(57)【要約】１つまたはそれ以上の携帯用ハンドヘルドコンピュータ（１０２）を１つまたはそれ以上のサーバ（１００）と共に使用して、通信ネットワークの実施を成功させるために必要な設計、配備、テスト、最適化、および保守サイクルの全体を達成する機能をフィールドエンジニアに提供するシステムおよび方法。【選択図】図９
2004505531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを設計、配備、変更、または保守するためのコンピュータ化システムであって、
前記通信ネットワークが配備される、または、配備される予定の物理的環境のコンピュータ生成モデルであって、該物理的環境内のコンポーネントの場所の３次元表現を提供するコンピュータ生成モデルと、
前記コンピュータ生成モデルを生成するコンピュータプログラムを実行する１つまたは複数のサーバコンピュータと、
前記サーバに対してクライアントとして動作する少なくとも１つの携帯用コンピュータと、
前記携帯用コンピュータに前記３次元表現を表示するために、前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部を前記サーバから前記携帯用コンピュータへダウンロードし、格納する手段と、
前記３次元画像表現を表示するための前記携帯用コンピュータに付属したディスプレイと、
を備えるコンピュータ化システム。
【請求項２】
前記携帯用コンピュータは、ハンドヘルドコンピュータである、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３】
前記３次元表示は、２次元表現の集合から構成される、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４】
前記物理的環境は建物であり、前記３次元表現は該建物の少なくとも１つの間取図を含む、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項５】
前記３次元表現は、前記建物の複数の階の複数の間取図を含み、前記携帯用コンピュータは、前記ディスプレイに表示するために前記複数の間取図から特定の間取図を選択する手段を含む、請求項４に記載のコンピュータ化システム。
【請求項６】
前記物理的環境は複数の建物からなる構内であり、前記３次元表現は前記構内の複数の建物のそれぞれの少なくとも１つの間取図を含み、前記携帯用コンピュータは前記複数の建物からなる構内の建物を選択し、該選択された建物の前記少なくとも１つの間取図を表示する手段を含む、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項７】
前記３次元表現は、前記選択された建物の複数の階の複数の間取図を含む、請求項６に記載のコンピュータ化システム。
【請求項８】
前記コンポーネントは、基地局、基地局制御装置、増幅器、減衰器、アンテナ、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、コネクタ、スプリッタ、リピータ、トランスデューサ、コンバータ、カプラ、漏れフィーダケーブル、ハブ、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、配電線、銅線による電気配線、ツイストペアケーブル、および無線アクセスポイントからなる群から選択される、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項９】
前記通信ネットワークは、無線通信装置を含む、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１０】
前記物理環境は３次元トポロジを有する屋外エリアであり、前記３次元表現は前記３次元トポロジの表現を含む、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１１】
位置追跡装置が前記物理的環境内の位置を決定するために使用される、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１２】
前記通信ネットワークのコンポーネントは、部品表に保持される、請求項１に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１３】
通信ネットワークを設計、配備、変更、または保守するためのコンピュータ化システムであって、
前記通信ネットワークが配備される、または、配備される予定の物理的環境のコンピュータ生成モデルであって、前記物理的環境内のコンポーネントの場所の表現を提供し、かつ、前記環境内で使用されるべきコンポーネントの選択と、前記環境における前記コンポーネントの場所の選択と、該場所における前記コンポーネントの方向とからなる群から選択される要素に基づく前記通信ネットワークの性能予測を提供するコンピュータ生成モデルと、
前記コンピュータ生成モデルを生成するコンピュータプログラムを実行する１つまたは複数のサーバコンピュータと、
前記サーバに対してクライアントとして動作する少なくとも１つの携帯用コンピュータと、
前記携帯用コンピュータに前記表現を表示するために、前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部を前記サーバから前記携帯用コンピュータへダウンロードし、格納する手段と、
前記表現および前記性能予測の結果を表示する前記携帯用コンピュータに付属したディスプレイと、
を備えるコンピュータ化システム。
【請求項１４】
前記サーバからダウンロードされる前記携帯用コンピュータ上の前記コンピュータ生成モデルの前記少なくとも一部の前記要素に対する変更を入力する手段と、
前記サーバへ前記変更をアップロードする手段と、
をさらに備える請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１５】
前記サーバからダウンロードされる前記携帯用コンピュータ上の前記コンピュータ生成モデルの前記少なくとも一部の前記要素に対する変更を入力する手段と、
前記入力された変更に基づく、前記通信ネットワークの予測された性能パラメータを前記携帯用コンピュータの前記ディスプレイに出力する手段と、
をさらに備える請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１６】
前記通信ネットワークは、無線通信装置を含む、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１７】
前記携帯用コンピュータは、ハンドヘルドコンピュータである、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１８】
前記表現は、３次元である、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項１９】
前記表現は、２次元表現の集合から構成される、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２０】
前記物理的環境は建物であり、前記表現は該建物の少なくとも１つの間取図を含む、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２１】
前記表現は、前記建物の複数の階の複数の間取図を含み、前記携帯用コンピュータは、前記ディスプレイに表示するために前記複数の間取図から特定の間取図を選択する手段を含む、請求項２０に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２２】
前記物理的環境は複数の建物からなる構内であり、前記表現は、前記構内の複数の建物のそれぞれの少なくとも１つの間取図を含み、前記携帯用コンピュータは、前記複数の建物からなる構内の建物を選択し、該選択された建物の前記少なくとも１つの間取図を表示する手段を含む、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２３】
前記画像表現は、前記選択された建物の複数の階の複数の間取図を含む、請求項２２に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２４】
前記コンポーネントは、基地局、基地局制御装置、増幅器、減衰器、アンテナ、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、コネクタ、スプリッタ、リピータ、トランスデューサ、コンバータ、カプラ、漏れフィーダケーブル、ハブ、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、配電線、銅線による電気配線、ツイストペアケーブル、および無線アクセスポイントからなる群から選択される、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２５】
前記物理的環境は３次元トポロジを有する屋外エリアであり、前記画像表現は前記３次元トポロジの表現を含む、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２６】
位置追跡装置が前記物理的環境内の位置を決定するために使用される、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２７】
前記通信ネットワークのコンポーネントは、部品表に保持される、請求項１３に記載のコンピュータ化システム。
【請求項２８】
通信ネットワークを設計、配備、変更、または保守するためのコンピュータ化システムであって、
前記通信ネットワークが配備される、または、配備される予定の物理的環境のコンピュータ生成モデルであって、前記物理的環境内のコンポーネントの場所の表現を提供するコンピュータ生成モデルと、
前記コンピュータ生成モデルを生成するコンピュータプログラムを実行する１つまたは複数のサーバコンピュータと、
前記サーバに対してクライアントとして動作する少なくとも１つの携帯用コンピュータと、
前記携帯用コンピュータに前記表現を表示するために、前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部を前記サーバから前記携帯用コンピュータへダウンロードし、格納する手段と、
前記表現を表示するための前記携帯用コンピュータに付属したディスプレイと、
前記携帯用コンピュータに付属し、前記物理的環境内の性能測定値を測定し、かつ、前記携帯用コンピュータにおける前記コンピュータ生成モデルの前記一部に性能測定値を入力する手段と、
を備えるコンピュータ化システム。
【請求項２９】
前記性能測定値を前記携帯用コンピュータから前記サーバへアップロードする手段をさらに備える、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３０】
