セルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法及びシステム

专利摘要:
該方法は、テスト場所を選択し、テスト受信機器を設置するステップと、送信機器がテスト路線に沿って移動し、移動しながらテスト信号を送信するステップと、テスト受信機器がテスト信号を受信し、受信信号の強度を検知するステップと、送信機器とテスト受信機器との間で実現した時刻の同期に基づき、テスト路線に沿った電界強度のテストデータを取得するステップと、を含む。本発明によると、セルラーネットワークのカバー領域における無線信号伝播モデルの補正に係るテスト効率を向上できる。
公开号:JP2011515054A
申请号:JP2010550016
申请日:2008-10-17
公开日:2011-05-12
发明作者:岩巍 ▲呉▼
申请人:中▲興▼通▲訊▼股▲フン▼有限公司；
IPC主号:H04W16-18

专利说明:

[0001] 本発明は、通信分野に関し、より具体的には、セルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法及びシステム（Method and System for Testing the Wireless Signal Propagation Model of the Cellular Network）に関する。]
背景技術

[0002] 現在、セルラー方式のネットワークの構築は無線通信分野において最も多く利用されるネットワーク構築方式であり、図１は、三セクターの基地局から構成されるセルラーネットワークのトボロジ構造を示す図である。ネットワークのトボロジ構造がハニカムの構造に似ていることから、セルラー（ハニカム状）ネットワークと命名された。図１において、円形１は三セクターの基地局の位置を示し、矢印２は各セクターの向きを示し、セルラーネットワークにおける各六角形のセルラーユニット３は一つの基地局におけるトランシーバのカバーレージを示し、セルと呼ぶ。セルのカバー領域において、端末は基地局と無線通信リンクを構築することができる。複数のトランシーバの間でネットワークが構築され、領域一面に連続したカバーを実現することにより、ユーザの端末にシームレスな無線通信サービスを提供する。] 図１
[0003] 図２は、既存のネットワークの企画プロセスである。図２に示すように、無線ネットワークの企画は、設計容量と、カバーレージ及びカバー率と、ネットワークの性能指標KPIとを含むユーザの要求から始まる（２０２）。設計要求を明確にした後、カバー領域におけるカバー半径の予測及びユーザ容量の分布に対する分析を含む無線ネットワーク設計要求の分析に入る（２０４）。カバー領域における容量の分布は、ネットワークのカバー領域におけるユーザのポテンシャルに基づき、機器の配置及びセルのカバー半径の大きさを決定するものである。ネットワークのカバーレージとユーザの分布との二つの要因を併せ持って、マップにおけるネットワークのトボロジ構造のオリジナル設計を完成する（２０６）。] 図２
[0004] ネットワークのトボロジ構造のオリジナル設計に基づき、実際のカバー環境内において適切な基地局設置場所を選択する過程が基地局設置位置調査と呼ばれる（２０８）。基地局設置位置調査中に、工事調査も同時に行い、基地局設置場所の賃貸などに関する関連事項について所有者と協議を行う。様々な要因の制約を受けるため、実際に利用可能な基地局設置場所が必ずしも設計した設置場所と完全に合致するとは限らない。但し、設置位置の調査を経て、基地局の設置できる条件を備える場所を大抵確定することができる。従って、設置場所の選択後、ネットワークシミュレーション（２１０）を介し、ネットワークの設計要求を満足するか否かを検証する必要がある（２１２）。設計要求を満足する場合、ネットワークの設計を出力し、ネットワーク構築工事実施段階に移行する（２１４）。そうでなければ、シミュレーションプラットホームで基地局設置位置のパラメータを調整し、適切な基地局設置位置とアンテナの高さなどを探し出し、現場で再び適切な基地局設置場所を調査する。ネットワークシミュレーションに用いられる無線信号伝播モデルは、業界における標準的な統計モデルであってもよく、補正されたモデルを利用してもよい。]
[0005] 無線信号伝播モデルに基づき、既存のセルカバーレージ予測における典型的な伝播モデルは、Hata, Cost231などを含む。セルカバーレージの予測精度を高めるため、通常、典型的な地形・風景環境に対し、伝播モデルの補正を行う必要がある。]
