JP4541522B2 - Cdma移動電話システムにおけるサービス品質を評価する方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明はCDMA移動電話システムにおけるサービス品質を評価する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
現在入手できる商用携帯通信システムは、典型的に多数の固定基地局(セル)を含み、その各基地局(セル)は、それぞれの通信エリア内の移動ユニットに信号を伝送し、該移動ユニットから信号を受信する。
【0003】
各基地局は、それを使って移動ユニットと通信できる、多数のチャンネル群を割り当てられている。該基地局の領域内にある移動ユニットは、これらのチャンネル群を使い、外の世界と通信する。
【0004】
典型的に、ある基地局で使う複数のチャンネル群は、どのチャンネルの信号群も、その基地局で使われる別のチャンネルの信号群と干渉しないように選ばれる。
【0005】
移動ユニットが、広範な地域を移動しても、電話通信の送受信ができるようにするため、それぞれのセルは、そのカバーエリアが隣接し合い、他のセル群のカバーエリアと重複するように、正規には物理的に位置決めされる。
【0006】
移動ユニットが、ある基地局のカバーエリアから、他の基地局のカバーエリアへ移動するとき、移動ユニットとの通信は、ある基地局から、他の基地局へ、基地局間のカバーエリアが重複するエリア内で、転送される。(ハンドオフされる)
【0007】
移動ユニット群とセル群間の移動電話通信が、出来る限り干渉しないようにすべきことは、自明のことである。これを達成する方法は、個々の移動電話システムの特性により異なる。
【0008】
最も普及している、American Mobile Phone System (AMPS)においては、チャンネル群は、周波数で定義されている。約400個の異種隣接FM周波数を有する周波数帯域が、個々の移動電話システム・オペレーターに配分されている。
【0009】
典型的なAMPSシステムにおいては、それぞれのチャンネルが、決まったFM周波数帯域を、ひとつの基地局からひとつの移動ユニットへのダウンリンク伝送に使い、別の決まったFM周波数帯域を、ひとつの移動ユニットからひとつのセルへのアップリンク伝送に使用する。
【0010】
典型的に、移動電話システム全体用のダウンリンク伝送に割り当てられた周波数群が、直ちに互いに隣接して並べられ、やはり直ちに互いに隣接して並べられた、アップリンク伝送に割り当てられた周波数群が、相当離れて分離される。
【0011】
AMPSシステムでは、チャンネル群が周波数によって定義されているが故に、どの特定伝送の干渉も、主として同一チャンネルまたは至近隣接のチャンネル上の伝送に起因するものである。この干渉を減らすため、オペレーターは個々の基地局に対し、チャンネル群間での干渉を除去するために充分、相互に離れた周波数群を割り当てる。
【0012】
例えば、オペレーターは、ある基地局に対して、相互間が大きな番号(例えば、21)隔たった中間周波数を搬送する、チャンネル群のセットを割り当てる。
【0013】
しかも、AMPSシステムでは、移動ユニットが、ある基地局のカバーエリアから、他の基地局のカバーエリアへ移動するとき、その通信は、ある基地局から他の基地局へ、セルカバーが重複するエリア内で、転送しなければならないが故に、重複するセルカバーを有する基地局との干渉を除去しなければならない。
【0014】
これを実行するため、隣接セル群に割り当てるチャンネル群は、同一周波数を除去するように、注意深く選ばれる。これはある場合には、中央セルに上記の方法で大きく離れたチャンネル群を割り当て、次に該中央セルを取り巻くセル群に、中央セルを取り巻くセル群毎に順次数が増えてゆくパターンを用いて、チャンネル群を割り当てることにより達成される。
【0015】
これは中央セルが、異なる周波数を伝送する多数のオーバーラップするセル群に取り囲まれた、セル群のハニカム・パターンを思い浮かばせるようなものを創り出す。
【0016】
同様のセル・パターンが、システム全体に展開し、それぞれのセルが中央のセルを取り囲み、それぞれのセルがオーバーラップするセル群に取り囲まれた中央のセルとして機能し、所謂再利用パターンを創り出している。そのようなパターンにおいて、同一チャンネル上での干渉が、通常少し離れた距離の、役立つ情報を搬送するセルからやってくる。
【0017】
大部分の移動電話システム、特に利用頻度が高い都市部エリアにおけるセル群では、ひとつのセルの設置場所が、2ないし3個の個別トランシービング局(「セクター」と呼ばれる)を含み、そのそれぞれが上述したチャンネル群の周波数割り当てを有する、チャンネル群を含むことが出来る。
【0018】
各セクターのアンテナは、典型的に、180度または120度のカバーを備えるように仕組まれる。本明細書では、セル群、セクター群、基地局群という用語は、文脈から他のことを指さない限り、普通互換的に使われる。