前記測定する手段は、前記携帯用コンピュータに接続された測定装置である、請求項２９に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３１】
前記サーバコンピュータから前記携帯用コンピュータへ前記性能測定値をダウンロードする手段をさらに備える、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３２】
前記携帯用コンピュータから、前記サーバとは異なる別のコンピュータに前記性能測定値をアップロードおよびダウンロードする手段をさらに備える、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３３】
前記測定する手段は、前記携帯用コンピュータに接続された測定装置である、請求項３２に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３４】
前記携帯用コンピュータに配置され、前記サーバからダウンロードされる前記携帯用コンピュータ上の前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部に対する変更を入力する手段と、
前記サーバへ前記変更をアップロードする手段と、
をさらに備える請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３５】
前記携帯用コンピュータに配置され、前記サーバからダウンロードされる前記携帯用コンピュータ上の前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部に対する変更を入力する手段と、
前記入力された変更に基づく、前記通信ネットワークの予測された性能パラメータを前記携帯用コンピュータの前記ディスプレイに出力する手段と、
をさらに備える請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３６】
前記通信ネットワークは、無線通信装置を含む、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３７】
前記携帯用コンピュータは、ハンドヘルドコンピュータである、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３８】
前記表現は、３次元である、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項３９】
前記表現は、一連の２次元表現から構成される、請求項３８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４０】
前記物理的環境は建物であり、前記画像表現は該建物の少なくとも１つの間取図を含む、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４１】
前記表現は、前記建物の複数の階の複数の間取図を含み、前記携帯用コンピュータは、前記ディスプレイに表示するために前記複数の間取図から特定の間取図を選択する手段を含む、請求項４０に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４２】
前記物理的環境は複数の建物からなる構内であり、前記表現は、前記構内の複数の建物のそれぞれの少なくとも１つの間取図を含み、前記携帯用コンピュータは、前記複数の建物からなる構内の建物を選択し、該選択された建物の前記少なくとも１つの間取図を表示する手段を含む、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４３】
前記表現は、前記選択された建物の複数の階の複数の間取図を含む、請求項４０に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４４】
前記コンポーネントは、基地局、基地局制御装置、増幅器、減衰器、アンテナ、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、コネクタ、スプリッタ、リピータ、トランスデューサ、コンバータ、カプラ、漏れフィーダケーブル、ハブ、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、配電線、銅線による電気配線、ツイストペアケーブル、および無線アクセスポイントからなる群から選択される、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４５】
前記物理的環境は３次元トポロジを有する屋外エリアであり、前記表現は前記３次元トポロジの表現を含む、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４６】
前記物理的環境内の位置を決定するために使用される位置追跡装置をさらに備える、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４７】
前記通信ネットワークのコンポーネントは、部品表に保持される、請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４８】
前記携帯用コンピュータに配置され、前記サーバからダウンロードされる前記携帯用コンピュータ上の前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部に対する変更を入力する手段と、
前記サーバとは異なる別の携帯用コンピュータに前記変更をアップロードする手段と、
をさらに備える請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項４９】
前記携帯用コンピュータに配置され、前記サーバからダウンロードされる前記携帯用コンピュータ上の前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部に対する変更を入力する手段と、
前記サーバへ前記変更をアップロードする手段と、
前記サーバにおいて前記変更を表示し、格納する手段と、
をさらに備える請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【請求項５０】
前記携帯用コンピュータに配置され、前記サーバからダウンロードされる前記携帯用コンピュータ上の前記コンピュータ生成モデルの少なくとも一部に対する変更を入力する手段と、
前記サーバとは異なる別の携帯用コンピュータへ前記変更をアップロードする手段と、
前記別の携帯用コンピュータにおいて前記変更を表示し、格納する手段と、
をさらに備える請求項２８に記載のコンピュータ化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
発明の分野
本発明は、包括的には、例えば屋内または構内全体の無線または有線の通信ネットワーク等の通信システムの設計、配備、テスト、および最適化のための小型携帯用システムに関する。ハンドヘルドコンピュータのプラットフォームが、通信信号の特性の収集および表示、通信ネットワークの設計における通信システムのコンポーネントの操作、ならびに設計、配備、または保守作業中における通信システムの予測および最適化のために使用される。
【０００２】
関連技術の説明
近年、携帯電話ネットワークのような無線通信技術の使用が非常に増加している。また、建物内またはいくつかの建物を含む大きな施設内で無線通信システムを実施することが一般的になってきている。代表的な無線通信システムの例は、構内網（ＬＡＮ）、広域網（ＷＡＮ）、またはＰＢＸ、すなわち加入者回線等のセル方式の電話ネットワークである。無線通信システムの増大する様々な用途によって、システム設計はますます複雑になり、実施するのが難しくなってきている。
【０００３】
技術、サイズまたは規模に関わらず全ての通信システムの設計に共通して、設計プロセスのある時点で、測定データが必要になる。初期設計段階であろうと最終検査段階であろうと、測定データの入力なしに実施される通信システムは存在しない。しかしながら、室内環境における測定取得は、測定が行われている位置を決定する全地球測位システムのデータを使用して測定取得が実行されるマクロセル環境よりも一層単調で時間を要する。全地球測位システム（ＧＰＳ）のデータは、多くのＲＦエンジニアが屋外での測定取得において頼るようになってきているが、ミクロセル環境用のオプションではない。したがって、建物内でのリアルタイムの測定データの記録は、多くの点で、費用がかかりかつ効果のない手書きのメモおよび設計図ならびに手動のデータ入力を伴う、骨が折れ、多大の時間を要する仕事になっている。
【０００４】
基地局のトランシーバから送信されたＲＦ信号の特性の測定に加えて、コンピュータデータネットワークのデータスループット時間を測定する必要もある。スループット時間は、既知のサイズのレコードまたはファイルをあるコンピュータから別のコンピュータへ転送するのに要する時間である。比較または検証の目的でデータスループット時間の測定を標準化するため、所定サイズ（例えば１００Ｋ）のファイルが使用され、例えば５１２バイトのパケットサイズで転送される。ＲＦ信号の減衰に類似して、データスループット時間も、マルチパス伝搬および特定の無線モデムの設計だけでなく、送信距離および信号障害物（例えば壁、ドア、パーティション）の関数である。
【０００５】
無線通信システムの設計を援助するために、例えばＰｅｎＣａｔ（商標）、Ｗａｌｋａｂｏｕｔ　ＰＣＳ（商標）およびＴＥＭＳ　Ｌｉｇｈｔ等の様々な信号特性測定取得ツールおよびシステムが開発されている。
【０００６】
ＬＣＣ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．は、小さなハンドヘルドタブレットコンピュータ上で実行される、無線通信の設計用のペンベース収集解析ツールとしてＰｅｎＣａｔ（商標）を提供している。このＰｅｎＣａｔ（商標）システムは、ユーザが建物内を歩き回り、タブレットコンピュータにリンクされた受信機を使用して建物内のある場所で信号特性の測定データを取り、コンピュータスクリーン上の地図の適切な部分をスタイラスペンでタップすることにより、その建物を表すコンピュータマップ上の当該建物の場所に当該測定データをリンクすることを可能にする。建物の地図は、設計図をスキャンするか、アプリケーション内でその建物をスケッチするか、別の情報源から取り込むことにより、ＰｅｎＣａｔ（商標）システムに入力することができる。ＰｅｎＣａｔは、２次元ビットマップを使用して建物環境をモデル化する。
【０００７】
Ｓａｆｃｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．は、屋内または屋外の無線通信システムの設計に使用される携帯用調査カバレッジシステムとしてＷａｌｋａｂｏｕｔ　ＰＣＳ（商標）システムを提供する。ＰｅｎＣａｔ（商標）と同様に、このＷａｌｋａｂｏｕｔ　ＰＣＳ（商標）システムは、受信機にリンクされたハンドヘルドコンピュータを使用して、所定の場所の信号特性を測定し、記憶されたコンピュータマップ上に表されたその場所に、測定された特性データをリンクする。また、Ａｇｉｌｅｎｔ　７４ＸＸ屋内測定システムも、ＳａｆｃｏのＷａｌｋａｂｏｕｔに類似しており、ビットマップの間取図を同様に使用する。
【０００８】
Ｅｒｉｃｓｓｏｎ Ｒａｄｉｏ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓは、無線通信の屋内電波到達範囲の検査ツールとしてＴＥＭＳ　Ｌｉｇｈｔシステムを提供する。このＴＥＭＳ　Ｌｉｇｈｔシステムは、受信機にリンクされたモバイルコンピュータ上における２次元ビットマップ画像によるＷｉｎｄｏｗｓベースのグラフィカルインタフェースを使用し、ユーザは記憶された建物の地図を見て、場所を特定したデータ測定を行い、測定されたデータを記憶されたコンピュータマップ上の表された場所にリンクすることができる。他の屋内通信測定システムと異なり、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．製のＩｎＦｉｅｌｄｅｒ（商標）は、測定データを、物理的環境の３次元モデルにおける位置の周期的更新と融合する。このＩｎＦｉｅｌｄｅｒ（商標）の製品コンセプトは、１９９８年１２月２９日に出願された米国特許出願第０９／２２１，９８５号に開示されており、この米国特許出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００９】
上述した無線通信システム検査ツールに加えて、様々な無線通信システム予測ツールも考案されており、例えばＷｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのＰｒｅｄｉｃｔｏｒ（商標）およびＥｒｉｃｓｓｏｎ Ｒａｄｉｏ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＳｙｓｔｅｍｓのＴＥＭＳがある。Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ（商標）は、無線通信システムの設計者が、建物内における、または、複数の建物に亘る、ある特定の無線システムの電波到達エリアを予測することを可能にする。Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ（商標）は、コンピュータに記憶された建物または施設のデータベースと、このデータベース内で定義されたトランシーバの場所およびタイプとを使用してコンピュータシミュレーションを行う。データベースに定義された建物の構成および建物の材料特性に基づいて、無線システムの電波到達エリアの予測が、場所を特定した伝搬によって推定され、そのために送信機と受信機との間に引かれた電磁線および３次元の建物の情報が予測計算のために使用される。ＴＥＭＳシステムは、記憶された建物の地図ならびに入力された基地トランシーバの位置およびタイプに基づき、統計的な電波到達モデルを使用して、無線システムの屋内の電波到達範囲を予測する。
【００１０】
上述した設計および検査ツールは、無線システム設計者が、建物の画像および建物の画像にリンクしたデータ測定値を使用して屋内無線通信システムを作成することを補助するが、ＩｎＦｉｅｌｄｅｒ（商標）およびＰｒｅｄｉｃｔｏｒ（商標）を除くいずれの装置も、３次元の建物の画像を組み込んでおらず、設計プロセスを向上させるものではない。さらに、上述した装置およびシステムは、ネットワークの性能データを自発的または受動的に測定または収集し、遠隔の監視場所にデータをアップロードまたはダウンロードしながら、歩き回るユーザを追跡する機能を欠いている。これらの機能は、グローバルネットワークアクセス用の無線装置のインストールならびに継続している監視および管理のために必要となることがある。
【００１１】
最近、現場保守およびサービス用の情報収集装置としての携帯用ハンドヘルドコンピュータの使用に、革新が行われている。Ｒｉｖｅｒ Ｒｕｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅは、所望の場所の市街地図を表示する地理情報システム（ＧＩＳ：Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用するＯｎＳｉｔｅソフトウェアを製作した。ＯｎＳｉｔｅは、カスタム設計された情報収集書式を使用して、現場オペレータがある場所へ直接行き、情報を収集し、かつ、その情報と共に戻り、あるいは、収集したデータを有線または無線通信リンクにより別のコンピュータに送信することを可能にする。Ａｕｔｏｄｅｓｋ， Ｉｎｃ．も、Ｒｉｖｅｒ ＲｕｎのＯｎＳｉｔｅとは別物ではあるが、同様のタスクを達成するＯｎＳｉｔｅと呼ばれるソフトウェアツールを製作している。ＡｕｔｏｄｅｓｋのＯｎＳｉｔｅは、現場オペレータが、ＧＩＳマッピングエンジンおよびＯｒａｃｌｅのデータベースソフトウェアを使用して遠隔設定で情報を収集し、記憶保持等のためにその情報と共に戻ってくることを可能にする。
【００１２】
Ｒｉｖｅｒ ＲｕｎおよびＡｕｔｏｄｅｓｋの製品は、厳密には屋外の現場保守ツールであり、２次元のラスタ画像をユーザに表示するだけである。これらの製品は、室内システムの３次元世界の複雑さに対応していない。３次元世界は、複数の階層や３次元特有の特徴によって、モデル化および視覚化することがより難しい。さらに、これらの製品は、表示および検索を行うだけであり、モデル化された特徴の現場または遠隔での調整および操作を可能にしていない。
【００１３】
［発明の概要］
本発明によると、システム設計者が任意の環境における通信システムを、コンピュータを用いて動的にモデル化できるシステムが提供される。本方法は、様々な通信システムのハードウェアコンポーネント、例えばハブ、ルータ、スイッチ、アンテナ（ポイント、全方向性、指向性、漏れフィーダ、分散型等）、トランシーバ、増幅器、ケーブル、スプリッタ等のモデルの選択および配置を含み、ユーザが、モデル化された環境全体に亘った全体のシステム性能に及ぼすそれらの配置および移動の効果を３次元で視覚化することを可能とする。したがって、システムの実際の実施に先立ちコンポーネントの配置を洗練し、微調整することができ、所望のサービスエリアの必要な全ての領域が、十分なＲＦ到達領域、データスループット、またはシステム性能によりカバーされることが保証される。システム性能の３次元視覚化は、システム設計者に、モデル化された通信システムの機能に対する非常に大きな洞察力を提供し、従来の視覚化技術の著しい改善を示す。さらに、本発明は、保守要員がこれまでの設計を検索および検査し、あるいは、ある特定の場所にいる間にコンポーネントの位置決めを迅速に行うことを可能にする。
【００１４】
上記内容を達成するために、物理的環境の３Ｄモデルが、電子データベースにＣＡＤモデルとして記憶される。壁、床、木の葉、建物、丘、および他の障害物といった電磁波に影響する環境の様々な部分に起因する物理、電気、および美観に関するパラメータもデータベースに記憶される。３Ｄ環境の表現は、設計者が見るためにコンピュータスクリーンに表示される。設計者は、シミュレーションされた３Ｄで全体の環境を見たり、興味のある特定のエリアをズームインしたり、見ている場所および視野を動的に変更して「空中飛行」効果を作り出したりすることもできる。マウスまたは他の入力位置決め装置を使用して、設計者は、一連のプルダウンメニューから様々な通信ハードウェアデバイスのモデルを選択し、見ることができる。様々な増幅器、ケーブル、コネクタ、および他のハードウェアデバイスが設計者により同じように選択、配置、および相互接続され、完成した通信システムの表現を形成することができる。
【００１５】
表示された環境内のいずれの場所においても、任意の形状またはサイズの領域を選択することもできるし、あるいは、ある基準（例えば建物全体の選択）に基づいて自動的に選択することもできる。選択された領域には、選択可能なサイズ、形状、および間隔の頂点を含むグリッドがオーバレイされ、メッシュまたはブランケットを形成する。各頂点は３Ｄ環境内の１つの点に対応する。その後、通信システムの性能予測モデルが実行され、これにより、コンピュータは、スクリーン上のメッシュの各頂点に、予測された性能値を表示する。性能値としては、今まさに設計された通信システムによって提供される、例えば、受信信号強度（ＲＳＳＩ）、ネットワークスループット、パケット待ち時間、パケット誤り率、配電レベル、サービス品質、ビット誤り率、フレーム誤り率、信号対干渉比（ＳＩＲ）、および信号対雑音比（ＳＮＲ）がある。表示は、計算された性能値に対応して、回りの頂点に対する各頂点の相対的な彩度、色相、明度、線のタイプおよび幅、透明度、表面のテクスチャ等の特性を含む高度および／または色合いをコンピュータが調整するようにして行われる。色合いと高度は、計算された同じ性能値に対応してもよいし、計算された異なる性能値に対応してもよい。例えば、高度は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）に対応し、色合いは信号対雑音比（ＳＮＲ）に対応してもよいし、あるいは、様々な計算された性能パラメータの任意の他のものに対応してもよい。ユーザは、メッシュの頂点に割り当てる高度、色合い、または他の審美的な特性の範囲を選択する観点から、この表示の境界を指定することができる。あるいは、システムは、自動的に高度、色合い、および他の審美的な特性の限界および範囲を自動的に選択することができる。その結果は、モデル化した３Ｄ環境の異なる部分に亘った変化する無線システムの性能を表す、変動する色合いおよび高度の領域となる。この領域は、３Ｄ環境をオーバレイして見ることができる。
【００１６】
