en av den första tek- niken och den andra tekniken för att prediktera egenska- lO 15 20 25 30 35 .;«.. 520 320 4 pen vid den förutbestämda platsen, och baserat på predik- tionen, modifiering av en parameter som är förknippad med det trådlösa kommunikationssystemet.

Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning innefattar, i ett trådlöst kommunikationssystem som be- tjänar ett geografiskt område, en anordning för beräkning av en egenskap hos en första signal och en andra signal vid en förutbestämd plats inom det geografiska området, ett minne för lagring av avbildningar från en mikrocellu- lär sändare och en makrocellulär sändare. Den mikrocellu- lära sändarens avbildningar utformas att sända en uppgift om den första signalen och den makrocellulära sändarens avbildning utformas att sända en uppgift om den andra signalen. En databas är tillgänglig för minnet. Databasen har ett flertal datastrukturer och flertalet datastruktu- rer innefattar en geografisk områdeskarta. Den förutbe- stämda platsen anges på kartan. En yta är förknippad med den förutbestämda platsen. Ytan har en utbredning och innefattar åtminstone tre punkter som definierar ett plan. En första instruktionsuppsättning för beräkning av egenskapen och en andra instruktionsuppsåttning för be- 'räkning av egenskapen tillhandahålls. En processor är tillgänglig för minnet och databasen och processorn använder en av de första instruktionsuppsättningen och den andra instruktionsuppsättningen för att beräkna egen- skaper vid den förutbestämda platsen.

I enlighet med en ytterligare aspekt av föreliggande uppfinning innefattar, i ett trådlöst kommunikations- system som tjänar ett geografiskt område, det trådlösa kommunikationssystemet en första sändare och en andra sändare, varvid den första sändaren är en mikrocellulär sändare som är utformad att sända en första signal och den andra sändaren är en makrocellulär sändare som är ut- formad att sända en andra signal, en anordning för be- stämning av en egenskap hos den första och den andra sig- nalen vid en förutbestämd plats inom det geografiska om- rådet, vilken anordning innefattar organ för placering av 10 l5 20 25 30 35 520 320 5 den första och den andra sändarens avbildningar, organ för definiering av en omgivningsmodell av det geografiska omrâdet, organ för definiering av ett flertal ytor inom omgivningsmodellen, varvid var och en av flertalet ytor innefattar åtminstone tre punkter som definierar ett plan och som har en utbredning, varvid åtminstone en yta är förknippad med den förutbestämda platsen, ett första organ för prediktering av egenskapen, ett andra organ för prediktering av egenskapen och ett organ för att välja en av det första organet för prediktering och det andra organet för prediktering för att bestämma egenskapen vid den förutbestämda platsen, varvid valet baseras pà ut- bredning hos den åtminstone ena ytan förknippad med den förutbestämda platsen och baserad pà en våglängd hos den första och den andra signalen.

Föreliggande uppfinnings fördelar kommer att fram- träda tydligt för en fackman inom omrädet ur den följande beskrivningen av den föredragna utföringsformen (ut- föringsformerna) enligt uppfinningen, som har visats och beskrivits med hjälp av figurer. Det kommer att inses att uppfinningen är möjlig i andra och olika utföringsformer "och dess detaljer är möjliga att modifieras pà olika sätt. Följaktligen ska ritningarna och beskrivningen ha karaktären av att vara àskädliggörande och inte begrän- sande.

Kort beskrivning av ritningarna Fig l visar schematiskt ett typiskt cellulärt kommu- nikationssystem innefattande både makroceller och mikro- celler.

Fig 2 visar ett flödesschema enligt ett förfarande för prediktering av signalegenskaper i enlighet med en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig 3 visar en toppvy av en omgivningsmodell som visar hur byggnader och annan terrängoregelbundenheter kan reflektera antennstàlmönstren i olika riktningar.

Fig 4 är en grafisk avbildning av en yta som kan re- presentera en del av omgivningsmodellen visad i fig 3. lO 15 20 25 30 35 .H a. 520 320 6 Fig 5 visar ett blockschema av en anordning för pre- diktering av signalegenskaper i enlighet med en föredra- gen utföringsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av de föredragna utförinqsformerna Med hänvisning nu till ritningarna, på vilka samma nummer hänvisar till samma komponenter, visar fig 1 sche- matiskt ett typiskt cellulärt kommunikationssystem 200.