【0019】
もしAMPSシステムが、かなりの数のセクター化されたセル群を含めば、中央セルを取り巻く6個のセル群に、全て異なり理論的に非干渉のチャンネル群を割り当てることが出来るであろう。しかし、最初の中央セルと至近隣接した取り巻きセル群以外では、周波数再利用パターンは、そのチャンネル群が非セクター化システムよりも、密集レンジで複製されることを要求する。
【0020】
もうひとつの一般的移動電話システムで、時間分割多重アクセス(TDMA)と呼ばれるものは、周波数帯域が全システムに対し、グループ単位でAMPSシステムの割り当て法と非常によく似た方法で割り当てられる。しかし、どの周波数帯域においても、各基地局は、ある数のばらばらの間隔または時間枠の間に、突発的に送受信を行う。すると周波数帯域における、これらの時間間隔が、効果的に個々のチャンネル群を形成する。
【0021】
これらの時間間隔を用い、個々の基地局に割り当てる周波数帯域域が、周辺の基地局に割り当てられる周波数帯域域群と、それぞれ互いに異なることを保証することにより、チャンネル再利用パターンが確立し、これによって、時間分割プロセスの故に、周波数帯域域の実質的大幅利用が許される。
【0022】
より新しい移動電話システムで、コード分割多重アクセス(CDMA)と呼ばれるものは、データを伝送するためにデジタル信号を用いる。CDMAシステムの全基地局および移動ユニット群は、デジタル信号を伝送するために、現在他の周波数帯域域も提案されてはいるが、1.25メガサイクル周波数帯域の、同じ「拡張帯域」を現在用いる。
【0023】
各メッセージの情報ビットは、擬似ノイズ(PN)コードと呼ばれる符号化を用いて拡張される。全システムを通じ、各セクターが同じPNコードを伝送情報符号化のために使う。それにより各セクターが、時間オフセット(一般的に擬似ノイズ(PN)オフセットと呼ばれる)を用いて、拡張されたメッセージ中のある繰り返し開始時間から、PNコードを判別する。
【0024】
このようにして、ひとつのセクターが符号化伝送を開始時間に始めることができ、2番目のセクターが開始時間から1ユニット分オフセットして、3番目が2ユニット分オフセットして、以下同様に全部で512ユニット分までオフセットして、符号化伝送を始めることができる。各セクターでの伝送は、該拡張メッセージを数あるウオルシュコード内のひとつを使い、さらに符号化して、どれが有効に分離できるチャンネルであるかを評価される。
【0025】
ウオルシュコードは、メッセージの符号化および符号解読のために用いられるマスクで、別のウオルシュコードを使って送られたメッセージを除去するマスクである。特定チャンネル上のメッセージは、ウオルシュおよびPNコードを含むマスクを、該特定チャンネル用に指定されたPNオフセット時に開始する、受信したメッセージ・ビットのパターンに、適用して解読される。
【0026】
CDMAシステムは、数々の利点を提供する。これら利点のひとつは、ある移動ユニットが、数々の異なるセル群またはセクター群から、同一の情報を、一時に受信できることである。
【0027】
全ての伝送が同一周波数帯域で行なわれるが故に、ある移動ユニットがそのレンジ内で入手できる全ての情報を、実際に受信する。しかし、該移動ユニットは、チャンネル群上のそれ宛に来た情報だけを解読する。
【0028】
CDMA移動ユニットは、それが受信する情報の全帯域に対し、一時に数々の解読マスクを適用できるような受信機を用いる。
【0029】
受信を望むチャンネルを定義するウオルシュおよびPNオフセットを知れば、ある移動ユニットは、数々の基地局から同時に、それ宛に来た単一メッセージからの情報だけを解読することができ、その情報を結合して単一のアウトプット・メッセージを創り出す。このようにして、ひとつのセクターからの信号が弱まったとしても、同一のメッセージを別のセクターから適切な強さで受信することができる。これにより、CDMAがかなりよい伝送の可能性を提供する。
【0030】
AMPSおよびCDMAシステムの両方において、上記の方法で周波数再利用プランを働かせて、チャンネル群間の干渉を減らすことが出来る。理論的には、セルの仕組みおよびチャンネル割り当てについての、これらのフォームにより、同一または隣接するチャンネル群上にある、複数の移動ユニット間での干渉が無くなる充分に分離された距離では、チャンネル再利用パターンを繰り返すことが許される。
【0031】
残念ながら、それでも数々の理由で、例えよく選んだ周波数再利用プランを備えたとしても、AMPSおよびCDMAシステムにおいて、干渉が発生する。
【0032】
アンテナ・パターン、パワーレベル、散乱、およびセルからセルへの波の回折の相違。建物、その他種々の構築物、丘、山、葉のついた枝、およびその他の物体が、セルにカバーされる領域内で、信号強度の変動を引き起こす。
【0033】
従って、チャンネルの信号強度が、移動ユニットの通信をサポートするのに充分なレベル以下に落ちる境界が、セル内で、およびセルからセルへの間で広範囲に変動する。