[0006] モデルの補正作業は、図２に示すプロセスにおけるステップ２１０以前のいずれの位置で行ってもよく、その作業プロセスは図３に示すとおりである：] 図２ 図３
[0007] ステップ３０２：ある都市環境を対象に、３〜５個の典型的な領域を選択し、典型的な領域において典型的な基地局設置位置を選択する。典型的な基地局設置位置は一つ選択することができれば、複数選択することもできる。]
[0008] ステップ３０４：典型的な基地局設置位置の高さに連続波送信機を設置し、所定のパワーで送信する。連続波送信機を車に搭載し、典型的な領域内で移動しながら、受信電界強度を測定する。]
[0009] ステップ３０６：充分量のテストデータを収集する（地形・風景が類似する複数のテスト位置のデータを併合することができれば、該領域の1回限りのテストデータ量を増やすこともできる）。]
[0010] ステップ３０８：テストデータに、重複する路線におけるテストデータに平均処理を行うことと、テスト位置に接近しすぎる又は離れすぎるデータを除去することと、同一種類の典型的な領域における複数のテスト位置のテストデータを併合することなどを含む前処理を行う。]
[0011] ステップ３１０：モデル補正道具を用い、伝播モデルのパラメータを補正し、その予測できるカバーレージが典型的なカバー領域の実際の無線伝播モデルに更に近づくようにする。]
[0012] ステップ３１２：無線ネットワークシミュレーションに利用できるように、幾つかの典型的な領域の無線伝播モデルからモデル・データベースが形成される。]
[0013] 既存の伝播モデル補正方法は、典型的な地形・風景に対し、典型的な基地局設置場所を選択し（通常、テストデータが各種の地形・風景及び基地局設置場所の高さをカバーするように、テスト場所を複数選択する）、充分な電界強度テストデータを収集し、無線伝播モデルを補正する。]
[0014] モデルの精度を高めることから、選択するテスト場所が多ければ多いほどテストデータの収集は充分となり、モデルの補正効果もよりよくなる（モデルの複数のパラメータがすべて補正され、各風景に相応するパラメータがすべて補正されることとなる）。]
[0015] 無線信号の電界強度をテストする場合、テスト領域におけるテスト位置毎に順次送信機器を設置し、各基地局設置位置のカバー領域に対し、順次無線信号の受信電界強度のテストを行う必要があり、ｎ個の基地局設置位置に対しテストを行う場合、機器の設置及びテストをｎ回行わなければならないため、作業量が多くなる。]
発明が解決しようとする課題

[0016] 既存技術においては、テスト領域の各テスト位置に重複して送信機器の設置及び受信電界強度のテストを行うことにより作業量が多くなる問題に鑑み、本発明は、該問題を解決できる無線伝播モデルのテスト方法及びシステムを提供することを目的とする。]
課題を解決するための手段

[0017] 本発明の一方面によると、テスト場所を選択してテスト受信機器を設置するステップと、送信機器がテスト路線に沿って移動し、移動しながらテスト信号を送信するステップと、テスト受信機器がテスト信号を受信し、受信したテスト信号の強度を検知するステップと、送信機器とテスト受信機器との間で実現した時刻の同期に基づき、テスト路線に沿った電界強度のテストデータを取得するステップと、を備えるセルラーネットワーク用無線信号伝播モデル補正テスト方法を提供する。]
[0018] 本発明のもう一方面によると、テスト路線に沿って移動し、移動しながらテスト信号を送信する送信機器と、選択されたテスト場所に設置され、テスト信号を受信し、受信したテスト信号の強度を検知し、送信機器とテスト受信機器との間の時刻同期に基づき、テスト路線に沿った電界強度のテストデータを取得するテスト受信機器と、を備えるセルラーネットワーク用無線信号の電界強度のテストシステムを提供する。]
[0019] 本発明によると、送信機器がテスト路線に沿って移動しながらテスト信号を送信し、全てのテスト位置にテスト受信機器を設置することにより、複数の位置におけるテストを一回で完成し、既存技術においては、テスト領域の各テスト位置に順次送信テスト機器を設置した後、各テスト位置に対し、受信信号の電界強度のテストを重複して行うことにより作業量が多くなる問題を解決し、電界強度のテスト効率を向上させることができる。]