Ett antal mobila kommunikationsenheter (ej visade), eller mobila stationer, kan vara verksamma i områden 412, 414 eller 416 som betjänas av basstationerna 312, 316. 314 resp Basstationerna 314 och 316 tillsammans med motsva- rande områden 414 resp 416 är mikroceller, medan bassta- tionen 312 och motsvarande område 412 är en makrocell.

Tillsammans täcker tjänsteområdena 412, 414 och 416 ett specifikt grafiskt område 400.

Ett antal punkter 11 eller mätbara regioner, som i själva verket kan representera områden med speciella ut- bredningar eller centrum av specifika områden i rymden, visas inom det geografiska området 400. Punkterna 11 kan vara placerade var som helst inom området 400. Vilket an- tal punkter 11 som helst kan vara identifierade inom om- ' rådet 400 och det kan antas att de mobila stationerna är verksamt vid punkterna 11. Granntjänsteområdena 412, 414 och 416 kan vara överlappande (som visas) eller väsent- ligen ligga intill varandra. Det är tänkt att basstatio- nerna 312, 314 och 316 kan vara sektorer av en sektor in- delad basstation (ej visad) eller kan de själva vara sek- toriserade basstationer, men vanligtvis är de enheter med sändare, såsom antenner, som har förmåga att sända radio- signaler ut genom ett område över vilket förbindelsen skall etableras. Överallt i beskrivningen där hänvisning sker till radiofrekvenskanaler, syftar sådana kanaler till att beteckna kanaler i kodbaserade radiofrekvenskom- munikationssystem, likaväl som kanaler i frekvensbaserade system.

En basstation såsom basstationen 312, 314 eller 316 som är kommersiellt tillgänglig från Motorola, kan inne- lO 15 20 25 30 35 'kopplare .. U v - .i I. » i» = « « .f .a » . -1 ; . 1. . o .U šl t L. å., _ v» i , . p . i; ; V ; - 1 n 1 ,. . U <- 7 fatta bl a ett flertal såndtagare (ej visade) som åstad- kommer kommunikationskanaler för förbindelse mellan mo- bila kommunikationsenheter och basstationerna 312, 314 och 316 och kan också innefatta en sändare, såsom en an- tenn 19, som sänder och mottager kommunikationssignaler.

Multipelfrekvenser, såsom exempelvis multipelröst- och signaleringskanaler, kan överföras från en enda antenn 19, som använder välkända kombinerande förfaranden. An- tennen 19 kan vara av vilken typ som helst, såsom exem- pelvis riktlobstrålning, rundgående lobstràlning, rund- lobstrålning, överlappning eller gruppering och dess sändeffekt och/eller fasinställning kan styras med olika välkända tekniker.

En eller flera av basstationerna 312, 314 och 316 kan vara i förbindelse med en basstationstyrenhet (ej som har en visad), såsom en Motorola-basstationstyrenhet, välkänd konstruktion och funktion, eller kan själv vara ett komplett basstationssystem. Ytterligare basstationer kan också vara anslutna till basstationstyrenheten när denna är närvarande. Basstationstyrenheten eller bassta- tionssystemet kan i sin tur vara i förbindelse med en om- (ej visad), som kan vara ett mobilt omkopplings- center såsom en EMX““2500, som är kommersiellt tillgång- lig från Motorola, eller någon annan lämplig omkopplings- typ. Ytterligare basstationsstyrenheter (ej visade) eller basstationssystem kan också vara anslutna till omkoppla- ren. Omkopplaren kan bl a vara i ytterligare förbindelse med bl a ett allmänt telefonnät (PSTN, public switched telephone network) (ej visat), som tillåter mobila kom- munikationsenheter att få åtkomst till landbaserade kom- munikationslinjer och vice versa.

