図面 (/)

技術 電気通信システムの動作状態のシミュレーション方法およびその装置

出願人 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ
発明者 ニコラ・ボワイエフランソワ・ドゥ・リック
出願日 2002年11月29日 (18年0ヶ月経過) 出願番号 2002-347805
公開日 2003年8月8日 (17年4ヶ月経過) 公開番号 2003-224515
状態 拒絶査定
技術分野 伝送一般の監視、試験 移動無線通信システム
主要キーワード 格納目的 計算機能力 相関パラメータ システムシミュレーション アクティブエッジ 通信干渉 最大電力量 動的性質
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年8月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

解決手段

通信ネットワークをともに形成する無線基地局(BS1、BS2、BS3)およびモバイルユーザ(UE11、UE21、UE31)を含む電気通信システムの動作状態をシミュレートする方法であって、本質的に、上記システムの複数のスナップショットを作成することにあり、各スナップショットは上記通信ネットワークの所定の構成を示し、少なくとも1つの相関パラメータ(V11、V21、V31)により2枚の連続するスナップショットが互いにリンクされる。

概要

背景

そのような方法は現在、最適な通信サービス最低限のコストで提供することが可能なシステムを定義するために、実際に電気通信システム物理的に実施する前に、当該システムに含まれる無線基地局の配置と、上記ネットワークを管理することを目的とする意思決定ネットワークインフラストラクチャの設計とを最適化するために用いられている。

マッピング法として知られ、GSM型の電気通信システム(2G(第2世代)システムとしても知られる)を最適化するために現在用いられているいくつかのシミュレーション方法は、各々が単一の基地局に関連するセルを形成する複数の地理的なカバーエリアを示すマップを作成する。このマップは、モバイルユーザがあるセル内に位置し、かつ関連する基地局が飽和していない場合、上記モバイルユーザには十分な通信サービスが提供されるという原則に従ってシステムの有効範囲を評価することを可能にする。

MTS型の電気通信システム(3G(第3世代)システムとしても知られる)におけるサービス品質の評価は、上述の方法では正確に得ることができない。これは主に、2Gシステムで行われるような、同一の地理的領域に位置する2人の異なるモバイルユーザに2つの異なる通信周波数割り当てて当該ユーザ間の干渉を最小限に抑えるようにする周波数計画を3Gシステムが行わないためである。3Gシステムでは、そのような周波数計画が行われないため、モバイルユーザ間での通信干渉が起こる可能性があり、また起こることになり、進行中の各通信品質に悪影響を及ぼす。この悪影響の程度は、各ユーザの特定の状況によりユーザ毎に異なり、上述の方法では予測できない。

別の既知の方法(通常、モンテカルロ法と呼ばれる)は主に、各々が所定のランダムに生成されたシステム状況を示す複数のスナップショットを作成することにある。各スナップショットは次に、対応する状況におけるシステムのモバイルユーザ全員の位置と、当該ユーザが通信している基地局と、各モバイルユーザが自身の進行中の通信に印加する電力レベルとを示し、これは上記ユーザがその周辺に位置する他のユーザに対して発生する干渉量を、ひいてはランダムに発生された各状況における他のユーザにより発生された干渉が各々のユーザに悪影響を及ぼす程度を理論的推定することを可能とする。

したがってモンテカルロ法は、ランダムに生成した各状況について、十分な通信サービスが提供されるモバイルユーザの人数を確立することを可能とし、シミュレートされるシステムが提供する全体的な通信品質統計的評価を可能とする。

しかしながら、モンテカルロ法の有効性は以下の問題によって損なわれている。

この方法はシミュレートするシステムの統計的分析を行うため、かかる分析信頼性のあるものとするために多数のスナップショットを必要とする。よって、ランダムに生成されるがゆえに互いに矛盾することが多い状況を分析するには、莫大計算機資源(computing resources)が必要となる。よって一組のそのような状況は、全体を形成するものとして分析されるため、シミュレートするシステムの動作状態における現実的な進展を表さない。この問題は、シミュレートするユーザ数とシステムの規模が重要なので、たとえば何万人ものユーザと何百もの基地局とを含むシミュレーションにおいて一層要注意となる。

さらにモンテカルロ法は、数あるパラメータの中でも、上記ユーザにより発生される干渉と、ランダムに生成された各状況において当該干渉が進行中の通信に及ぼす悪影響とを考慮することにより、シミュレートする3Gシステムが提供する平均的な通信品質の全体的な評価を可能にするが、個々のユーザに提供され知覚されるサービス品質を評価するために個々の通信をモニタすることはできない。このサービス品質は、システムシミュレーションの主な目的の1つが、顧客の満足を得るべくユーザの要求に一致するシステムを定義する助けとなることであるので、最終的な評価基準である。