【0034】
従って、チャンネルの信号強度が、移動ユニットの通信をサポートするのに充分なレベル以下に落ちる境界が、セル内で、およびセルからセルへの間で広範囲に変動する。
【0035】
この理由により、隣接し合うセル群同志は、事実上、上述したようには、厳密な地理的境界を典型的に形成しない。セルの境界は、完全なエリア・カバレッジを備えるため、およびハンドオフできるようにするために、重複しなければならず、また、セルの境界が明確に定義されないが故に、理論的に干渉を避けるのに充分な距離だけ離れたセルから発生されたものであっても、信号がしばしば他の信号と互いに干渉し合う。
【0036】
このことは、セクター化されたセル・パターンが用いられたときにおいては、特に現実的である。何故なら、そのセル群はシンプルなセル・パターンにおけるよりも、セル群が一層密集しているからである。
【0037】
あるAMPSシステムにおいて、遠くのあるセルからきた、あるチャンネル上の第1信号が、同一チャンネル上にあるセルのカバーエリア内の、移動電話メッセージを搬送中の、(通常は)2番目に強力な信号と干渉するときがある。それは、第2信号から受ける第1信号のドロップ・イン強度が、あるしきい値レベル(典型的には、18dB)以下のときである。
【0038】
移動電話メッセージを搬送するチャンネルの周波数に近い、周波数を有するチャンネル上にある別のセルからの信号が、干渉するときがある。それは、サービスする信号からくる干渉信号のドロップ・イン強度が、ある第2の閾値レベル以下のときである。(典型的には、6dB)
【0039】
歴史的にあるAMPSシステムにおいて、干渉が存在するか否かを確定するために、移動電話システムのオペレーターは、顧客の不満申し立てを頼りにする。
あるシステムの特定場所で、通信に関して顧客が充分多数件数の不満を申し立て登録したとき、オペレーターは通常、そのシステムの疑わしい場所で、他のセル群から受信する信号強度を測定するために、かなり費用のかかる実地テストを実施する。
【0040】
テスト期間中、そのシステムのテストが行なわれている場所は、本質的に通信不能となる。その費用と不便さの故に、そのテストは典型的に疑わしいエリアだけに限定される。
【0041】
そのようなテストは、システム・オペレーターが干渉を発見したいと期待するこれらの場所で、干渉を確定する目的に限定されるが故に、これらのテストの有効性は、非常に疑わしい。
【0042】
該プロセスの主要な問題は、あるシステムに現実に存在する干渉について、完全な理解を備えていないことである。何故なら、典型的に強い干渉がレポートされたこれらの場所だけで、干渉がテストされたにすぎないからである。
【0043】
該プロセスは、影響するエリアへ侵入してきて搬送波と干渉するような、伝播してくる可能性がある全信号群を考慮しているわけでなく、また、チャンネル割り当ての変更が、システムの別の場所に及ぼす影響も考慮に入れていない。
【0044】
この干渉解消法は、しばしば(そしてたぶん、いつも)、干渉をシステム内の別の場所に移しているにすぎない。顧客が充分多数件数の不満を申し立てたために発見されただけで、実地テストが正当化され、新しく干渉から分離された場所とは別の場所に。
【0045】
それだけでなく、干渉排除についてのこの方法は、非常に遅く、労働集約的である。ミディアムサイズの干渉排除テストで400マン・アワーを必要とするであろう。
【0046】
該プロセスは、干渉が排除される保証がなく、コストが著しく上昇する。移動電話の次々と出現する特性故に、利用頻度の上昇がコンスタントに加速度的に進むなど、システムが変わり、そのことが干渉を引き起こす。
【0047】
最近あるプロセスが案出された。それによれば、AMPSまたはTDMAシステム(およびその1部)により提供されるサービスの質が、固定的確認可能数量に関連付けて決定できる。その目的とするところは、そのシステムにより提供されるサービスの質を、実際に向上させるという望ましい結果をもたらすであろうという期待を込めて、サービスの質を向上するために変更が出来るようにすることである。
【0048】
該プロセスは、サービスエリアの運転中に、全サービスエリアの各場所で収集した、伝送信号強度および受信信号強度のデータを用いる。これらの値は、干渉が起こるかもしれない全場所の実際的データを提供する。
【0049】
干渉が起こるかもしれない場所を知れば、該特定サービスエリアに割り当てるべき値が分かり、オペレーターはその値によりサービスの質を定量化でき、該システムに変更が必要か否か決断できる。
【0050】
該プロセスは、次記に記載されている。米国特許、出願番号第08/887,101号、表題「移動電話システムの運用改善の方法」、E.Jensenら、出願日1997年7月2日。なお本発明の譲受人に譲渡済み。
【0051】
理論的には、別タイプのシステムと違って、CDMA伝送は全システムを通じて無干渉の筈である。何故なら、データはデジタル情報から、干渉信号を除去できると考えられている、マスクを使って解読されるから。