[0020] 図面は、本発明を更に理解するためのものであり、明細書の一部を構成する。また、本発明の実施例と共に本発明を解釈するものであり、本発明を限定するものではない。]
図面の簡単な説明

[0021] 関連技術におけるセルラー無線通信ネットワークを示す図である。
関連技術における既存の無線ネットワークの企画を示すフローチャートである。
関連技術における既存の伝播モデルの補正を示すフローチャートである。
本発明の実施例に係るセルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法を示すフローチャートである。
本発明の好適な実施例に係るセルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法を示すフローチャートである。
本発明の実施例に係るセルラーネットワーク用無線信号電界強度のテストシステムを示す図である。]
実施例

[0022] 機能の説明
既存技術においては、テスト領域内の各テスト位置に送信機器を重複して設置し、受信した電界強度を重複してテストしなければならないため、作業量が多くなる問題に対し、本願の実施例により提供される技術案においては、送信機器がテスト路線に沿って移動しながらテスト信号を送信し、各テスト位置にテスト受信機器を設置することにより、複数のテスト位置でのテストを一回で完成し、上記作業量の多い問題を解決することで、電界強度のテスト効率を向上させることができる。]
[0023] 以下、図面を参照しながら、実施例に合わせ、本発明を詳しく説明する。]
[0024] 図４は、本発明の実施例に係るセルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法を示すフローチャートである。図４に示すように、該方法は以下のステップを含む：] 図４
[0025] ステップＳ１０：テスト場所を選択し、テスト受信機器を設置する。]
[0026] ステップＳ２０：送信機器がテスト路線に沿って移動し、移動しながらテスト信号を送信する。]
[0027] ステップＳ３０：テスト受信機器によりテスト信号を受信し、受信した信号の強度を検知する。]
[0028] ステップＳ４０：送信機器とテスト受信機器との間で実現された時刻の同期に基づき、テスト路線に沿った電界強度のテストデータを取得する。]
[0029] 上記の実施例のセルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法によると、送信機器がテスト路線に沿って移動しながらテスト信号を送信し、全てのテスト位置にテスト受信機器を設置することにより、複数の位置に対するテストを一回で完成し、既存技術においては、テスト領域の各テスト位置に順次送信テスト機器を設置した後、各テスト位置に対し受信信号の電界強度を重複してテストすることにより、作業量が多くなる問題を解決し、電界強度のテスト効率を向上させることができる。]
[0030] 一般的に、送信機器は車に設置することが可能であり、そうすることにより、送信機器がテスト路線に沿って移動しながら信号を送信することが容易となる。]
[0031] ステップＳ１０は、一種類又は複種類の領域において複数のテスト場所を選択するステップと、複数のテスト場所から典型的な高さを選択し、テスト受信機器を設置する（各テスト位置にそれぞれ一つ又は複数の方向に向かう一つ又は複数のテスト受信機器を設置することができる）ステップと、をさらに含むことが好ましい。]
[0032] 典型的な基地局設置位置を選択する原則は当業者の周知のものであり、テスト路線には、なるべく様々の表面特徴と、様々の地形及び様々の可能なアンテナ高度などがカバーされることが要される。上記の好適な実施例によると、複種類の領域と、複数のテスト場所の典型的な高度を選択し、多方向に向かってテスト受信機器を設置することにより、受信機器がテスト信号をよりよく受信することが可能となり、現場の複雑な環境がテスト精度に与える影響を防ぐことができる。]
[0033] ステップＳ２０における送信機器は一つに限らないことが好ましい。複数の送信機器をテスト路線に沿って同時に移動させることにより、テスト時間を効果的に短縮し、テスト効率を向上させることができる。]
[0034] ステップＳ３０は、複数のテスト受信機器が同時にテスト信号を検知し、受信した信号の電界強度をテストするステップをさらに含むことが好ましい。]