この発明の重要な点は、３次元モデルの全てまたは一部を技術者に表示し、性能予測および他の有用な情報を得るために、現場でのモデルの操作（例えば装置の選択、その空間における配置、および方向に関する調整）を可能にするようになっている小型のハンドヘルド（例えばＰａｌｍ）携帯用コンピュータを使用することにある。また、これらのハンドヘルド携帯用クライアントコンピュータは、その空間における様々な通信性能パラメータを測定するための測定機能を備えている。これらの測定は、ハンドヘルド携帯用クライアントコンピュータにおいて利用可能であり、かつ／または、１つまたは複数のサーバコンピュータに送信可能である。サーバコンピュータは、同様のハンドヘルド携帯用コンピュータの場合もあるし、そうでない場合もある。テスト中、実際の性能値が測定され、ハンドヘルドコンピュータに入力されて（ハンドヘルドコンピュータが適切な測定装置を備えているならば直接収集されてもよい）、１つまたはそれ以上のサーバに、表示、記録、および性能予測モデルの調整のために、または、ハンドヘルドコンピュータに組み込まれた性能予測モデルにおける使用のために、送信されてもよい。さらに、ハンドヘルド携帯用クライアントコンピュータは、技術者が建物または構内の自身の場所を確認することを可能にする全地球測位技術または他の位置探索装置を備えることもできる。測定機能を共に使用することにより、技術者は、携帯用ハンドヘルドコンピュータに様々な測定値を明示的に、または、バックグラウンドで受動的にサンプリングさせることができ、それら様々な測定値を位置情報と対にすることができる。この位置情報により、その空間のモデル化および配備されるシステムの様々な最適化の変更が援助される。通信ネットワークの配備、テスト、および最適化の他の多くの利点は、ハンドヘルド携帯用クライアントコンピュータを、単独で、または、サーバコンピュータと組み合わせて使用することにより達成することができる。ハンドヘルド携帯用クライアントコンピュータは、構内環境における様々な建物の選択を可能とし、技術者により選択された高層建物の様々な間取図を表示できることが好ましい。
【００１７】
建物または建物の構内の高機能３Ｄベクトルデータベースを表現する方法が開示される。このシステムにより、現場の技術者は、現場にハンドヘルドコンピュータを運び込み、表示された情報を使用して、コンポーネントの配置を選択し、実際の通信システムを構築することができる。このシステムの別の利点は、フィールドエンジニアが実際のシステムの構築中に計画を変更できることである。コンポーネントの位置またはパラメータの削除、追加、または編集といった変更は、クライアントとして動作するハンドヘルドコンピュータに入力することができ、サーバに送信することができる。サーバでは、更新された環境および予測モデルを計算し、ハンドヘルドコンピュータに返信することができる。あるいは、計算はハンドヘルドコンピュータで実行可能であり、変更が可能であり、更新されたモデルがサーバへアップロード可能である。このように、このシステムは、クライアントとサーバとの間の双方向データフローを可能とする。測定または予測されたネットワーク性能パラメータ、ファイル、写真、注釈、および一般的な情報といった他のデータがモデルに組み込まれてもよいし、モデルとは別に送信されてもよい。
【００１８】
上記ならびに他の目的、特徴および利点は、図面を参照しながら説明される以下の本発明の好ましい実施の形態の詳細な説明からより良く理解される。
【００１９】
［発明の好適な実施の形態の詳細な説明］
本発明を使用すると、複数階の建物、複数階の建物の構内、および屋外の３Ｄ地形を含む環境の内部ならびに周囲の通信ネットワークの設計、配備、テスト、最適化、および保守がこれまでよりも容易になる。本方法は、携帯型ハンドへルドコンピュータの操作中のユーザに提供される情報の幅において、従来技術より大幅に進歩している。提示した実施の形態を使用すると、エンジニアは、通信ネットワークの設計、配備、テスト、および保守の全体のサイクルをカバーすることができる。
【００２０】
複数階の建物もしくは複数の複数階の建物からなる構内または屋外の３Ｄ環境におけるナビゲーションを容易にするために、本発明は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）または他の類似のシステムを提供し、建物システムを表す画像の生成を援助する。建物または複数の建物からなる構内を含む物理的環境内をスムーズにナビゲーションできることは、前述した通信ネットワークの設計、配備、テスト、および保守のサイクルにとって重要である。複雑なネットワーク資産を有する大規模システムでは、高機能な情報管理システムが設計、配置および保守の段階で特に必要である。
【００２１】
本発明の例示の実施形態は携帯用ハンドヘルドコンピュータ上で実行される。本実施の形態は、図１に示すような、カリフォルニア州サンタクララのＰａｌｍ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｃ．から提供されるＰａｌｍ　ＩＩＩＣ携帯用ハンドヘルド計算装置を使用する。当業者ならば、他の多くの携帯用ハンドヘルドコンピュータが本発明の精神内にあってハードウェアプラットフォームとして使用可能であることが分かるであろう。他の可能性のあるハードウェアプラットフォームの例として、携帯電話機、カリフォルニア州サンタクララのＰａｌｍ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｃ．から提供されるＰａｌｍＯＳオペレーティングシステム（ＯＳ）を実行する他の携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワシントン州レドモンドのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ， Ｉｎｃ．から提供されるＷｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ　ＯＳを実行するポケットＰＣ、および、場合によってはＷｉｎｄｏｗｓオペレーティングシステムファミリのメンバーや例えばＬｉｎｕｘまたはＢｅ等の別の強力なＯＳを実行するより大きなペンタブレットコンピュータがある。
【００２２】
ハンドヘルドコンピュータ１０は、通信ネットワークが配備される、または、配備される予定の建物または構内の２次元レイアウトおよび３次元画像をディスプレイ１２に表示するようにプログラミングされる。本発明の実施において使用可能なソフトウェアのタイプの例としては、バージニア州ブラックスバーグのＷｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｉｎｃが、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）という名称のソフトウェア製品を市場に出している。ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）は、建物のレイアウトおよび３Ｄ地形を提供し、例えば木、生垣、または人の集団等の形態構造のオブジェクトを挿入し、ネットワークコンポーネントを配置することができるコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）設備を有するツールパッケージソフトである。好ましい実施の形態では、１９９９年５月２６日に出願され、同時係属中の米国特許出願第０９／２１８，８４１号に開示されるように、検討中の物理的環境をモデル化するために、３Ｄ環境データベースがＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）内に作成される。上記米国特許出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。その結果の記述は、その環境内の物理的オブジェクトを表す線およびポリゴンを含む、特別にフォーマットされたベクトルデータベースを利用する。データベースにおける線およびポリゴンの配置は、環境における物理的オブジェクトに対応する。例えば、データベースにおける線または他の形状は、モデル化された環境における塀、ドア、木、建物の壁、または他の何らかの物理的オブジェクトを表すことができる。
【００２３】
ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）は、無線通信の計画、設計、テスト、および最適化のツールパッケージソフトとして設計されている。ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒが建物をモデル化するために使用する強力なＣＡＤ設備は、一般的なほとんどのＣＡＤツールの機能とそれほど変わらない。したがって当業者ならば、他のＣＡＤパッケージが、複数階の建物および複数階の建物の構内の同様の３Ｄ表現を生成するためにどのように使用可能であるかが容易に分かるであろう。
【００２４】
本発明は、環境内の物理的オブジェクトのデータベースをコンパクトに表すための方法を提供する。本発明の新規な一側面は、携帯用ハンドヘルドコンピュータ用に設計された３Ｄ環境データベースを使用することにある。現在の携帯用ハンドヘルドコンピュータは、デスクトップパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に共通する膨大な記憶量のハードディスクストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはプロセッサ速度を有しない。本発明は、建物および建物構内の高機能３Ｄベクトルデータベースを、携帯用ハンドヘルドコンピュータシステムに適したコンパクトなスペースで表現するための方法を提供する。
【００２５】
用語ベクトルフォーマットは、ここでは、ある論理空間における点の表現を意味するために使用される。３Ｄベクトルシステムを取り扱う場合に、通常は、３つの空間座標軸Ｘ、Ｙ、およびＺが空間の点を表すために使用される。ベクトルデータベースは、使用されるベクトル空間の境界を特定し、多くの場合、データベースのベクトル空間の点をインチやメートルのような物理単位系を用いて変換する変換行列を与える。線、円、または他の複合形状を表すために、ベクトルデータベースはベクトル点のシーケンスを使用する。例えば、３Ｄにおける線は通常、始点と終点により特定される。ポリゴンは通常、一組の３Ｄベクトル点として特定される。
【００２６】
ラスタフォーマットは、上述したベクトルフォーマットと根本的に異なる。ラスタデータベースでは、指定された空間の全ての点が値により特定される必要がある。例えば、最も一般的なタイプのラスタデータベースはビットマップ画像である。ビットマップ画像では、画像中の全ての点、すなわちピクセルの値が与えられる。ラスタ表現は通常、ベクタ表現よりもコンパクト性においてかなり劣り、さらに、通例、より高精細な細部を示すために容易には縮尺されない。したがって、記憶機能が限られた携帯用ハンドヘルドコンピュータを取り扱う場合には、ベクトルデータベースが好ましい。
【００２７】
ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）は、カリフォルニア州サンラファエルのＡｕｔｏｄｅｓｋ， Ｉｎｃ．の製品であるＡｕｔｏｃａｄの．ｄｗｇベクトルデータベースフォーマットを使用することが好ましい。．ｄｗｇファイルフォーマットは、記憶または表示能力が限られたコンピュータでの使用のために設計されたものではなかった。そこで、本実施の形態は、「ＷＰＤ」（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｄａｔａｂａｓｅ）と呼ばれるファイルフォーマットを使用する。「ＷＰＤ」ファイルは、記憶スペース、処理能力、およびプロセッサパワーを過度に必要としないようにシンプルに構成されたファイルである。．ｄｗｇファイルでは、ベクトル空間の座標を指定するために、大きな浮動小数点数が使用されるのに対し、ＷＰＤファイルは、同じ座標を指定するのにより単純な整数表現を使用する。．ｄｗｇファイルは、携帯用ハンドヘルドコンピュータの限られた表示機能を考えると、それ以上の正確さを与えるのに対し、．ｄｗｇの顕著な正確さは要求されない。