【0052】
しかし、CDMAシステムにおいては、全ての伝送が同一周波数帯域域上で伝送されるビットにより搬送される。この故に、移動ユニットまたはセルが受信する情報は、もしその情報が該特定受信機に向かっていなければ、効果的には干渉である。
【0053】
つまり、受信機はレンジ内の伝送者が発生した全てのメッセージ群を受信するが故に、翻訳されていないメッセージ群はCDMAシステムにおいては干渉を形成する。
【0054】
典型的に、解読前には、所望のメッセージは、全受信信号のトータル強度に比べて、マイナス14dB以上の強さを持つべきである。所望のメッセージの強度がこれ以下に下がると、メッセージのデジタル細部は、該帯域から引き出すことが出来ない。
【0055】
信号を符号化すると、かなりの符号化ゲインが得られる。何故なら情報の各ビットは、複数ビットにより、それぞれの符号化レベル中で拡張されるから。解読後に存在する干渉よりも、約7dB大きい解読されたメッセージは、充分な品質の信号を提供するのにちょうど良い大きさである。
【0056】
異なるタイプの移動電話システムでの干渉の意味が異なる故に、上記特許出願のAMPSまたはTDMAシステムにおけるサービスの質を定量化する方法は、CDMAシステムに適用する場合にはそれほど有用ではない。
【0057】
従って、CDMAシステムにおける干渉は現在、あるセクターでの伝送が特定の最大の数以上に増えたときには、セクターの数を増やすことにより、典型的に除去されている。
【0058】
しかし、特定のセクターが追加の伝送を扱う余力があるか否か、という尺度は余り意味がないとされている。あるシステムにセクターの数を増やすことは、干渉処理の方法としては費用がかさむ。
【0059】
従って、CDMA移動電話システムの品質を定量化し、該システムを改善するステップを進めることができるような、新しいプロセスの提案が望まれる。
【0060】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術の現状に鑑みてこの発明の目的は、CDMA移動電話システムの品質を定量化し、該システムを改善するステップを進めることができるような、新しいプロセスを提供することにある。
【0061】
【課題を解決するための手段】
このためこの発明の解決手段においては、CDMA移動電話システム中におけるサービス品質を評価する方式であって、サービスエリア中の劣化動作が予期される全ての場所を決定し、劣化サービスが予期される各場所に値を割り当てて該場所におけるサービスのレベルを示し、サービスエリア中の劣化動作が予期される各場所におけるサービスのレベルを合計し、全サービスエリアのサービスレベルにより該合計を除算してサービスエリアのサービス品質を示す値を得るものである。
【0062】
【作用】
かかる構成によった結果、この発明は以下詳記するように作用するものである。
【0063】
【実施例】
図1に示す移動電話システム10はサービスエリアをカバーするために配置された多数の基地局12を有している。各基地局12の外縁13は通信範囲の有効な限界を示している。多くの場合これらの外縁は互いに重複している。
【0064】
各基地局12は少なくとも1個のセルを含んでおり、これがそのサービスエリア内で動作している移動ユニット15との通信を送受信する。多くの場合1個の基地局は2〜3個のセクターを含んでおり、各セクターは多数の移動ユニットと通信するための通信設備を具えている。これらの移動ユニットは基地局から180度または120度のアンテナ・パターン角度により部分的に画定されるエリアに存在するものである。CDMAシステム中における基地局と移動ユニット間の全ての伝送はデジタル的に符号化されており、1.25MHzの「広帯域」周波数帯域域で搬送される。
【0065】
各メッセージおよびデジタル情報は符号化情報の種々のレベルを用いて拡大される。そのようなレベルはPNコードと呼ばれる。システム全体を通して各セクターは同じPNコードを用いて、伝送された情報を符号化する。ついで拡大されたメッセージ中のオフセット(一般には偽ノイズ(PN)オフセットとよばれる)を用いて各セクターはそれ自身を判別する。この拡大されたメッセージは典型的には衛星航法システムとの通信により確立された最初の地点のある反復からのものである。
【0066】
セクターは最初の時間において符号化された伝送を開始でき、第2のセクターは最初の時間からの1ユニットオフセットにおいて、第3のセクターは2ユニットオフセットにおいて、かくして512オフセットユニットまで行くのである。さらにウオルシュコードを用いて拡大されたメッセージを符号化することにより、セクターとの各メッセージは別のチャンネルに効果的に置かれるのである。ウオルシュおよびPNコードを応用することにより、特定のチャンネル上のメッセージは、特定のチャンネルについて指定されたPNオフセットにおいて開始する情報ビットの受信サレタパターンに、解号化される。
【0067】