Trådlös fleraccesskommunikation mellan basstationer- na 312, med fördel över radiofrekvenskanaler (RF), 314 och 316 och de mobila stationerna uppträder som åstadkom- mer fysiska vägar över vilka kommunikationssignalerna så- överföres. Bas- till-mobilsta- som röst, data och video, tionsförbindelser sägs uppträda på en framlänkskanal, 10 15 20 25 30 35 'det högst sannolikt att basstationerna 312, »- .» = . J «. - . v .. _. n = I; I . -. s , .. _ _. . _ . 520 320 8 medan mobil- till-basstationsförbindelser sägs vara på en backlänkskanal. pilotkanal, En kommunikationskanal kan bl a vara en en personsökningskanal, en synkron kanal, en trafikkanal eller del av en trafikkanal.

Vid planering av ett trådlöst kommunikationssystem såsom systemet 200 visat i fig 1, är det kritiskt att på rätt sätt välja de geografiska platserna för basstatio- nerna 312, denas 412, 314 och 316 och de ungefärliga täckningsomrà- 414 och 416 gränser så att lämpliga signaler, såsom radiofrekvenssignaler, utbreder sig från antennen 19 till så gott som varje punkt i de önskade täckningsom- ràdena 412, 414 och 416 utan att orsaka onödiga stör- ningar i form av närliggande kanal- eller samkanalsinter- ferens. Allmänna överväganden i samband med konstruktio- nen av ett trådlöst kommunikationssystem, såsom ett cel- lulärt radiotelefonnät, beskrivs i "The Communications Handbook", Jerry D. Gibson, Editor-in-Chief, CRC Press (1997), kapitel 81, sid 1146-1159, upptagen häri som referens.

Om signalernas egenskaper, vilka signaler överförs från antennen 19, kan förutsägas på ett riktigt sätt är 314 och 316 kommer att placeras på rätt sätt. 414 och 416 former och Signalegenskaperna och sålunda täckningsomràdenas 412, storlekar kan, förutom att vara beroende av platsen för byggnader eller andra terrängoregelbundenheter, variera som en funktion av tillgång på plats för att placera an- tennen 19 och av trafikstockningen.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstad- kommer ett förfarande, över vilket ett flödesschema visas i fig 2 (och beskrivs ytterligare efter behov med hänvis- ning till fig 1 och andra figurer), prediktering av sig- nalegenskaper i ett trådlöst kommunikationssystem, såsom systemet 200, som har både makroceller och mikroceller och blandade upplösningsdatabaser, så att bl a önskvärda signalegenskaper förknippade med var och en av basstatio- nerna 312, 314 och 316 existerar vid punkterna 11. lO 15 20 25 30 35 520 32oï*fïf 9 Vid blocket 502 utförs steget att ladda och initiera data. Detta steg kan innefatta bl a att avbilda bassta- tionerna 312, 314 och 316 i maskinläsbart format och att välja geografiska utgängsplatser för avbildningarna av 314 och 316, imationer av täckningsomràden 412, basstationernas 312, tillsammans med approx- 414 och 416 baserade på olika dämpningsnivåer. En inledande uppsättning av sändeffektvärden förknippade med basstationernas 312, 314 och 316 antenner 19 och speciella frekvenser för signaler överförda med antennerna 19 kan också förutsättas. Exem- pelvis arbetar cellulära radiotelefoner för närvarande i 890 MHz-området men också i 1,9 GHz-området, även om andra frekvenser kan vara specificerade. Om det finns ett föremål i närområdet till en speciell antenn kan ett bib- liotek av antennmönster användas, som har föralstrats genom användning av en numerisk metod såsom finitskill- (FDTD, finite difference time domain) eller (FEM, Förfarandet fortsätter i blocket 504 i vilket en nadstidsdomän finitelementmetoden finite element method). eller flera intressanta områden eller en förutbestämd plats väljs. Exempelvis kan en eller flera punkter ll ut- 'göra ett intressanta område. En eller flera signalegen- skaper som är av intresse kan också väljas i blocket 504.

Exempel på signalegenskaper är men begränsas inte till signalstyrka, signalutbredningsväg, signalstörning och signalpolerisation.