【００２８】
線、円などの形状、およびテキストまたは等高面でさえもコンパクトに表現するために、ＷＰＤの仕様は、「操作コード（ｏｐｃｏｄｅ）」として知られている命令コマンドと、「オペランド」と呼ばれる関連する命令パラメータとを使用する。線を引く場所、線を引くときに使用する色、引くべき線の太さ等を、ＷＰＤファイルを読み出すソフトウェアに告げるユニークな操作コードがある。これら操作コードのそれぞれは、異なるオペランドを使用して、ＷＰＤファイルを読み出すソフトウェアに、オブジェクトをどうようにしてどこに描くかを通知する。例えば、線を引くための操作コードと共に使用されるオペランドは、その線の開始ベクトル点および終端ベクトル点を指定する。アプリケーションがＷＰＤファイルを読み出している時、操作コードは、逐次、構文解析される。すなわち、操作コードは、オブジェクトがスクリーンにどのように表示されるべきか、あるいは、コマンドがどのように実行されるべきかに従った年代順に機能する。
【００２９】
ＷＰＤフォーマットのファイルに操作コードおよびオペランドを記憶する場合に、バイナリの形式でのみデータが書き込まれる。本発明は、命令や操作コードをＡＳＣＩＩ文字列で表現する従来技術とは異なる。バイナリ表現を使用することにより、ＷＰＤファイルは極めて小さくなる。コンパクトなバイナリ表現に加えて、ＷＰＤファイルはＬＺ７７圧縮技術を使用して圧縮されてもよい。ＬＺ７７圧縮アルゴリズムは、データストリームの冗長を利用する標準的なメカニズムである。ＬＺ７７圧縮アルゴリズムに関するより多くの情報は、Ｚｉｖ Ｊ．， Ｌｅｍｐｅｌ Ａ．著「Ａ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｄａｔａ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（シーケンシャルデータ圧縮用普遍アルゴリズム）」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ， Ｖｏｌ．２３， Ｎｏ．３， ｐｐ．３３７−３４３）に見ることができる。
【００３０】
データをコンパクトに記憶するためにバイナリの操作コードおよびオペランドを使用するという点では、ＷＰＤの仕様は新しいコンセプトではない。重要な従来技術として、ワシントン州レドモンドのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ， Ｉｎｃ．から出されているＷＭＦ（Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｔａｆｉｌｅ）の仕様、カリフォルニア州サンラファエルのＡｕｔｏｄｅｓｋ， Ｉｎｃ．から出されているＤＸＦ（Ｄｒａｗｉｎｇ ｅＸｃｈａｎｇｅ Ｆｏｒｍａｔ）、同様にカリフォルニア州サンラファエルのＡｕｔｏｄｅｓｋ， Ｉｎｃ．から出されているＤＷＦ（Ｄｒａｗｉｎｇ Ｗｅｂ Ｆｏｒｍａｔ）、および他の多くのものを挙げることができる。これらのいくつかは、例えばＬＺ７７等の圧縮技術を適用さえしている。しかしながら、これら従来技術のいずれも、携帯用ハンドヘルドコンピュータでの使用を考慮していない。また、従来技術は、ネットワークコンポーネントの統合を含む３次元環境およびサーバを介した遠隔監視を行う場合の通信システムの性能を表示する手段を提供していない。
【００３１】
本実施の形態は、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）ツールパッケージソフト内のモジュールとして部分的に存在することが好ましい。ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）内のこのモジュールは、ユーザが、３Ｄ環境の．ｄｗｇデータベースを、．ｄｗｇフォーマットおよび他の描画フォーマットと比較するとメモリおよび処理能力が節約されるコンパクトなＷＰＤファイルにエクスポートできる機能を提供する。．ｄｗｇファイルをエクスポートするために、各建物、木、階、プラント、壁、エレベータ等は、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）の．ｄｗｇファイルの表現からＷＰＤファイル内の対応する表現に変換されなければならない。このような変換は、参照テーブル（ＬＵＴ）を使用して行われるのが好ましい。ＬＵＴでは、．ｄｗｇフォーマットの表現が、ＷＰＤの操作コードおよびオペランドを使用した対応する表現を有する。本実施の形態では、各建物は、ユニークなＷＰＤファイルにエクスポートされる。エクスポートされたファイルは、携帯用ハンドヘルドコンピュータで使用するための実装の準備ができる。
【００３２】
物理的な３Ｄ環境を表現するベクトルフォーマットを十分にサポートすることに加えて、本実施の形態は、環境または建物のラスタ画像しか有しないユーザをサポートする。複数階の建物の３Ｄ表現を構築するために、ユーザは、ともにスタックされた２Ｄラスタ画像の集合を使用することができる。かなり多くのメモリを使用しているにもかかわらず、多くのユーザは、建物の電子ＣＡＤ画像にアクセスできず、スキャンされた設計図または他のラスタ画像を使用せざるを得ないことが判明している。
【００３３】
本発明は、好ましくは、複数階の建物の構内を組織化することを補助する「ビジュアル構内データベース」と呼ばれる新規な管理機能を使用する。図２に示すように、上述したＷＰＤフォーマットを使用すると、ベクトルまたはラスタの２Ｄ画像表現を使用して、上から見下ろす眺めから複数の複数階の建物からなる構内を表示することができる。建物内に入ると、ユーザは、ハンドヘルドコンピュータのディスプレイを見て、所望の建物１４の画像表現をタップまたは選択する。本実施の形態では、選択された建物に関連したＷＰＤファイルの検索場所をハンドヘルドコンピュータのソフトウェアに指示するために、建物のハイパーリンク操作コードが使用される。建物のハイパーリンクを使用することにより、メモリの使用量は減少し、描画時間が改善される。これら２つの特徴は、携帯用ハンドヘルドコンピュータでの動作にとって重要である。
【００３４】
Ｐａｌｍ　ＩＩＩＣ携帯用ハンドヘルドコンピュータが使用される本実施の形態では、ＷＰＤファイルが最初に生成される時に、ＰＤＢ（Ｐａｌｍ ＤａｔａＢａｓｅ）ヘッダ構造が各ＷＰＤファイルの先頭に配置されなければならない。このＰＤＢヘッダは、他の管理ユーティリティの中から、データベースの名前、データベースのタイプ、データベースに関連したアプリケーションが何であるかをＰａｌｍＯＳに伝える。本実施の形態の場合には、各ＷＰＤファイルに、「ＷＰＤＢ」（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｐｏｒｔａｂｌｅ ＤａｔａＢａｓｅ）と呼ばれるデータベースタイプが割り当てられる。作成者ＩＤ、すなわちＷＰＤファイルに関連したアプリケーションには、当該アプリケーションがハンドヘルドコンピュータで使用されることを示す英数字のタグが与えられる。好ましい実施の形態では、Ｐａｌｍ　ＩＩＩＣでの実施用に４文字のタグが使用される。
【００３５】
本実施の形態において、ＷＰＤデータベースは、挿入されたＰＤＢヘッダ構造を有し、拡張子．ｐｄｂを与えられる。そして、．ｐｄｂファイルは、デスクトップＰＣから携帯用ハンドヘルドコンピュータへ転送されて携帯用ハンドヘルドコンピュータに格納される準備が整う。本実施の形態において、デスクトップＰＣから携帯用ハンドヘルドコンピュータへの転送は、Ｐａｌｍ　ＩＩＩＣに提供されるホットシンクドッキングクレードルアクセサリを使用する。
【００３６】
次に図３を参照して、ドッキングクレードル１６は、ＰＣ１８のシリアルポートに接続され、シリアルリンク２０を介して、Ｐａｌｍ　ＯＳアプリケーション（．ｐｒｃファイル）およびデータベース（．ｐｄｂファイル）の転送を可能にする。カリフォルニア州サンタクララのＰａｌｍ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｃ．により提供されるプログラムは、Ｐａｌｍ　ＩＩＩＣをドッキングクレードルに固定した状態で．ｐｄｂデータベースを転送するために使用される。この転送プログラムの使用は、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）内からのバックグラウンドアプリケーションコールによってマスクされ、エンドユーザには気付かれないようになっている。続いて、ユーザは、携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０をドッキングクレードル１６から取り外し、ハンドヘルドコンピュータ１０の動作開始を準備する。もちろん、ハンドヘルドコンピュータ１０とＰＣ１８との間では、シリアルリンク２０以外の手段（例えば他の有線または光接続、無線接続等）によって上記情報が送信可能であることは、当業者に理解されるであろう。本発明において、ハンドヘルドコンピュータ１０は、「サーバ」として動作するＰＣ１８に対して「クライアント」として動作する。本発明では、１つまたは複数のクライアントが存在してもよいし、１つまたは複数のサーバが存在してもよい。さらに、クライアントおよびサーバは、電気もしくは光リンクまたは無線通信を含む様々な方法で相互に情報を転送し、格納し、表示することができる。
【００３７】
図４に示すように、ソフトウェアが符号２２で実行開始されると、システムは、判断ブロック２４で、ビジュアル構内データベースが存在するかどうかをチェックする。構内データベースが存在しないならば、単一の建物のデータベースのリストがブロック２６で与えられる。ビジュアル構内データベース（例えば図２に示すもの）が発見され、ブロック２８で選択されると、ユーザは、ブロック３０で、どの建物に入るかを図を用いて選択する。続いて、ブロック３２で、選択された建物データベースがオープンされ、読み出される。ブロック３４で、デフォルトにより、建物の１階がスクリーンに描画される。なお、ユーザは、例えば、都市や通常マクロセル方式の無線システムによって提供されるサービスエリア等の任意の大きな屋外環境を表現するためにビジュアル構内データベースを使用してもよい。
【００３８】