伝送のCDMAシステムには多くの利点がある。まず移動ユニットは多くの異なるセルまたはセクターから同時に同じメッセージを受信できる。全てのメッセージが同じ周波数帯域域で起きるので、移動ユニットはその範囲内で入手できる情報の全てを実際に受信する。しかし移動ユニットはそれに指向されたチャンネル上の情報のみを解号する。
【0068】
CDMA移動ユニットは受信器を具えており、これが受信した情報の全帯域に対して同時に多くの解号マスクを適用することができる。受信したいチャンネルを知ることにより、移動ユニットは多くの異なるセクターにより送られた単一のメッセージから情報を解号できる、かつその情報を組み合わせて単一の出力メッセージを生成できるのである。かくして、1個のセクターからのメッセージが消失しても、他のセクターから同じメッセージが適当な強度で受信でみるのである。これによりCDMAシステムは顕著によりよいメッセージを提供できるのである。
【0069】
この利点にも拘わらず、CDMAシステムにも問題はある。全てのメッセージが同じ周波数帯域域で起きることがその原因のひとつである。全てのメッセージが同じ周波数帯域域で起きるものだから、移動ユニットは実際にはその範囲内で入手できるメッセージの全てを受信することになる。特定の受信器に指向されないメッセージが所望のメッセージを相殺し易いのである。特定の受信器に指向されないメッセージのレベルが解号前の所望の信号のレベルより14dBを越えて大きいレベルに達すると、所望のメッセージを解号するのが困難となる。
【0070】
加えて、特定のPNオフセットにおけるPNコードマスクとウオルシュマスクの双方を用いて移動ユニットに指向された情報は解号されても、それらのマスクは全ての望まれない受信通信を完全に拒否することはできないのである。伝送経路は長さが異なり、移動ユニットに指向された信号を探知するためには充分な余裕が与えられなければならない。この余裕が解号マスクと通しての干渉を可能とする。CDMAシステムにおいて良好な品質の伝送を与えるには、解号後に受信された全ての干渉のレベルより7dBを越えて大きなレベルにおいて所望のメッセージの強度が保たれることが有用な要件である。
【0071】
事実CDMAシステムはセクターおよび移動ユニットにおけるパワーレベルを増減させて、明確な伝送を保証する性質を有している。移動ユニットは受信信号中でエラーが起きる度合い(フレーム・レート・エラー)を測定することにより、信号の強度を測定している。所定の限界を超えてエラーが上がると、移動ユニットは伝送の強度を増加するようにセクターに信号する。
【0072】
セクターはこれを行うが、ついでセクターがサイド伝送強度を上げるように警告を受けるまでは、信号強度を高いレベルから徐々に低減させる。フレーム・エラー・レートが高くなり過ぎて干渉レベルよりも7dB未満だけ上の強度を示すようなレベルになると、セクターは伝送されている信号のパワーを自動的に増加させて、干渉に関して受信信号のレベルを上げて信号品質を高める。
【0073】
同様にして、フレーム・エラー・レートをモニターすることによりセクターは移動ユニットからの受信信号強度を測定し、メッセージの強度を増減いずれにすべきかを移動ユニットに示す。移動ユニットが多数のセクターと接触状態にあるときには、移動ユニットは全てのセクターから、そのメッセージ強度を増減いずれにすべきかを示す信号を受信する。単一の強い信号は移動ユニットに干渉に影響されないサービスを移動ユニットに与えるのに充分であるから、移動ユニットはいずれかの信号に応答して、その信号強度を下げる。この動作中、移動ユニットはそのメッセージを高い音声品質を与える最小信号強度に保とうとする。
【0074】
このパワー制御の故に、全受信信号に対する所望の伝送からの信号強度はサービスエリア全体に亙って理論的には同一でなければならない。事実パワー制御を利用する能力がある限りは、サービスの品質を低下させることなくしてチャンネルとユーザーとを追加する能力もある。したがってすでに多数のユーザーにサービスしている多くのセクターは移動ユニットとの伝送において干渉を増加させることなしに、チャンネルとユーザーとを追加することができる。
【0075】
しかし移動ユニットまたはセクターが最大パワーレベルに達していて、パワー制御信号に応答できない場合にはパワーレベルを調整する能力は機能できないのである。そのような場合には、システムにおける伝送は干渉を受けてサービスの品質が損なわれる。
【0076】
より詳記すると、各セクターは全ての伝送について最大信号強度を割り当てられ、最大レベルで伝送する場合には、その信号強度を上げることはできないのである。また各セクターは移動ユニットに伝送されるいかなる個々の信号についても最大信号強度に限定される。同様にして、各移動ユニットもその伝送できるパワー量が限定されるのである。したがってパワー最大値が到達された場合にはいつでも、システムはパワーを調整して干渉を除くことはできない。
【0077】