Härnäst i blocket 506 definieras en omgivningsmodell eller karta av det geografiska området 200. Ett exempel på en omgivningsmodell 300 visas i fig 3. Som visas loka- liseras föremål, som kan omdirigera en utbredningssignal och som innefattar men inte begränsas till byggnader 304, 306, 308 och 310, kan förknippas med en av basstationerna 312, 316. Plats, byggnader, terrängnivåskillnader och naturliga föremål, i förhållande till en antenn 19, 314 eller SOm storlek och sammansättning av föremål, såsom såsom träd, vatten och klippor, kan modelleras tredimen- sionellt och lagras i en databas. Diffraktions-, reflek- 10 15 20 25 30 35 'Terrain and Building Data" av E.K. Tameh et al, 520 320 10 tions- och diffusionsspridningskoefficienter i tre dimen- sioner för olika föremål, såsom kända ytor och inhomogena ojämna ytor, är med fördel utvecklade genom användning av (FDTD, finite difference time domain)-analys eller finitelement- numeriska metoder, såsom finit skillnadstidsdomän analys, varvid olika material modelleras med spridnings- koefficienter, som i sin tur använder predikterade egen- skaper hos reflekterade eller diffrakterade signaler.

FDTD och/eller andra numeriska metoder kan också användas för att ta fram realistiska antennmönster som innefattar effekterna av väggar, kilformer och hörn, när sådana exi- sterar i en antenns närområde. Bestämda kapacitiva eller dielektriska egenskaper hos ett föremål som modelleras kan antas och koefficienter kan tas fram genom användning av en superdator. Dessa koefficienter kan sedan lagras för framtida användning som datastrukturer i en databas.

Exempelvis kan de framtagna koefficienterna lagras i ett välkänt format, såsom i en uppslagstabell.

Ett sätt att närma sig den tredimensionella modelle- ringen är beskriven i "Integrated Macro and Microcellular Progagation Model, Based on the Use of Photogrammetric IEEE (1997), innefattad häri som referens. En utbredningsmodell för täckningsförutsägelsen i de mycket Sid 1957-1961, höga frekvensområdena och ultrahöga frekvensområdena som tar hänsyn till användning av en tredimensionell terräng- databank presenteras i "A Versatile Wave Propagation Model for the VHF/UHF Range Considering Three-Dimensional av M. Lebherz et al, IEEE Transactions on oktober 1992, Terrain" Antennas and Propagation, volym 40, Sid 1121-1131, lar avseende utbredning och/eller omgivningsmodeller in- nr 10, innefattad häri som referens. Andra artik- nefattar "Two-Dimensional Ray-Tracing Modeling for Propagation Prediction in Microcellular Environments", K. Rizik et al, IEEE Transactions on Vehicular Techno- logy, voly 46, nr 2, maj 1997, sid 508-517; "Simulation of Radio Relay Link Performance Using a Deterministic 3D 10 l5 20 25 30 35 520 320 ll Wave Propagation Model" av N. Geng et al, Radio Relay Cll-14, oktober 1993, IEEE, sid 343-348, Systems, Conference Publication nr 386, "Concepts and Results for 3D Digital Terrain-Based Wave Propagation Models: An Over- IEEE Journal on Selected Areas in september 1993; view", T. Kürner et al, Communications, volym ll, nr 7, "Finite-Difference Time Domain Method for Electromagnetic Radiation, Interference, and Interaction with Complex P.A. Tirkas et al, IEEE Transactions on maj l993; "A Microcellular Communications Propagation Model Based Structures", Electromagnetic Compatibility, volym 35, nr 2, on the Uniform Theory of Diffraction and Multiple Image S.Y. Tan et al, IEEE Transactions on Antennas oktober 1996; och "A Theory", and Propagation, volym 44, nr 10, Monte Carlo FDTD Technique for Rough Surface Scattering", J.B. Schneider et al, Propagation, volym 43, nr ll, november 1995. Var och en IEEE Transactions on Antennas and av dessa artiklar innefattas häri som referens.

Med fördel innefattar omgivningsmodellen 300 olika upplösningar för olika regioner inom det grafiska omràdet 200. Exempelvis kan en upplösning på 100-200 meter i ett 'platt landsbygdsomràde vara tillräcklig, medan 10 meter eller bättre upplösning kan krävas i ett tättbefolkat om- ràde eller områden som har oregelbunden terräng. Det är önskvärt att uppnà en sàdan icke-homogen karta samtidigt som ett enda koordinatsystem kan bibehàllas. Data, som samlas in med olika organ, sàsom bl a satellit, kartor och luftfotografering är vanligtvis representerade i ett ellipsoidiskt koordinatsystem eller ett sfäriskt koordi- natsystem. Det är fördelaktigt att omforma det ellipsoi- diska koordinatsystemet till ett rektangulärt koordinat- system och för att använda endast rektangulära (Cartesian) koordinater.