概要

従来のモンテカルロ法に代わる電気通信システムの動作状態のシミュレーション方法及び装置を提供する。

通信ネットワークをともに形成する無線基地局(BS1、BS2、BS3)およびモバイルユーザ(UE11、UE21、UE31)を含む電気通信システムの動作状態をシミュレートする方法であって、本質的に、上記システムの複数のスナップショットを作成することにあり、各スナップショットは上記通信ネットワークの所定の構成を示し、少なくとも1つの相関パラメータ(V11、V21、V31)により2枚の連続するスナップショットが互いにリンクされる。

目的

本発明は、電気通信システムの動作状態をシミュレートする方法を提供することによって上記の問題を解決することを目的とする。本方法は、モンテカルロ法よりも必要とされる計算機能力(computing power)が少なく、システムの個々のユーザに提供されるサービス品質を評価することを可能にする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

通信ネットワークをともに形成する少なくとも2つの無線基地局および2人のモバイルユーザを含む電気通信システム動作状態シミュレートする方法であって、前記システムの複数のスナップショットを作成することにあり、各スナップショットは前記通信ネットワークの所定の構成を示し、少なくとも1つの相関パラメータにより2枚の連続するスナップショットが互いにリンクされる電気通信システムの動作状態のシミュレーション方法

請求項2

記相パラメータは、経時的に予め定義された変化をする請求項1に記載の方法。

請求項3

少なくとも1人のモバイルユーザの位置と、該ユーザに関連付けられた速度ベクトルとを相関パラメータとして用いる請求項2に記載の方法。

請求項4

少なくとも1人のモバイルユーザが送信する信号の電力量を相関パラメータとして用いる請求項2に記載の方法。

請求項5

モバイルユーザと基地局との間で確立された少なくとも1つの進行中の通信データ転送速度を相関パラメータとして用いる請求項2に記載の方法。

請求項6

請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法を実行するための電気通信システムの動作状態のシミュレーション装置

技術分野

0001

本発明は、通信ネットワークをともに形成する少なくとも2つの無線基地局および2人のモバイルユーザを含む電気通信システム動作状態シミュレートする方法に関する。

背景技術

0002

そのような方法は現在、最適な通信サービス最低限のコストで提供することが可能なシステムを定義するために、実際に電気通信システムを物理的に実施する前に、当該システムに含まれる無線基地局の配置と、上記ネットワークを管理することを目的とする意思決定ネットワークインフラストラクチャの設計とを最適化するために用いられている。

0003

マッピング法として知られ、GSM型の電気通信システム(2G(第2世代)システムとしても知られる)を最適化するために現在用いられているいくつかのシミュレーション方法は、各々が単一の基地局に関連するセルを形成する複数の地理的なカバーエリアを示すマップを作成する。このマップは、モバイルユーザがあるセル内に位置し、かつ関連する基地局が飽和していない場合、上記モバイルユーザには十分な通信サービスが提供されるという原則に従ってシステムの有効範囲を評価することを可能にする。

0004

MTS型の電気通信システム(3G(第3世代)システムとしても知られる)におけるサービス品質の評価は、上述の方法では正確に得ることができない。これは主に、2Gシステムで行われるような、同一の地理的領域に位置する2人の異なるモバイルユーザに2つの異なる通信周波数割り当てて当該ユーザ間の干渉を最小限に抑えるようにする周波数計画を3Gシステムが行わないためである。3Gシステムでは、そのような周波数計画が行われないため、モバイルユーザ間での通信干渉が起こる可能性があり、また起こることになり、進行中の各通信品質に悪影響を及ぼす。この悪影響の程度は、各ユーザの特定の状況によりユーザ毎に異なり、上述の方法では予測できない。

0005

別の既知の方法(通常、モンテカルロ法と呼ばれる)は主に、各々が所定のランダムに生成されたシステム状況を示す複数のスナップショットを作成することにある。各スナップショットは次に、対応する状況におけるシステムのモバイルユーザ全員の位置と、当該ユーザが通信している基地局と、各モバイルユーザが自身の進行中の通信に印加する電力レベルとを示し、これは上記ユーザがその周辺に位置する他のユーザに対して発生する干渉量を、ひいてはランダムに発生された各状況における他のユーザにより発生された干渉が各々のユーザに悪影響を及ぼす程度を理論的推定することを可能とする。