本実施の形態では、一回に各建物の１つの階のみが表示されることがある。しかしながら、３Ｄの視覚化はより多くの情報をユーザに提供するために使用可能なことが当業者には理解されるであろう。現在の建物の階のリストは、携帯用ハンドヘルドコンピュータのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）でユーザに提供されるのが好ましい。ユーザがある階から他の階に移動するにしたがい、階のリストから現在の階を選択することができる。
【００３９】
図５に示すように、ハンドヘルドコンピュータおよびソフトウェアは、ダブルバッファ法として知られている、現在の階を描画および記憶する方法を使用することができる。ダブルバッファ法は、メモリ３６のオフスクリーンバッファ内に現在の階を描画することを必要とする。本実施の形態では、オフスクリーンバッファは、主ディスプレイ１２のサイズより大きくてもよい。したがって、現在の視界、すなわちビューポート３８は、オフスクリーンバッファ３６内の小さな長方形を占有する。ビューポート３８は、常に、主ディスプレイ１２と同じまたは小さな解像度サイズを有する。ダブルバッファ法を使用することにより、ちらつきおよび見かけの描画時間が減少する。実際の表示スクリーン１２にアクティブなビューポート３８を描画するために、Ｐａｌｍ　ＯＳソフトウェア開発キットを使用して、オフスクリーンバッファ内のデータを表示スクリーンのバッファにコピーする。
【００４０】
本実施の形態において、ユーザは、建物の階内をパン撮りするために、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）のパンボタンを選択する。スクリーンをタップし、スタイラスをドラッグすることにより、ビューポート３８のウィンドウの位置はオフスクリーンバッファ３６内で変化する。ビューポートの座標が変化するにしたがい、スクリーンは、可視領域をディスプレイ上にコピーし直すことにより更新される。画像のズームインまたはズームアウトは、同様の方法で実行される。ユーザがＧＵＩのズームツールボタン（ズームインまたはズームアウトのいずれか）を選択し、スクリーンをタップすると、ビューポートのウィンドウサイズがそれに応じて変更され、スクリーンはタップされた位置を新たな画像の中心にして描き直される。最大ズームレベルは、ビューポートウィンドウが拡大され、ディスプレイウィンドウのピクセル数が、アクティブなビューポートウィンドウ内に含まれるＷＰＤファイルの座標点の個数と一致したときに生じる。ユーザインタフェースボタン４０は、上述したナビゲーションを行うために使用することができる。他の方法として、携帯用コンピュータ１０のスクリーンに、ビューポート３８のズームおよび移動を可能とするソフトキーを表示することもできる。
【００４１】
上述した技術は、他の類似の技術と同様に、複数の複数階の建物からなる複雑なシステムのナビゲーションを容易にする。
【００４２】
壁の密度および材質タイプ、ガラスの厚さ等の建物の材料特性、あるいは、材料製造業者名および製造元も、ＷＰＤファイルに組み込むことができる。建物の階が本実施の形態で表示されると、ユーザは、携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０上で建物のオブジェクトを選択し、そのオブジェクトの特性を直接見ることができる。本実施の形態において、ユーザは、オブジェクトの特性を見るために、当該オブジェクトをタップまたはクリックし、ハンドヘルドコンピュータ１０に表示された編集メニューから「特性」を選択するのが好ましい。続いて、新しいウィンドウ、すなわちＰａｌｍ　ＯＳ技術の「フォーム」が表示され、組み込まれた材料特性、製造業者情報等を表示する。明らかなように、ハンドヘルドコンピュータの表示スクリーン上で材料特性を識別および指定するために、これに代わる他の方法を使用することもできる。重要な特徴は、本発明により考察されているシステムでは、通信ネットワークの配備または最適化の責任を負う技術者が、そのシステム用に検討されたコンポーネントを見ることができ、当該技術者の自由裁量内で、代わりとなるコンポーネントを当該システムに使用するために選択でき、かつ、異なる材料の選択が配備または最適化中のシステムにもたらす効果を示す情報の提供を受けることができるハンドヘルドコンピュータが当該技術者に提供されるということである。
【００４３】
このシステムには、通信ネットワークに特有の情報を組み込んでおくこともできる。例えば、建物のオブジェクトの減衰特性をデータベースに記憶することができる。本実施の形態では、通信ネットワークのコンポーネントをＷＰＤファイルに組み込む手段が指定されている。例えば、基地局、アンテナ、同軸ケーブル、ツイストペアケーブル、光ファイルケーブル、電話線、カプラ、増幅器、イコライザ、ハブ、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、配電コンポーネント等のコンポーネントは、すべてＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）内で指定することができ、本明細書で開示されるようにＷＰＤファイルにエクスポートすることができ、また、ハンドヘルドコンピュータ１０を使用して見ることができる。
【００４４】
好ましくは、１９９９年５月２６日に出願された係属中の出願第０９／３１８，８４２号に示されるように、ユーザは、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）からの部品表を使用して全てのネットワーク特有の資産を管理することができる。上記出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。さらに、物理条件、インストールコスト、コンポーネントコスト、価格低下、保守スケジュール、および重要な設備管理情報のような資産管理データが、記憶され表示されてもよい。部品表情報を携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０上で見るために、組み込まれたネットワークコンポーネントおよび環境におけるそれらの物理的な位置がＷＰＤファイルから抽出され、資産リストにリンクされる。本実施の形態では、ユーザは、ハンドヘルドコンピュータ１０の「ツール」メニュー項目内のＢＯＭビューを選択することにより、資産リストを見ることができる。全てのネットワークコンポーネントのリストは、価格、製造業者、および性能特性のような部分情報と共に表示される。同時に、ユーザは、環境の２Ｄまたは３Ｄ表現内のこのような全てのコンポーネントの位置を見ることができる。
【００４５】
通信システムのコンポーネントを表示および管理できることに加えて、本発明は、フィールドエンジニアが建物または複数の建物からなる構内で作業中にシステム構成を変更することを可能とする。コンポーネントの場所、位置またはパラメータの削除、追加、または編集といった変更が本実施の形態でサポートされている。ネットワークコンポーネントを削除するには、ユーザは、単に、タップまたはクリックを１回行ってオブジェクトを選択し、続いて編集メニューからオブジェクト削除を指定するだけである。コンポーネントを追加するには、ユーザは、編集メニューからオブジェクト追加を選択する。一連のウィンドウダイアログ、すなわちフォームにより、ユーザは、ネットワークコンポーネントの選択をガイドされる。最初のいくつかのフォームは、例えば無線装置、有線電話コンポーネント、光ファイバ資産等のオブジェクトの一般分類を指定する。以後のフォームは、選択されたコンポーネントの一般分類に基づいて、具体的な情報が入力できるように変化する。例えば、無線通信システムでは、基地局がアクティブな階に設置されることがある。同じシステムで、アンテナまたはケーブルシステムを、当該基地局と接続するために設置することができる。コンポーネントが建物システムに追加されるとすぐに、または、コンポーネントが既に存在する場合に、ユーザは、オブジェクトの構成、レイアウト、および特性を編集することができる。ネットワークコンポーネントの特性を編集するには、ユーザは、オブジェクトを２回連続してタップまたはクリックしてもよいし、あるいは、オブジェクトを１回タップまたはクリックしてから、編集メニュー内のプロパティコマンドを選択してもよい。現在のオブジェクトの特性リストが表示される。
【００４６】
可能な場合には、ユーザは、オブジェクトの構成または特性を編集することができる。例えば、アンテナシステムは、３次元の所定の回転を有することがある。好ましい実施の形態では、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ワイヤフレーム３Ｄビューによりアンテナシステムが表示されている間、ユーザは、３つの主空間軸のそれぞれから回転角を選択することにより新しい回転角および方向を指定することができる。具体的には、図６（ａ）は、ソフトキー「ｘ」、「ｙ」および「ｚ」がアンテナの構成を編集するために使用される３次元ビューを示しており、図６（ｂ）は、ソフトキー「ｘ」、「ｙ」および「ｚ」がアンテナの構成を編集するために使用される２つの２Ｄビューを示している。
【００４７】
他のコンポーネントも、選択されたオブジェクトに用意されている変更可能なパラメータに従って、表示された環境を通して編集または移動することができる。これらの編集を行うための技術は、携帯用コンピュータ１０に使用されているソフトウェアに依存する。本発明の重要な特徴は、技術者が、環境モデルを更新するために無線または有線のリンクでサーバと通信する機能を有しながら、通信ネットワークのインストール場所で、その場でパラメータ、コンポーネント、場所、およびコンポーネントの方向を変更できることである。また、携帯用ハンドヘルドコンピュータは、更新された環境モデルおよび変更されたネットワーク構成を記憶および表示する。技術者は、自身が課したか、または、提案した変更の効果を予測する、ハンドヘルドコンピュータにロードされた予測モデルに基づいて、ハンドヘルドコンピュータで瞬時に情報の提供を受けることが好ましい。あるいは、この計算は、ハンドヘルドコンピュータが情報をアップロードするサーバで実行可能であり、計算は実行され、サーバはクライアントコンピュータにその結果をダウンロードする。変更は、１つまたはそれ以上のサーバコンピュータにアップロードすることができるか、あるいは、他の携帯用ハンドヘルドクライアントコンピュータに送信されてもよい（例えば、何人かのエンジニアが同じ場所で通信ネットワークの最適化および／または配備を行っている場合には、そのシステムに複数のハンドヘルドクライアントコンピュータが設けられることがある）。
【００４８】