CDMAサービスエリア中で遭遇するであろうサービスの品質の量的な評価を与えることができれば非常に好都合であろう。例えばAMPSシステムにおいては、全ての移動電話通信システムに亙って、複数の場所における複数のセルと移動ユニット間で伝送されるべき全ての信号の実際の強度を測定して、全ての信号の実際の強度を示すデータを信号が伝送される物理的な場所に相関付けて、各場所にサービスすることのできるセル伝送信号を判別して、場所にサービスしているセルで用いられる周波数を他のセルで用いられる周波数と比較して、場所にサービスしているセルにより伝送される信号と干渉するであろうセル伝送信号を判別し、場所にサービスしているセルにより使われる周波数が全移動通信システムに亙る他の位置で使用される周波数と干渉するか否かを決定し、システム全体に亙ってその干渉を評価する、ことができる。
【0078】
しかしAMPSやTDMAシステムなどとは違って、同じ周波数で特定の場所で受信された全ての信号の強度を測定して、それらの強度を比較してある場所において干渉が起きるか否かを決定し、干渉を呈している場所を合計してサービス品質を決定することは簡単なことではない。
【0079】
CDMAシステム中のいずれかの場所において受信される全てのメッセージは同じ周波数上にある。いずれの場所においても同時に受信するメッセージは非常に多数なこともある。最も望まれるメッセージは望まれないメッセージに対して自動調整されて、有用なメッセージのみが受信される。どこに周波数に関する問題があるかを簡単に決定する方法はない。
【0080】
この発明は、CDMAシステムにより与えられるサービスの品質を評価するプロセス、を提供するものであって、これにより作業者はサービスの品質を改善するステップをとることができる。
【0081】
このプロセスは図2に示すように、まずシステム全体に亙って劣化サービスが予期される全ての場所(測定場所17は図1に示されている)を判別する。これには、CDMAシステムにおける劣化の原因となる3通りの問題のうちのひとつが存在するか否か、を決定する。セクター送信器の増幅器の最大パワーに達している場合には、個々の伝送にセクターにより割り当てられる最大セクターパワーにすでに到達しているか、または最大移動ユニットパワーに到達しているのである。であればその場所が所望のサービスを呈する場所である。
【0082】
この決定を完遂するには、サービス全体に亙る場所における信号強度に間連するデータが利用される。これはAMPSまたはTDMAシステムにおいて集められるデータと同じものであってもよい。またはサービスエリアにおけるCDMAの品質を評価するために特に集積されたデータであってもよい。いずれにしても、利用される特定のデータはセクターにおけるメッセージの伝送された信号強度、場所におけるメッセージの受信信号強度、および受理場所を示すものである。一般に、これらの各値は信号をセクターおよび場所に間連付ける助けとなるタイミングデータにより完成されるものである。
【0083】
データは図4に示すようにより移動ユニットにより集められるものであり、該移動ユニットは走査受信器を具えた領域を駆動するとともに、時間と位置に関して受信信号を記録する手段(典型的にはコンピューター)を有している。AMPSシステムにおいては、そのようなデータは集められなければならないが、サービスエリアの多くの部分は閉じられて、各セクターは他のセクターにより用いられる周波数とは異なる単一周波数上で送信する。これにより送信セクターと決定されるべきメッセージの強度が判別される。
【0084】
CDMAシステムにあっては、そのようなデータはセクターにより送信されたPNオフセットを解号できる広帯域受信器(PN走査受信器と呼ばれる)を用いて集められる。広帯域受信器歯特定のウオルシュコードにより定義される制御チャンネル(パイロットチャンネル)上を基地局により連続的に送信されるパイロット信号の強度を測定する。これらのパイロット信号により、移動ユニットは接触すべきセクターを決定する。
【0085】
パイロットチャンネル上でパイロット信号が探知されたら、メッセージの到着時間が他の「同期」制御チャンネル上に与えられたシステムの当初(イニシアル)時間と比較されて、伝送のPNオフセットが決定される。このPNオフセットを用いて、伝送セクターが判別され、いかなるセクターから場所において受信されたメッセージの強度が決定できる。これらのデータの全ては集積されて、データを集める広帯域受信器に付設されたコンピューターにより記録される。
【0086】
一旦データが集積されたら、この発明に応じて設計されたコンピューター・ソフトウエアにより以下のように操作される。図2、図3はその作業を示すものである。
【0087】
送信された信号と受信された信号の強度が入手されたら、これを用いてセクターから場所への経路損失を決定することができる。
【0088】
CDMAシステムにおいてサービスの品質を計算する際には、各場所で受信された全てのメッセージ(パイロット信号、他の制御信号およびユーザーに指向された信号からなる)の強度は合計されて、その場所における全ての受信強度を与えるのである。ある場所における全ての信号の強度の合計はその場所における干渉レベル(Noと呼ばれる)を構築するものである。