Geografisk data är med fördel separerad och klassi- ficerad i landsbygd, tättbefolkade och blandade områden.

Landsbygdsomràden är vidare klassificerade baserat pà landtäckningen och höjdförhàllanden. Exempel pà landtäck- lO 15 20 25 30 35 .>... 520 320 l2 ningen innefattar skogar (som har en bestämd täthet av träd per area), sjöar, öppna torra landskap eller öppna våtmarker. Exempel på höjdförhållanden innefattar platta områden, platta områden med speciella oregelbundenheter eller ojämnheter, backiga områden och bergterräng. Tät- befolkade områden kan vara klassificerade baserat på byggnadstäthet, som är bestämt t ex som vanliga ameri- kanska städer, europeiska städer och förortsomràden.

Varje dataklass kan tilldelas sin egen reflektionsko- efficient och/eller diffusionskoefficient och övergångs- regioner kan också definieras.

Vid blocket 508 àstadkommes predikteringstekniker som simulerar omdirigering, dvs reflektionen, diffraktio- nen eller diffusionen, modellen 300. av en signal 28 inom omgivnings- En första teknik för prediktering av sig- nalegenskapen 28, vilken signal är översänd från en eller som inne- flera antenner 19, är en deterministisk teknik, fattar användningen av matematiska formler, såsom beräk- ningar av tredimensionell spridning, vilka beskriver fy- sikaliska fenomen. Användandet av sådana beräkningar häl- las vanligtvis strålspårning. Vanligtvis år de underlig- 'gande beräkningarna baserade på den enhetliga teorien för diffraktion eller geometrisk/fysikalisk optik, som inne- fattar planvàgekvationsegenskaper, som är beskrivna i det rektangulära koordinatsystemet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen som stràlas från en antenn, behandlas energi, som energi- densitet, dvs watt per kvadratmeter. Sådan strålnings- energi träffar ett föremål såsom en vägg på en yta sna- rare än en punkt. Som ett resultat därav kan strömmar in- duceras på ytan, vilka strömmar återstrålas. Ytans be- skaffenhet strömmarna. En riktning av den återstrålade energin och (dvs dess material och geometri) bestämmer yt- information om de nya signalegenskaperna (dvs polarisa- tionstillståndet, signalstyrkan, signalamplituden) detek- teras. Exempelvis kan en vertikalpolariserad signal de- polariseras efter reflektion på ett dielektriskt eller lO 15 20 25 30 35 520 320 13 inhomogent föremål. Med fördel predikteras en polarisa- tionsgrad eller depolarisationsgrad baserat pá ett bib- liotek av ytor (som diskuteras vidare längre ned), varvid var och en har en speciell materialkomposition och -inho- mogenitet, sä att när en infallande signal träffar en speciell yta vid en speciell polarisation kan polarisa- tionstillstàndet hos den reflekterade signalen vara känd eller vald. En sådan teknik och/eller ett sådant biblio- tek kallas vanligtvis för en polarometrisk spridnings- matris.

Alternativt kan en signaldämpning sàsom signalen 28 vara deterministiskt predikterad genom användning av det välkända bildförfarandet eller det välkända punktpro- duktsförfarandet. En detaljerad beskrivning av bildför- farandet kan hittas i de amerikanska patentansökningarna 08/70l,257, 08/656,029, 08/4l5,05l och 08/685,344, van- ligtvis förknippade med föreliggande uppfinning. Var och en av ovannämnda US-patentansökningar innefattas häri som referens.