[0035] ステップＳ４０は、送信機器とテスト受信機器との間に実現された時刻の同期及びテスト路線に沿った地形・風景の特徴に基づき、電界強度のテストデータを選択的に併合するステップと、電界強度のテストデータに基づき、無線伝播モデルを補正し、少なくとも一種類の環境における無線伝播モデルを形成するステップとをさらに含むことが好ましい。]
[0036] 上記の好適な実施例は、電界強度のテストデータを選択的に併合し、無線伝播モデルを補正することにより、テスト領域内の比較的に典型的なテストデータをより効果的に利用でき、無線伝播モデルの補正精度を向上させることができる。]
[0037] 図５は、本発明の好適な実施例によるセルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法を示すフローチャートである。図５に示すように、以下のステップを含む：] 図５
[0038] ステップ５０２：ある都市環境に対し、３〜５個の典型的な領域を選択するが、密集する市内エリア、一般的な市内エリア、郊外エリア、広大な敷地などであることが可能である。業界においては、典型的な領域の地形・風景に対し、様々な類似する定義がなされているものの、完全に統一されてはなく、同一種類の風景特徴の定義に対し、理解が異なってくることが多い。本発明は、典型的な領域に対する定義が不明確であるが故に用いられるモデル補正及び企画シミュレーションのばらつきを考慮しない。ステップ５０２において、各典型的な領域における複数の典型的な基地局設置位置を選択する。典型的な基地局設置位置の選択原則は当業者が周知のものであり、テスト路線にはなるべく各種表面特徴、各種地形及び各種可能なアンテナ高度などがカバーされることが要される。]
[0039] ステップ５０４：典型的な基地局設置位置と選択可能な高度に、GPS受信ブロックを含む連続波（Continuous Wave、CWと略称）受信機（CW受信機）を設置する。連続波送信機（CW送信機）を車に搭載し、設定された路線に沿って、典型的な領域内で移動し、所定のパワー及び設定された周波数で送信する。連続波送信機はGPS受信ブロックを含む。全てのCW受信機は受信した電界強度を測定し、測定時間を記録する。CW送信機は1台に限らず、CW送信機はテスト信号を送信すると共に、送信時間及びテスト路線における測位情報を記録する。具体的には、異なる周波数に設定することで複数の送信機を区別し、複数の送信機が異なる領域（但し、一部重なる）において並行してテストを行うようにする。又は、互いに重ならない領域に分割し、異なるCW送信機が同一の周波数で異なる領域に対し、テストを完成するようにすることもできる。]
[0040] ステップ５０６：送信機を移動させてCWを送信し、テスト路線に沿ってテストを実施する。]
[0041] ステップ５０８：全てのテスト場所のテストデータと送信機の時間、測位情報を収集し、同期時刻に基づいてテストデータとテスト路線との間のマッピング関係を決定する。そして、分類後のテストデータに対し、重複する路線におけるテストデータに平均処理を行うこと、テスト位置に接近しすぎる又は離れすぎるデータを除去すること、同一種類の典型的な領域における複数のテスト位置のテストデータなどを併合することなどを含む前処理を行う。]
[0042] ステップ５１０：モデル補正道具を利用し、伝播モデルのパラメータに対し補正を行い、該類の典型的なカバー領域に更に接近すると予測できる実際の無線伝播モデルをカバーするようにする。]
[0043] ステップ５１２：無線ネットワークシミュレーションに利用できるように、幾つかの典型的な領域の無線伝播モデルからモデル・データベースが形成される。]
[0044] 該実施例は本発明の方法により提出された一実施例に過ぎない。本発明に係る方法の実現形態に対し、各種変形を与えることができる。例えば、送信機が移動しながら送信する信号は連続波信号に限らず、疑似ランダムコード拡張信号などであってもよい。また、例えば、該実施例において、GPSシステムにより同期時刻を提供するが、他の形式によって送信機と受信機との間の同期を実現してもよく、関連技術は当業者の周知のものである。このような変形はいずれも本発明の保護範囲に属する。]
[0045] 図６は、本発明の実施例によるセルラーネットワーク用無線信号の電界強度のテストシステムを示す。図６に示すように、
テスト路線に沿って移動し、移動しながらテスト信号を送信する送信機器１０と、