本実施の形態では、ほとんど全てのオブジェクトが建物の階を見ている間に移動されることもある。次に図７を参照すると、建物のある階の場所に配置された通信コンポーネント４２が、全体が符号４４で示される間取図と共に示されている。コンポーネント４２を移動させるには、ユーザは、所望のオブジェクトの描画された場所をタップまたはクリックすることによりそのオブジェクトを選択する。コンポーネント４２のタイプに従って、一組の変更または変換ハンドルが提供される。全てのオブジェクトは、現在の方向およびレイアウトを維持しながら、画像内でそのコンポーネントの移動に使用される変換ハンドルを有する。例えば、基地局（コンポーネント４２）が選択されると、内部に×を有するボックス４６が当該基地局の隣に表示され得る。ユーザは、ボックス４６をクリックまたはタップし、ポインティングデバイスをドラッグして当該基地局の新たな場所を指定することができる。そのオブジェクトを変換するだけの他のコンポーネントは同様に機能する。
【００４９】
いくつかのコンポーネントは、表示スクリーン上で方向を変えることができる。例えば、ケーブルシステムは、建物内でルート決定されるように変更されることがある。図８に示すように、ユーザには、黒塗りのボックス４８をケーブルシステム５０の各頂点に表示することができる。この黒塗りのボックスをタップまたはクリックし、ポインティングデバイスをドラッグすることにより、頂点の位置が変更される。例示として、図８は、ケーブルの頂点５４に接続された変換ハンドル５２を示している。この変換ハンドル５２により、この頂点を壁５６から移動させることができる。ケーブル５０の端部は、同様に図７に関して上述したように移動可能なコンポーネント５８に接続されている。好ましい実施の形態では、ユーザは、オプションメニューによりサイズ強制制約オプションを付加的に選択して、既存の長さのケーブルの使用を強制してケーブルシステムの変更を行わせることができる。他の技術も、ケーブルの移動および／または再配置等を行うために使用することができる。本発明の重要な特徴は、ケーブルの位置、すなわち「提案された」ケーブルの位置が技術者の携帯用ハンドヘルドコンピュータ上で当該技術者に識別されることであり、また、当該技術者は、ケーブルが配設される建物もしくは他の構造物または地理的エリアの自身の現場での評価に基づいて、ケーブルを代わりの位置に再配置できることである。図７ならびに図６（ａ）および図６（ｂ）に関して説明したように、本発明は、位置および方向の双方を現場で同様の方法により変更することを可能とする。さらに、本発明は、現場にインストールするための様々なコンポーネントの選択（例えば、いくつかの異なるアンテナの一覧表からある特定のタイプのアンテナの選択）を可能とし、これらの選択の全ては技術者により現場で可能となり、これらの変更が通信システム全体にどのように影響するかが技術者に即座にフィードバックされる。実際に使用され、本発明の実施においてモデル化されるであろうコンポーネントのタイプの例としては、基地局、基地局制御装置、増幅器、減衰器、アンテナ、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、コネクタ、スプリッタ、リピータ、カプラ、漏れフィーダケーブル、ハブ、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、配電線、銅線による電気配線、ツイストペアケーブル、および無線アクセスポイントがある。さらに、例えば、光信号をＲＦまたはベースバンド信号に変換する装置といったトランスデューサおよびコンバータがモデル化されることもある。携帯用コンピュータ／サーバの組み合わせは、ハンドヘルドコンピュータを使用するエンジニアにより選択または置換された様々なコンポーネントのコストと性能基準（すなわち部品表）を追跡することもでき、これにより、費用と性能の完全なリストおよび表示を、設計、配備または最適化の過程で得ることができる。
【００５０】
既存のソフトウェアシステムは、ユーザが通信ネットワークシステムを見ることを可能にするかもしれない。しかし、本発明以前には、いずれの従来のシステムも、携帯用ハンドヘルドコンピュータ上で行われる上述した管理を可能にするものではなかった。本発明は、携帯用ハンドヘルドコンピュータシステムが建物、構内エリア、地形のトポグラフィー等の３次元表現を記憶および提供するために使用可能であることを認識し、また、これら表示されたシステムをその場で変更することができ、ダウンロードされたモデルから計算したフィードバックを即座に受けることができる最初のものである。これにより、通信ネットワークの高速かつ効率的な配備および最適化を行うことができる。
【００５１】
図２および図４〜図８を参照すると、本発明が、複数の階の間取図が携帯用コンピュータまたはサーバ（サーバに記憶される場合、携帯用コンピュータがこれら間取図をサーバから検索することができる）のいずれかに記憶されてもよいことを考慮しており、また、これら間取図が携帯用コンピュータに（２Ｄまたは３Ｄのいずれかで）表示可能であることが分かる。エンジニアは、（図２に示すように）１つまたはそれ以上の建物の中から選択することができ、選択された複数階の建物の特定の階の間取図（または平屋の建物の間取図）を携帯用コンピュータのディスプレイに表示することができる。図５に示すように、エンジニアは、続いて、ビューポートを移動させることにより、間取図の異なる部分を選択的に表示することができる。これらの技術は、３次元モデルにモデル化された任意の物理的環境（例えば地形等）に使用可能であることを理解すべきである。
【００５２】
本明細書で熟考されているＷＰＤファイルフォーマットは、完全な建物およびネットワークのデータベース情報を表現することができる。本実施の形態では、ユーザがネットワークコンポーネントの構成を追加、削除、または変更し、この情報をＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）を実行しているコンピュータにアップロードすると、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）ソフトウェアは、全ての必要なデータを備えた．ｄｗｇファイルを完全に再構成して記憶し、これにより、ユーザは、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）のツールをデスクトップＰＣにおける設計にさらに使用することができる。ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）内で．ｄｗｇファイルを再構成するには、ＷＰＤファイルをエクスポートする処理とは逆の処理が行われる。すなわち、上述した参照テーブル（ＬＵＴ）が逆にされ、ＷＰＤファイルに含まれる操作コードおよびオペランドが．ｄｗｇの表現に変換される。
【００５３】
一実施の形態において、ＷＰＤデータベースファイルを携帯用ハンドヘルドコンピュータからデスクトップＰＣであり得るサーバにアップロードするために、ユーザは、デスクトップＰＣに取り付けられたドッキングクレードル内に携帯用ハンドヘルドコンピュータを配置する。ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒのツールパッケージソフトに行われた拡張により、ユーザはインポートプロセスをガイドされる。携帯用ハンドヘルドコンピュータに含まれるＷＰＤデータベースファイルは問合せを受ける。すなわち、デスクトップＰＣソフトウェアは、上述したように、タイプＷＰＤＢとして印を付けられたデータベースファイルのリストを要求する。返されたリストは、選択を行うためにユーザに提示される。本実施の形態では、ユーザにより選択されたデータベースは、携帯用ハンドヘルドコンピュータからデスクトップＰＣにシリアルポートインタフェースを介して転送される。上述した変換プロセスを使用して、．ｄｗｇファイルは、転送された各ＷＰＤファイル用に再構成される。
【００５４】
携帯用ハンドヘルドクライアントと他のクライアントまたはサーバコンピュータとの間でシリアルポートインタフェース（図１に示すシリアルポート６０）を介してデータを転送、表示および記憶できることに加えて、本発明は、図９に示すように、有線または無線のネットワーク媒体により現場のデータを転送、記憶および表示するための新規な方法についても考察している。このような方法を使用すると、フィールドエンジニアは、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）または能力のある他の何らかのソフトウェアを実行しているデスクトップＰＣ１００へ設計変更を伝え、他のエンジニアが実時間またはオフラインで検査することができるようにする。転送されるデータ量を最小にするために、修正変更箇所を追跡する方法を使用することができる。変更されたものとしてマークされたデータのみが通信リンクを介して送信される必要があるように、ＷＰＤファイルフォーマットは変更追跡操作コードを使用することが好ましい。ユーザがＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）または能力のある他の何らかのソフトウェアを実行しているデスクトップＰＣ１００に対して通信リンクをオープンすると、ＷＰＤファイルのコピーがデスクトップＰＣ１００にローカルに記憶され、これにより、携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０２を使用して行われたいずれの変更も、デスクトップＰＣ１００にローカルに記憶されたコピーに融合される。通信リンクがオープンの状態にある間、他のユーザは、デスクトップＰＣのデータベースファイルを変更することができず、複数のユーザが同時にファイルに変更を加えることが防止されている。
【００５５】
移動体ユーザが場所特有の情報を中央のサーバまたは記憶場所に通信できる機能を備えることもでき、また当該機能を備えることが好ましい。Ａｕｔｏｄｅｓｋ， Ｉｎｃ．は、ＯｎＳｉｔｅ技術を開発している。このＯｎＳｉｔｅ技術は、現場の技術者が携帯用ハンドヘルドコンピュータを現場に運び込み、市街地図の地理情報システム（ＧＩＳ）データベースを視覚化することを可能にする。現場の技術者は次に、測量情報をデータベースに入れ、その情報を有線または無線リンクによりサーバに送信することができる。本実施の形態は、本発明が３Ｄ物理的環境情報を現場に送信できる点と、また本発明が複雑な通信ネットワーク情報ならびに測定および予測される性能データを閲覧、操作、記憶、および有線または無線リンクにより別のコンピュータに送信できる点において、このコンセプトを大幅に拡張している。好ましい実施の形態では、位置追跡装置を携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０２に取り付けるか、または、組み込むこともでき、これにより、ユーザの環境内の移動を追跡し、表示することができる。このようなシステムを使用して、現場の技術者は、ある環境をナビゲーションしている間、正確な位置情報を知る。位置追跡装置のいくつかの例には、全地球測位システム（ＧＰＳ）アンテナ、レーザ照準機スキャナ、推測航法システムに基づく傾斜センサ、または現在または将来知られる他の何らかの測位装置が含まれる。インタフェースボックス１０４および１０６により、携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０２とサーバコンピュータ１００との間で、この情報を、他のデータと同様に送信することができる。例えば、技術者が携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０２上で変更を行った後、この情報は、サーバ１００上の通信ネットワークのコンピュータ化モデルを更新するために使用することができる。あるいは、建物情報のファイル、装置情報等が、必要に応じて携帯用ハンドヘルドコンピュータ１０２によりサーバ１００から検索されてもよい。