En andra teknik för prediktering av signalegenskapen 28 är en statistisk/empirisk teknik, som med fördel inne- 'fattar användandet av numeriska metoder. Exempel pà nume- (FEM) De nume- riska metoder innefattar FDTD, finitelementmetoder eller momentmetoder (MOM, method of moments). riska metodernas resultat kan förberäknas och lagras i ett bibliotek, Exempelvis kan ett bibliotek av diffraktionskoefficienter en databas, en tabell eller liknande. för olika typer av byggnadshörn skapas och väljas av en användare eller om det inte finns någon detaljerad bygg- nadsinformation tillgänglig, kan diffraktionskoefficien- ter förknippade med typiska inhomogena kilar väljas. En spridningsmatris som har rader och/eller element, säsom Fresnel-koefficienter kan användas för problem av tre- dimensionell typ. vid blocket 510, automatiskt bestämmer den intressanta signalegenska- Härnäst, börjar en process som pen(erna) vid det valda intressanta omràdet(ena). lO 15 20 25 30 35 520 320 14 Vid blocket 512 visas att storleken på det intres- santa området som är valt bestämmer upplösningen vid vilken de valda signalegenskaperna beräknas. Exempelvis om det intressanta området är 10 m2 identifieras de rek- tangulära koordinaterna för detta intressanta område.

Detta intressanta område kan brytas ner i mindre, möj- liga, individuella regioner, om en hög upplösningsgrad önskas, eller kan behandlas som en komplett region om en lägre upplösningsgrad önskas. I allmänhet kommer mindre områden av intresse att åstadkomma en utsignal med högre upplösning medan större områden av intresse kommer att åstadkomma en utsignal lägre med upplösning. intressant område är med fördel representerad En yta 600, Varje av en eller flera ytor. som visas i fig 4, är ett plan som är bestämt och begränsat av tre eller flera punkter i den tredimensionella rymden och är ett välkänt föremål inom datorvetenskapen. Ytan 600 kan vara triangu- lär eller rektangulär. En vektor N 602 normal till ytans 600 plan visas också. Ett enda intressantomràde kan inne- hålla en eller flera ytor av varierande utbredningar. Ett bibliotek med ytor skapas med fördel så att var och en av 'ytorna har en speciell materialkomposition och inhomoge- nitet vid en speciell infallsvinkel.

Ytorna 600 varierar med fördel i utbredning enligt upplösningen vid vilken valda signalegenskaper beräknas och kan också variera i utbredning i enlighet med be- tydelsen av platsen för ytan. Exempelvis kan områden på eller nära stora vägar eller byggnader bedömas mer vik- tiga och därför ha fler eller färre ytor förknippade dår- med än obebodda områden, såsom fält eller sjöar. Dessutom har ytorna med fördel en utbredning baserad på geogra- fiska egenskaper såsom landtåckningen och höjdförhållan- den som diskuterats ovan. Exempelvis kan ytstorleken i ett skogsområde vara en annan (t ex större) än i ett tät- befolkat område. Varje yta kommer att ha sin egen reflek- tionskoefficient och/eller spridningsdiffusionskoeffi- cient. lO 15 20 25 30 35 520 320 15 Enligt den föredragna utföringsformen av uppfin- ningen är en teknik för prediktering av den valda signal- egenskapen vid ett speciellt intressant område automa- tiskt eller adaptivt utnyttjat baserat på ytans utbred- ning eller ytornas utbredningar som definierar det spe- ciellt intressanta området, relativt signalfrekvensen som studeras. Exempelvis är det välkänt att om en signal har en våglängd, som är ekvivalent eller större än ytans radie hos en fasett kan den geometriska optikens tekniker inte korrekt prediktera signalegenskaperna. I det fallet kan en numerisk metod, såsom FDTD, användas. Omvänt kan när en våglängd av en signal är mycket mindre än en ytans storlek tekniken med den geometriska optiken med framgång användas.

En teknik för prediktering av den valda signalegen- skapen på ett specifikt område kan också baseras på mate- rialet som är definierat av en speciell yta eller del därav och/eller platsen för en speciell yta. Exempelvis kan olika nivåer av oregelbundenheter hos ett material eller en terräng definieras och för oregelbundenheterna med en speciell storlek kan antingen deterministiska 'modeller eller statistiska metoder användas för att pre- diktera signalegenskaperna.

Sålunda, som visas i fig 2, bestäms ytans storlek, fysikaliska egenskaper och plats i blocket 514 och en predikteringsteknik väljs i blocket 516.

Predik- teringsresultatet kan visas grafiskt i tre dimensioner, Signalegenskapen predikteras i blocket 518. grafiskt i två dimensioner, i tabellformat eller i vilken annan form som helst.