0006

したがってモンテカルロ法は、ランダムに生成した各状況について、十分な通信サービスが提供されるモバイルユーザの人数を確立することを可能とし、シミュレートされるシステムが提供する全体的な通信品質統計的評価を可能とする。

0007

しかしながら、モンテカルロ法の有効性は以下の問題によって損なわれている。

0008

この方法はシミュレートするシステムの統計的分析を行うため、かかる分析信頼性のあるものとするために多数のスナップショットを必要とする。よって、ランダムに生成されるがゆえに互いに矛盾することが多い状況を分析するには、莫大計算機資源(computing resources)が必要となる。よって一組のそのような状況は、全体を形成するものとして分析されるため、シミュレートするシステムの動作状態における現実的な進展を表さない。この問題は、シミュレートするユーザ数とシステムの規模が重要なので、たとえば何万人ものユーザと何百もの基地局とを含むシミュレーションにおいて一層要注意となる。

0009

さらにモンテカルロ法は、数あるパラメータの中でも、上記ユーザにより発生される干渉と、ランダムに生成された各状況において当該干渉が進行中の通信に及ぼす悪影響とを考慮することにより、シミュレートする3Gシステムが提供する平均的な通信品質の全体的な評価を可能にするが、個々のユーザに提供され知覚されるサービス品質を評価するために個々の通信をモニタすることはできない。このサービス品質は、システムシミュレーションの主な目的の1つが、顧客の満足を得るべくユーザの要求に一致するシステムを定義する助けとなることであるので、最終的な評価基準である。

発明が解決しようとする課題

0010

本発明は、電気通信システムの動作状態をシミュレートする方法を提供することによって上記の問題を解決することを目的とする。本方法は、モンテカルロ法よりも必要とされる計算機能力(computing power)が少なく、システムの個々のユーザに提供されるサービス品質を評価することを可能にする。

課題を解決するための手段

0011

この目的のために、本発明の第1の態様によれば、本質的に、上記システムの複数のスナップショットを作成することにあるシミュレーション方法において、上記スナップショットの各々は通信ネットワークの所定の構成を示し、少なくとも1つの相関パラメータが2枚の連続するスナップショットを互いにリンクさせる。

0012

2枚の連続するスナップショットを互いにリンクさせるということは、生成される状況の数を、互いに一貫した、よって現実的なものに削減することを可能にし、このことが、本発明によるシミュレーション方法を実行するために必要とされる計算機能力の量を、たとえばモンテカルロ法に対して低減することを可能にする。本発明のこの利点は、たとえば何百もの基地局と何万ものモバイルユーザを含む大規模なシステムをシミュレートする場合に重要である。

0013

本発明の第2の態様によれば、上記相関パラメータは、経時的に予め定義された変化を行う。

0014

相関パラメータに関するそのような選択は、システムの動作状態の履歴表示を得ること、よって個々の通信の経時的な進展を初めから終わりまで追跡することを可能にし、このことが、個々のユーザに提供されるサービス品質を評価することを可能にする。

0015

本発明の特定の実施の形態では、少なくとも1人のモバイルユーザの位置と、当該ユーザに関連付けられた速度ベクトルとを相関パラメータとして用いる。

0016

本発明の有利な実施の形態では、少なくとも1人のモバイルユーザが送信する信号の電力量を相関パラメータとして用いる。

0017

本発明のこの有利な実施の形態の変形では、モバイルユーザと基地局との間で確立された少なくとも1つの進行中の通信のデータ転送速度を相関パラメータとして用いる。

0018

本発明のこれらの有利な実施の形態は、ユーザにより発生される、進行中の各通信に悪影響を及ぼす恐れのある干渉を一貫して現実的にモデル化することを可能にする。これらの実施の形態は、各ユーザの周辺における通信の出現または消滅をシミュレートすることも可能にする。これは、本発明により与えられる履歴表示に関してのみ意味をなす概念であり、上記ユーザの進行中の通信の品質に影響を与え得るものである。