選択されたテスト場所に設置され、テスト信号を受信し、受信した信号の強度を検知し、送信機と受信機との間に実現された同期時刻に基づいてテスト路線に沿った電界強度のテストデータを取得するテスト受信機器２０と、を含む。] 図６
[0046] 上記の実施例によるセルラーネットワーク用無線信号の電界強度のテストシステムは、送信機器がテスト路線に沿って移動しながらテスト信号を送信し、全てのテスト位置にテスト受信機器を設置することにより、複数の基地局設置位置におけるテストを一回で完成し、既存技術にいては、テスト領域の各テスト位置に順次送信テスト機器を設置した後、各テスト位置に対し、受信信号の電界強度のテストを重複して行うことにより、作業量が多くなる問題を解決し、電界強度のテスト効率を向上させることができる。]
[0047] テスト受信機器は、テスト信号を受信する受信ブロックと、受信した信号の強度をテストするテストブロックと、送信機器との間で時刻の同期を実現するクロック同期ブロックと、を含むことが好ましい。例えば、クロック同期ブロックは、同期時刻を取得するGPS受信ブロックであってもよい。]
[0048] 送信機器は１台に限らないことが好ましい。送信機器は、テスト信号を送信する送信ブロックと、テスト受信機器との間でクロック同期を実現するクロック同期ブロックと、テスト路線の測位情報を記録する測位ブロックと、を含む。例えば、クロック同期ブロックは、同期時刻を取得し、テスト路線の測位情報を記録するGPSブロックであってもよい。複数の送信機器をテスト路線に沿って同時に移動させることにより、テスト時間を有効に短縮し、テスト効率を向上させることができる。]
[0049] テスト受信機器は、一つ又は複数のテスト受信機器を含み、一種類又は複種類の領域から選択された複数のテスト場所の典型的な高度に設置され、それぞれ一つ又は複数の方向に向かうことが好ましい。上記の好適な実施例は、複種類の領域、複数のテスト場所の典型的な高度を選択し、複数の方向に向かってテスト受信機器を設置することにより、受信機器がテスト信号をよりよく受信でき、現場の複雑な環境がテスト精度に与える不利な影響を防ぐことができる。]
[0050] 上記の無線信号の電界強度テストシステムは、テスト線路に沿う地形・風景の特徴に基づき、電界強度のテストデータを選択的に併合する併合ブロックと、一種類又は複種類の環境における無線伝播モデルを形成するように電界強度のテストデータを用い、無線伝播モデルの補正を行う補正ブロックとを含み、電界強度のテストデータを分析することによってテスト路線に沿う領域に係る無線伝播モデルを取得するモデル分析装置をさらに含むことが好ましい。]
[0051] 上記の好適な実施例によると、モデル分析装置によりテスト領域における典型的なテストデータをさらに有効に利用でき、無線伝播モデルの補正の精度を向上させることができる。]
[0052] 本発明によるセルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法及びシステムによると、送信機器がテスト路線に沿って移動しながらテスト信号を送信し、全ての基地局設置位置にテスト受信機器を設置することにより、複数の基地局設置位置でのテストを一回で完成し、既存技術においては、テスト領域の各テスト位置に順次送信テスト機器を設置した後、各テスト位置に対し、受信信号の電界強度のテストを重複して行うことにより、作業量が多くなる問題を解決し、電界強度のテスト効率を向上させることができる。]
[0053] 明らかに、当業者なら、上述した本発明の各ブロック又は各ステップをゼネラルコンピューターにより実現でき、これらを個別のコンピューター上に集中する、又は、複数台のコンピューターからなるネットワーク上に分散してもよく、或いは、これらをコンピューターが運行可能なプログラムコードにより実現してもよいことが自明であろう。よって、これらをメモリーに保存し、コンピューターを用いて運行し、或いはこれらをそれぞれ各集積回路のモジュールとして製作し、或いはこれらの中の複数のブロック又はステップから個別の集積回路のモジュールを製作することでも実現できる。よって、本発明は特定のハードウエアとソフトウエアの結合に限定されるものではない。]
[0054] 以上は、本発明の好適な実施例であり、本発明を限定するものではない。本発明は、様々な変更や変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。本発明の精神や原則を逸脱しないあらゆる修正、同等置換、改良などはすべて本発明の保護範囲内に含まれるものとする。]