Anpassning av sättet att prediktera signalegenska- perna enligt signalfrekvensen och enligt ytans utbredning och material förknippat med intresseområdet ger många fördelar. Exempelvis kan ett enda enhetligt koordinat- system och en enda omgivningsmodell användas för att pre- diktera de elektromagnetiska fältens utbredning i omgiv- ningarna som är förknippade med bàde makroceller och mik- 10 15 20 25 30 35 520 320 16 roceller. Det som är platt vid 890 MHz kan verka som icke-platt vid 1,9 GHz.

Som visas i blocket 520 kan det vara önskvärt att modifiera en parameter förknippad med det trådlösa kommu- nikationssystemet baserat på signalegenskapens predik- är bl a tion. Exempel pà parametrar, som kan modifieras, basstationernas 312, 314 och 316 plats, en eller flera överförda effektvärden förknippade med basstationernas 312, signaler sända med antennerna 19. 314 och 316 antenner 19 och speciella frekvenser för På detta sätt är det möjligt att automatiskt förut- säga signalegenskaperna vid olika punkter inom det geo- grafiska området 400 förknippat med det trådlösa kommu- nikationssystemet 200. Kombinationer av basstationers och/eller antenners platser, frekvenser eller signal- effekter, som till största del täcker tjänsteområdena 412, 414 och 416 med den minsta utbredningen i grann- tjänsteområdena vid vilken given punkt 11 som helst kan väljas.

Med hänvisning till fig 5 och på lämpligt sätt också till fig 1-4 visas en anordning 60 som kan vara en uni- 'versaldator för prediktering av signalegenskaperna enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen. Ett minne 50 lagrar information som representerar de geografiska plat- serna för signalöverföringskällorna, såsom basstationerna 312, olika överföringsfrekvenser och/eller effekter. En data- 314 och 316 och antenntyperna 19 tillsammans med bas 51 som reagerar på minnet 50 lagrar ett antal data- strukturer som representerar omgivningsmodellen eller kartan över det geografiska området 400. Datan kan vara representerad i minnet 50 och/eller i databasen 51 på en mängd olika välkända sätt, exempelvis genom att använda matematiska uttryck, datastrukturer, digitala representa- tioner eller tabeller. Miljömodellen kan ha ett specifikt koordinatsystem (ej visat) med individuella områden av systemet som har en eller flera ytor 600 av varierande utbredningar förknippade därmed. En förutbestämd rymd kan lO l5 20 25 30 35 520 320 17 representeras av tredimensionella ytor av varierande ut- bredning genom användning av välkända datorvetenskapstek- niker.

En processor 52 är i förbindelse med minnet 50 och databasen 51. Processorn 52 kan reagera på ett program (ej visat), som kan finnas i minnet 50 och som kan vara exempelvis en instruktionsuppsättning som är skriven med välkända förfaranden i datorläsbart språk, som exekverar de olika aspekterna av förfarandet beskrivet i samband med den föredragna utföringsformen (erna) av uppfin- ningen. Exempelvis kan förfarandet implementeras i mjuk- vara skriven i språk sàsom C och/eller C++ och utföras pà en högprestanda-arbetsstation med en eller flera mikro- processorer som använder seriella eller parallella pro- cesstekniker. Programmet tillsammans med processorn 52, minnet 50 och databasen 51 kan baserat pà storlek pà ytan eller ytorna, som definierar ett speciellt intressant om- ràden, utnyttja antingen instruktionsuppsättningen 53 eller instruktionsuppsättningen 54 för att prediktera den valda signalegenskapen i det speciella intressant omrà- det.

Givetvis kan anordningen 60 innefatta en eller flera andra enheter eller element, såsom ett tangentbord (ej visat), ett pekorgan (ej visat), en displayenhet (ej visad) eller ett nätverksgränssnitt (ej visat).

Minnet 50, processorn 52 och dess förknippade pro- gram, databasen 51 och instruktionsuppsättningarna 53 och 54 kan vara komponenter av, eller implementerade inom ett simuleringsverktyg såsom Motorolas Netplanm mjukvaruverk- tyg. Olika aspekter av föreliggande uppfinning hänför sig till specifika funktioner, som implementerbara i dator- system i allmänhet, och ett program som implementerar specifika funktioner kan levereras till en dator i många former, innefattande men inte begränsat till permanent lagring pà ett icke-skrivbart lagringsmedium, alternativt lagring pà ett skrivbart lagringsmedium eller överfört det allmänna med kommunikationsmedia, sàsom ett datornät, lO 15 20 25 520 320 l8 telefonnätet, en fiberoptisk kabel eller överförda radio- frekvenssignaler.