0019

本発明は、上述のような方法を実行することを目的とするシミュレーション装置にも関する。

0020

上記した本発明の特徴ならびに他の特徴は、添付の図面に関連して与えられる以下の記載を読むことでより明確になるであろう。

発明を実施するための最良の形態

0021

図1は、本発明による方法を用いた、電気通信システムの動作状態をシミュレートすることを目的とするシミュレーション装置SDを図式的に示す。この装置SDは、電気通信システムを配置しようとする地形に関する地理的データ(たとえば建物、山などといった障害物モデル)を格納することを目的とする第1のデータベースGDを備える。このシミュレーション装置SDはさらに、システムに含まれるネットワークを形成する無線基地局に関するデータ(各基地局の地理的位置、ある瞬間に各基地局が処理できる通信の最大数、または各基地局が自局の進行中の通信に印加できる最大送信電力など)等を格納することを目的とする第2のデータベースBSDを備える。シミュレーション装置SDはまた、ファイル集合を格納することを目的とする第3のデータベースUEDも含み、上記ファイルは、各々がシミュレーション中に出現するモバイルユーザに関連付けられており、各ユーザと基地局の間の進行中の通信に帰属される連続する座標、速度、送信電力またはデータ転送速度を時系列に並べて含む。したがって、第1および第2のデータベースGDおよびBSDは、システムに含まれる無線ネットワークの配置と、当該ネットワークが動作する地理的制約とを表す構造的性質のデータを含み、一方で第3のデータベースUEDは、システムの動作中に起こるイベントを表す動的データを含む。

0022

本発明のこの実施の形態において、第1、第2および第3のデータベースGD、BSDおよびUEDには、シミュレーション装置SDのユーザがローディングインターフェースLDINTによりロードすることが意図される。

0023

シミュレーション装置SDは、上記第1、第2および第3のデータベースGD、BSDおよびUEDが各々のデータ信号Dg、DbsおよびDueにより提供するデータを処理することを目的とする演算器CUを含み、この処理は、クロック発生器XTALが提供するクロック信号Clkによってクロックされる。クロック信号Clkの各アクティブエッジ(たとえば立ち上がり)で開始する分析ステップにおいて、演算器CUは、第1、第2および第3のデータベースGD、BSDおよびUEDから一組のデータを取り出し、特にどのモバイルユーザがどの基地局と通信しているか、各ユーザが自身の進行中の通信に印加する電力量、および/または各ユーザにより発生される干渉量ならびにこれが他のユーザの通信に及ぼす悪影響を判定することによって当該データの合成を行うことにより、システムのスナップショットを作成する。第3のデータベースUEDは、数ある相関パラメータの中でも、対応する瞬間においてシステムがサポートする様々な通信に関する指定データ転送速度の瞬時値を提供するように構成することができ、この場合、演算器CUは、対応する指定データ転送速度が尊重されることを確実にするために各モバイルユーザの進行中の通信に印加しなければならない電力量と、この電力量に関連する干渉レベルとを判定する。別の考え得る実施の形態において、第3のデータベースUEDは、進行中の各通信に印加される電力の値を提供し、演算器CUは、進行中の当該通信により発生される干渉量のみを各分析ステップ中に判定すればよい。

0024

各分析ステップの最後に、演算器CUは、上述の合成の結果を表す一組の出力データ信号Doutを格納目的レジスタREGに送付する。このレジスタREGは、シミュレーションの結果をシミュレーション装置SDのユーザに伝えることを目的とするディスプレイインターフェースDISPにリンクされる。レジスタREGが行う格納動作は、クロック信号Clkから得たクロック信号(たとえば本実施の形態と同様に上記クロック信号Clkと位相が反対の信号)によって順序付けることができ、これは、上記データが安全に格納されるために十分なセットアップ時間を提供する。ディスプレイインターフェースDISPには、出力データDsを解釈する手段を設けることができ、この手段は、当該ディスプレイインターフェースDISPが、各モバイルユーザに帰属される通信品質を表すパラメータ(電力対干渉比など)の値を上記出力データDsから抽出し、かかる値を、電気通信システムを表すマップ上にたとえば様々な色または輝度で表示することを可能にすることができる。

0025

したがって本発明は、シミュレートするシステムの動作状態の履歴表示をシミュレーション装置SDのユーザに提供すること、よって個々の通信の経時的な進展を初めから終わりまで追跡することを可能にし、このことが、個々のユーザに提供されるサービス品質を評価することを可能にする。

0026

図2は、本発明によって作成した、非常に単純な電気通信システムの2枚の連続するスナップショットを同一図SNPS12中に示す。このシステムは、第1、第2および第3のカバーエリア(セルとも呼ばれる)C1、C2およびC3がそれぞれ帰属する第1、第2および第3の無線基地局BS1、BS2およびBS3を含む。上記の特徴を記述するデータは構造的性質のものであり、上述した第1および第2のデータベースに格納される。基地局が自局の進行中の通信に印加できる最大電力量は経時的に変化する場合があり、よってそのカバーエリアの周囲に変化を生じさせることに留意されたい。しかしながら、かかるデータは、動的性質のものではあるが、上述の第2のデータベースに格納されることが好ましい。

