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

Description

【０００１】
【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（Ｎ_o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Ｎ_o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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
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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