【0089】
品質信号を与えるべくその場所において受信されなければならなりパイロット信号Ebの強度は、全干渉レベルNoより7dBを越えて大なるレベルより高い解号された信号、として決定できる。勿論特定のレベルは作業に実際に使用された装備により異なる。
【0090】
ある場所において必要な最小信号強度はついで場所とセクター間の経路損失に加算されて、セクター送信器におけるチャンネルに必要な伝送信号強度を決定する。このパワーが得られない場合には、セクターはチャンネルについてすでに最大に達したのであり、場所がセクターについて干渉問題となる。
【0091】
各セクターからのメッセージの強度を計算する作業の間、全ての場所について各セクターからのメッセージの強度の現行合計は集積合計されて、各セクターにつちて前セクターパワーが最大であるか否かが決定される。もしそうな場合には、セクターはそれがサービスしなければならない複数の移動ユニットについて適切な信号強度を与えることができない。この結果それがシステムについての干渉問題となる。
【0092】
最後に、移動送信器がその最大パワーより多く供給して場所からセクターへの品質信号を提供しなければならないか否かを決定するために、セクターにおいて受信された(干渉する)全てのメッセージの合計を決定する。この合計から、この合計より7dB上の値が計算されて、セクターにおいて品質信号のために必要な最小受信信号強度が決定される。
【0093】
この最小受信信号強度と場所への経路損失を加えた値は移動ユニットにおいて入手できなければならない信号強度を示している。この値が移動ユニットにおいて入手できる最大パワーより大きい場合には、その場所はセクターについて干渉問題にある。場所が通信すると予期される各セクターについての必要な伝送値を計算することにより、通信するものと予期されるシステム中の各セクターについて該場所が干渉問題を有しているか否かを決定できる。
【0094】
一旦劣化サービスを呈する場所がすべて判別されたら、サービスエリアについてそのような場所の数を合計する。この合計にサービスエリアについて予期された交信から決定された平均交信レベルを乗算する。例えばサービスエリアが移動するユーザーにサービスを提供するものであり、かつサービスエリア中に100個の場所の合計がある場合には、各場所はユーザーの1/10の平均交信レベルを有するものと予期される。この平均交信レベルに問題場所の数を乗算すると、サービスエリア中の問題場所の値が得られる。
【0095】
他の変化実施例では、特定の場所が有するか遭遇するであろう交信の量の履歴および全体上の評価に応じて、システム全体の種々の場所交信レベルが割り当てられる。ついでサービスエリア中の全て問題領域について交信レベルが合計されて総合計が得られる。
【0096】
サービスエリア中の問題場所についての総値はついてサービスエリアについての予期されるユーザーの全数により除算されて、予期されたユーザーの数が与えられた領域についての問題のパーセントを示すサービスエリアについての採点(スコア)が決定される。この採点結果はついで他のサービスエリアについての採点と比較されて、特定のサービスエリアがシステムを完全するために変更されるべきサービスエリアであるか否かが決定される。特定のサービスエリアはシステム全体であっても、一部であっても、単一のセクターについてのサービスエリアであってもよい。
【0097】
【発明の効果】
システムを駆動することにより実際に得られるデータを用いることにより、必ずしもいずれかの特定なシステムを示すものではない環境モデルに基づいて予測をする必要がなくなる。またこの発明の方法によれば、システムは種々の異なる用途レベルに有用であるデータを利用し、かつ用途の使用レベルを変更することができるし、特定のサービスエリアについてサービスの品質を決定することもできる。つまりデータを再収集する必要なしに、サービスエリアについて設計ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の方法を応用した移動電話システムの一例を示す模型図である。
【図2】この発明によるプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図3】この発明によるプロセスの他の例を示すフローチャートである。
【図4】この発明を実施するのに用いられるデータが集積されるプロセスの一例を示す模型図である。
【符号の説明】
12: 基地局
15: 移動ユニット
Claims (4)
- CDMA移動電話システム中におけるサービス品質を定量化する方法であって、
サービスエリア中の各場所で受信された各基地局からの信号のデータを集めるステップ、
サービスエリア中における所定の限界を超えたエラー・レートを有する、信号が干渉し合う劣化動作が予期される全ての場所を決定するステップ、
前記劣化動作が予期される各場所に、各場所の状況に応じて決定されるユーザの交信レベルの値を割り当てるステップ、