Principerna för föreliggande uppfinning, vilka kan appliceras pä cellulärbaserade kommunikationssystem, kan också appliceras pä andra typer av kommunikationssystem inklusive men inte begränsat till personkommunikations- system, satellitkommunikationssystem och datanät, och vidare appliceras pà cellulàra kommunikationssystem som har vilket antal celler som helst. På liknande sätt är principerna som beskrivs häri, antingen om kommunika- tionssystemen är analoga eller digitala, enkelriktade eller tvávägsriktade, och det mà pàpekas att ett kommuni- kationssystem och nätverkselement däri, i vilket aspek- terna av föreliggande uppfinning kan användas, kan utfor- mas pà vilket lämpligt sätt som helst. De olika utfö- ringsformerna av föreliggande uppfinning kan användas i anslutning till kommunikationssignaler med vilken frek- vens som helst och till kommunikationssystem som följer vilken luftgränssnittstandard som helst.

Det torde inses att andra och ytterligare former av uppfinningen kan härledas utan att man fràngär uppfin- 'ningstanken i bifogade patentkrav och det mà påpekas att denna uppfinning inte är begränsad pà nàgot sätt till de specifika utföringsformerna som beskrivs ovan, utan kom- mer att vara begränsad av följande patentkrav och deras ekvivalenter.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 520 320 19 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för prediktering av en egenskap hos en första och en andra signal vid en förutbestämd plats inom ett geografiskt område i ett trådlöst kommunikations- system, som betjänar i det geografiska området och som innefattar en första sändare och en andra sändare, varvid den första sändaren är en mikrocellulär sändare som är utformad att sända en första signal med en första våg- längd och var vid den andra sändaren är en makrocellulär sändare, som är utformad att sända en andra signal med en andra våglängd, vilket förfarande innefattar stegen att lägesinställa avbildningar av den första och den andra sändaren, att definiera en omgivningsmodell av det geografiska området, att definiera ett flertal ytor inom omgivningsmodel- len, varvid var och en av nämnda flertal ytor innefattar åtminstone tre punkter, som definierar ett plan, och har en utbredning, varvid åtminstone en yta är förknippad med 'den förutbestämda platsen, att åstadkomma en första teknik för prediktering av egenskapen, att åstadkomma en andra teknik för prediktering av egenskapen, att baserat på storleken på nämnda åtminstone en yta, som är förknippad med den förutbestämda platsen, den första våglängden och den andra våglängden, använda en av den första och den andra tekniken för att prediktera egenskapen vid den förutbestämda platsen, och att baserat på prediktionen modifiera en parameter förknippad med det trådlösa kommunikationssystemet.

2. Förfarande enligt krav l, varvid det trådlösa kommunikationssystemet innefattar ett cellulärt radio- telefonkommunikationssystem. 10 15 20 520 320 20

3. Förfarande enligt krav 2, varvid det cell radiotelefonkommunikationssystemet väljs ur gruppen som bestàr av ett koddelat fleraccess_(CDMA, code division multiple access)-system, ett analogt system och ett tid- delat fleraccess_(TDMA, time division multiple access)- system.

4. Förfarande enligt krav l, varvid den förutbe- stämda platsen innefattar ett tredimensionell omrâde.

5. Förfarande enligt krav l, varvid omgivningsmodel- len innefattar en karta.

6. Förfarande enligt krav 5, varvid kartan innefat- tar en databas.

7. Förfarande enligt krav 6, varvid databasen inne- fattar avbildningar av terràngdata och avbildningar av störekodata integrerad i en enda datauppsättning.

8. Förfarande enligt krav 7, varvid störekodata in- nefattar tredimensionella byggnader.

9. Förfarande enligt krav 1, varvid var och en av flertalet ytor vidare innefattar en vektor, som är vin- kelrät mot planet.

10. Förfarande enligt krav l, vidare innefattande 'steget att tilldela ett prioritetsvärde till var och en av flertalet ytor.