[0055] Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０ ステップ
Ｓ５０２，Ｓ５０４，Ｓ５０６，Ｓ５０８，Ｓ５１０，Ｓ５１２ ステップ
１０送信機器
２０ 受信機器]

权利要求:

請求項1
セルラーネットワーク用無線信号伝播モデルのテスト方法であって、テスト場所を選択し、テスト受信機器を設置するステップと、送信機器がテスト路線に沿って移動し、移動しながらテスト信号を送信するステップと、前記テスト受信機器がテスト信号を受信し、前記受信したテスト信号の強度を検知するステップと、前記送信機器と前記テスト受信機器との間で実現した時刻の同期に基づき、前記テスト路線に沿った電界強度のテストデータを取得するステップと、を含むことを特徴とする無線信号伝播モデルのテスト方法。
請求項2
前記テスト場所を選択し、テスト受信機器を設置するステップは、少なくとも一種類の領域における、少なくとも一つのテスト場所を選択するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の無線信号伝播モデルのテスト方法。
請求項3
前記テスト場所を選択し、テスト受信機器を設置するステップは、前記テスト場所から少なくとも一つの高度を選択し、それぞれ少なくとも一つの方向に向かう少なくとも一つの前記テスト受信機器を設置するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の無線信号伝播モデルのテスト方法。
請求項4
前記送信機器は少なくとも一つ含まれることを特徴とする請求項１に記載の無線信号伝播モデルのテスト方法。
請求項5
前記テスト路線に沿った地形・風景の特徴に基づき、前記電界強度のテストデータを選択的に併合するステップと、前記電界強度のテストデータに基づき、無線伝播モデルを補正し、少なくとも一種類の環境における無線伝播モデルを形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無線信号伝播モデルのテスト方法。
請求項6
セルラーネットワーク用無線信号の電界強度のテストシステムであって、テスト路線に沿って移動し、移動しながらテスト信号を送信する送信機器と、選択されたテスト場所に設置され、前記テスト信号を受信し、前記受信したテスト信号の強度を検知し、前記送信機器と前記テスト受信機器との間で実現した時刻同期に基づき、前記テスト路線に沿った電界強度のテストデータを取得するテスト受信機器と、を備えることを特徴とする無線信号の電界強度のテストシステム。
請求項7
前記テスト受信機器は、前記テスト信号を受信する受信ブロックと、前記受信したテスト信号の強度をテストするテストブロックと、前記送信機器との間で時刻の同期を実現するクロック同期ブロックと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の無線信号の電界強度のテストシステム。
請求項8
前記テスト受信機器は、少なくとも一つ含まれ、少なくとも一種類の領域から選択された、少なくとも一つのテスト場所における、少なくとも一つの高度に設置され、それぞれ少なくとも一つの方向に向かうことを特徴とする請求項６に記載の無線信号の電界強度のテストシステム。
請求項9
前記送信機器は、少なくとも一つ含まれ、前記送信機器は、移動しながら前記テスト信号を送信する送信ブロックと、前記テスト受信機器との間でクロック同期を実現するクロック同期ブロックと、前記テスト路線の測位情報を記録する測位ブロックと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の無線信号の電界強度のテストシステム。
請求項10
前記電界強度のテストデータを分析することにより、前記テスト路線に係る領域における無線伝播モデルを取得するモデル分析装置をさらに含み、前記モデル分析装置は、前記テスト線路に沿う地形・風景の特徴に基づき、前記電界強度のテストデータを選択的に併合する併合ブロックと、少なくとも一種類の環境における無線伝播モデルを形成するように、前記電界強度のテストデータを用い、無線伝播モデルの補正を行う補正ブロックと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の無線信号の電界強度のテストシステム。