サービスエリア中の前記劣化動作が予期される各場所における前記ユーザの交信レベルを合計して、サービスエリア全体における前記劣化動作のレベルを示す第1の合計を得るステップ、
サービスエリア中のすべての場所についてユーザの交信レベルを合計して第2の合計を得るステップ、
前記第2の合計により前記第1の合計を除算して、サービスエリアで前記劣化動作が起こる割合であるサービスエリアのサービス品質を示す値を得るステップを含んでなり、
前記サービスエリア中における所定の限界を超えたエラー・レートを有する、信号が干渉し合う劣化動作が予期される全ての場所を決定するステップが、
サービスエリア中の各場所において受信された信号を示すデータから各場所についての全干渉を決定するステップ、
各場所において良質な送信を与えるために必要とされる受信信号レベルを決定するステップ、
各場所と各基地局との間の経路損失を決定するステップ、
決定された各場所において良質な伝送を与えるための前記受信信号レベルと、決定された各場所と各基地局との間の前記経路損失とを用いて、信号が予期される各場所への各基地局からの伝送信号レベルを決定し、最大チャンネル伝送パワーと決定された前記伝送信号レベルとを比較するステップを有することを特徴とする方法。 - 前記サービスエリア中における所定の限界を超えたエラー・レートを有する、信号が干渉し合う劣化動作が予期される全ての場所を決定するステップがさらに、
各基地局からの全ての前記伝送信号レベルを合計するステップ、
各基地局からの前記全ての伝送信号レベルの合計と基地局の最大伝送パワーとを比較するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - CDMA移動電話システム中におけるサービス品質を定量化する方法であって、
サービスエリア中の各場所で各基地局から受信された信号のデータを集めるステップ、
サービスエリア中における所定の限界を超えたエラー・レートを有する、信号が干渉し合う劣化動作が予期される全ての場所を決定するステップ、
前記劣化動作が予期される各場所に、各場所の状況に応じて決定されるユーザの交信レベルの値を割り当てるステップ、
サービスエリア中の前記劣化動作が予期される各場所における前記ユーザの交信レベルを合計して、サービスエリア全体における前記劣化動作のレベルを示す第1の合計を得るステップ、
サービスエリア中のすべての場所についてユーザの交信レベルを合計して第2の合計を得るステップ、
前記第2の合計により前記第1の合計を除算して、サービスエリアで前記劣化動作が起こる割合であるサービスエリアのサービス品質を示す値を得るステップを含んでなり、
前記サービスエリア中における所定の限界を超えたエラー・レートを有する、信号が干渉し合う劣化動作が予期される全ての場所を決定するステップが、
各場所において良質な伝送を与える受信信号レベルと、各場所と各基地局との間の経路損失とを用いて、信号が予期される各場所への各基地局からの伝送信号レベルを決定するステップ、
各基地局からの全ての前記伝送信号レベルを合計するステップ、
該合計と基地局の最大伝送パワーとを比較するステップを有することを特徴とする方法。 - CDMA移動電話システム中におけるサービス品質を定量化する方法であって、
サービスエリア中の各基地局で各場所から受信された信号のデータを集めるステップ、
サービスエリア中における所定の限界を超えたエラー・レートを有する、信号が干渉し合う劣化動作が予期される全ての場所を決定するステップ、
前記劣化動作が予期される各場所に、各場所の状況に応じて決定されるユーザの交信レベルの値を割り当てるステップ、
サービスエリア中の前記劣化動作が予期される各場所における前記ユーザの交信レベルを合計して、サービスエリア全体における前記劣化動作のレベルを示す第1の合計を得るステップ、
サービスエリア中のすべての場所についてユーザの交信レベルを合計して第2の合計を得るステップ、
前記第2の合計により前記第1の合計を除算して、サービスエリアで前記劣化動作が起こる割合であるサービスエリアのサービス品質を示す値を得るステップを含んでなり、
前記サービスエリア中における所定の限界を超えたエラー・レートを有する、信号が干渉し合う劣化動作が予期される全ての場所を決定するステップが、
前記基地局で受信された信号を示すデータからサービスエリア中の各基地局についての全干渉を決定するステップ、
各基地局において良質な送信を与える受信信号レベルを決定するステップ、
各場所と各基地局との間の経路損失を決定するステップ、
各基地局において良質な伝送を与える受信信号レベルと、各場所と各基地局との間の経路損失とを用いて、信号が予期される各基地局への各場所からの伝送信号レベルを決定するステップ、
チャンネルの伝送パワーと決定された送信信号レベルとを比較するステップを有することを特徴とする方法。
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