0027

第1のスナップショットでは、第1、第2および第3のモバイルユーザ(UE11、UE21およびUE31で参照)が、それぞれの座標(x11,y11)、(x21,y21)および(x31,y31)で特定される第1の位置で示される。これらの座標は第1の相関パラメータの組を形成し、第2の相関パラメータの組は、それぞれのモバイルユーザUE11、UE21およびUE31に帰属される速度ベクトルV11、V21およびV31により形成される。これらの相関パラメータの値は、上述した第3のデータベースから取り出すことができる。

0028

図面を簡略化するために、この例では、2次元のみを考慮し、モバイルユーザの移動はすべて同一平面上にある。この図面では示すことができない各モバイルユーザが自身の進行中の通信に印加する電力または当該通信に特定のデータ転送速度などの第3の相関パラメータも用いることができ、この趣旨で、上述した第3のデータベースに格納される。

0029

第2のスナップショットでは、第1、第2および第3のモバイルユーザ(この場合にはUE12、UE22およびUE32で参照)が、それぞれの座標(x12,y12)、(x22,y22)および(x32,y32)で特定される第2の位置で示される。これらの座標は、上述した第3のデータベースから供給されていてもよいが、前述の座標(x11,y11)、(x21,y21)および(x31,y31)と組み合わせた前述の速度ベクトルV11、V21およびV31を基に演算器によって計算されていてもよい。新たな速度ベクトルV12、V22およびV32が、この第2のスナップショットにおいて、それぞれのモバイルユーザUE12、UE22およびUE32に帰属される。

0030

第1および第2のスナップショットがリンクを共有するということにより、進行中の通信の品質がどれだけ第1、第2および第3のモバイルユーザの移動に影響されるかがわかるようになる。第2のスナップショットでは、3人のユーザ全員が互いに比較的近づき、一方で各自の基地局から離れているようである。基地局から離れることにより、各ユーザはかなりの電力量を自身の進行中の通信に印加することになり、多大な干渉を生じる。この干渉に他のユーザはその近さから非常に敏感になる。本発明により与えられる履歴表示は、これに対応する通信品質の低下を観察することを可能にする。本発明はまた、突然の中断現象をシミュレートすることを可能にすることにも留意されたい。この概念は、たとえばこの例での、第2のスナップショット上の座標(x42,y42)における、よって他のモバイルユーザの周辺における、各ユーザが知覚する通信品質の低下の原因となる第4のモバイルユーザUE42の出現のように、上記の履歴表示によってのみ意味をなすものである。

0031

第2のスナップショットの速度ベクトルV12、V22およびV32によれば、第3のモバイルユーザUE32は、この第2のスナップショットと次のスナップショット(この図面には図示せず)との間に第3のセルC3から第2のセルC2へ移動し、ハンドオーバーが起こる。ハンドオーバーとは、セルラー電気通信システムでは非常に頻繁に起こる現象であり、このシミュレーションは、シミュレーション方法が前のセルおよび次のセルなどの概念を表現可能な場合にのみ行うことができる。これは、値が経時的に変化する相関パラメータにより2枚の連続するスナップショットがリンクされ、このことが、シミュレーションの過程における時系列を定義することを可能にする本発明のこの実施の形態により可能である。

図面の簡単な説明

0032

図1本発明による方法を用いたシミュレーション装置を示す機能図である。
図2本発明によるシミュレーション方法によって得た2枚の連続するスナップショットを同一図中に示す概略図である。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線通信方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】ビーム回復手順の実施が想定される場合に、RLMを適切に制御すること。本発明の一態様に係るユーザ端末は、仮想の下り制御チャネルに関する情報を受信する受信部と、前記情報に基づいて、下り制... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線通信方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】同期信号ブロックを利用する無線通信システムにおいて制御チャネルの設定領域の情報を適切に通知するために、本発明のユーザ端末の一態様は、制御リソースセットの構成を示す所定ビット情報を含む... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 端末、無線通信方法及び基地局」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】マルチキャリア波形を有するUL信号を適切に送信するために、ユーザ端末は、連続する周波数リソースにわたるマルチキャリア波形を有する上り信号を、上り共有チャネルを用いて送信する送信部と、... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