【００５６】
通信ネットワークのコンピュータ化モデルを設計するために使用可能な多くのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）製品が市場に存在する。利用可能な主な予測およびシミュレーションツールのいくつかは、Ｌｕｃｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ．から出されているＷｉＳＥ、ＥＤＸから出されているＳｉｇｎａｌＰｒｏ、Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｉｎｃ．によるＰＬＡｎｅｔ、Ｅｒｉｃｓｓｏｎから出されているＴＥＭＳ、ＶｉｒｔｕｔｅｃｈのＳｉｍｉｃｓ、ＣＡＣＩ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏ．のＣＯＭＮＥＴ　Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｆｔｗａｒｅ， Ｉｎｃ．のＳＥＳ／Ｓｔｒａｔｅｇｉｚｅｒ、およびＭａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ， Ｉｎｃ．のＮｅｔＭａｋｅｒ　ＸＡである。好ましい実施の形態では、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．から出されているＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）がＣＡＤツールとして使用され、通信ネットワークシステムの性能を予測する。しかしながら、本発明の実施においては、他の設計ツールが使用されてもよいことは理解されるべきである。
【００５７】
携帯用ハンドヘルドコンピュータの計算能力の向上に伴い、強化された予測およびシミュレーション機能が携帯用ハンドヘルドコンピュータで可能となることが予想される。さらに、計算速度を高速にするために、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）または他の何らかの予測ソフトウェアを実行するデスクトップＰＣは、並列に使用されるコンピュータの集合であってもよい。本実施の形態において、携帯用ハンドヘルドコンピュータのソフトウェアは、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）を並列に実行する複数のコンピュータに、ＷＰＤデータベースに含まれる環境情報を送信することができる。通信環境をモデル化するＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）等のシミュレーションまたは予測ツールを使用することにより、本発明は、デスクトップＰＣまたはサーバＰＣから携帯用ハンドヘルドコンピュータを使用するフィールドエンジニアへシミュレーションまたは予測データを通信することを可能とする。本実施の形態において、シミュレーションまたは予測データの通信は、ドッキングクレードルを接続することにより行われてもよいし、前述した有線または無線ネットワーク接続により行われてもよい。予測またはシミュレーションデータは、ＷＰＤの仕様で説明したように、ＷＰＤデータベースファイルに直接組み込まれ、続いて、携帯用ハンドヘルドコンピュータに記憶され表示される。
【００５８】
本発明を使用すると、ユーザは、携帯用ハンドヘルドコンピュータ上の建物データベースマップ内でシミュレーションまたは予測データを見ることができる。シミュレーションまたは予測データは、信号強度、ネットワークスループット、ビット誤り率、パケット誤り率、パケット待ち時間、電力消費量、または現在もしくは将来知られる他の何らかの測定基準として表現することができる。シミュレーションまたは予測データは、オーバレイされたデータポイントのグリッドとして、等しい性能を一致させる一組の等高線として、通信性能を示すために、シミュレーションされたユーザが建物内で追跡された瞬間地点として、または現在もしくは将来知られる他の何らかの表示方法として見ることができる。ネットワーク性能を視覚化するいくつかの方法の例は、１９９９年７月１４日に出願された係属中の米国特許出願第０９／３５２，６７８号に網羅されている。この出願の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【００５９】
通信システムの複雑さまたは規模に関わらず、測定データは、通常、通信システムの設計および動作を確認し、長期に亘る適切な性能を検証するために必要とされる。今日、通信ネットワークの性能を確認するための多くのツールが市場に存在する。無線通信を検証するためのハードウェアおよびソフトウェア製品には、もちろんこれらに制限されるものではないが、Ｅｒｉｃｓｓｏｎから出されているＴＥＭＳ　Ｌｉｇｈｔ、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．のＩｎｄｏｏｒ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．のＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）内のＩｎＦｉｅｌｄｅｒ（商標）コンポーネント、ＳＡＦＣＯのＷａｌｋａｂｏｕｔ（登録商標）、およびＱｕａｌｃｏｍｍのＲｅｔｒｉｅｖｅｒが含まれる。有線ネットワークの性能を監視するツールは無数に存在する。例えば、ＮｅｔＳｙｓ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｔｏｏｌ、ＩＢＭのＮｅｔＶｉｅｗ、ＨＰのＯｐｅｎＶｉｅｗ、ＦｌｕｋｅのＯｎｅＴｏｕｃｈ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ、その他多くのものが含まれる。ＩｎＦｉｅｌｄｅｒ（登録商標）を除く上記製品のいずれも、試験中のネットワークを構成するコンポーネントの正確な物理的位置および電気仕様と性能データとを融合した状態で、ネットワーク性能を遠隔で監視する機能を有しない。ＩｎＦｉｅｌｄｅｒ（登録商標）は、クライアントとサーバとの間のネットワーク性能を測定するために使用可能であるものの、収集された測定データを別のコンピュータにリアルタイムまたは蓄積交換方式で転送する手段を提供しない。表示機能およびメモリサイズが厳しく制限されることがあるハンドヘルド装置では、ハンドヘルド装置のメモリがいっぱいになる前に、ハンドヘルドクライアントからサーバへ測定データをオフロードできる、リアルタイムまたはほぼリアルタイムの転送機構を有することが非常に重要である。サーバでは、受信データをアーカイブし、表示し、システムの健全さの遠隔技術監視のために使用するか、あるいは分析のために使用することができる。また、十分なメモリがあるならば、受信データは送信元のハンドヘルド装置で記憶および表示されてもよい。
【００６０】
有線または無線モデム、有線または無線ＬＡＮアダプタ、携帯電話機等の通信装置のなかには、ネットワークの性能を見抜くために使用することができるものもある。例えば、いくつかの既存の無線ＬＡＮアダプタは、ソフトウェアインタフェースを介してユーザに接続品質を報告することができる。ほとんどの携帯電話機は信号強度を示すことができ、いくつかのものは基地局ＩＤ、ビット誤り率、およびネットワークの性能を示す他の統計値を報告することができる。本発明は、好ましくは、通信ネットワークの性能を１つまたはそれ以上のサーバもしくはクライアントに受動的または自発的に報告するこのような装置の機能を使用する。すなわち、ユーザがハンドヘルドコンピュータ１０２および上述したように通信装置と共に環境内を歩き回るに従い、ソフトウェアは、接続品質、特性、および利用可能な場合には統計値を記録する。処理能力を効率化するＷＰＤファイルフォーマットを使用すると、システムは、有線または無線通信リンクを利用して、記録されたデータを、分析のために他の移動体ユーザまたはデスクトップＰＣ等のサーバに送信する。このようなシステムは、位置情報なしでも使用することができ、単に、歩き回るユーザからの全体的な通信ネットワークの性能および状態を報告する。さらに、ハンドヘルドクライアントは、継続中の周期的なデータ収集、記憶、または転送のために無人状態にすることができる。多くのユーザを本発明と共に現場に送ることにより、例えばスループット、待ち時間、遅延、誤り率、電力消費量、信号レベル、干渉、歪、サービス品質、およびその他のネットワーク性能を示す多数の性能測定サンプルが、ネットワークの状態を監視するために、周期的、断続的、または連続的に収集可能である。
【００６１】
また、本実施の形態は、フィールドエンジニアまたは技術者が、現場に入り、データを収集しながらそれらの位置を活発に報告することを可能にする。次に図１０を参照すると、本発明において、携帯用ハンドヘルドコンピュータ３００を操作するユーザは、例えば、有線または無線ネットワークトランシーバ、ケーブルインテグリティテスタ、信号品質測定装置、ビット誤り率もしくはデータスループット検出器、または現在もしくは将来知られる他の何らかの測定ツール３０２といった通信システム測定装置を取り付けることができる。本実施の形態では、取り付けることができる測定装置の具体例として、こられに限定されるものではないが、携帯電話機と一体化されているＺＫ−ＣｅｌｌｔｅｓｔのＳＡＭ、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．のＷａｖｅＳｐｙ無線スキャナ、ＡｎｒｉｔｓｕのＳｉｔｅＭａｓｔｅｒ　ＭＳ２７１１ハンドヘルドスペクトルアナライザ、Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｖａｒｉｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．のＦｏｘ無線受信機、および無線Ｐａｌｍ　Ｍｏｄｅｍがある。この測定ツールは、インタフェースポート６０にインタフェースケーブル３０４により、あるいは、他の適切な有線または無線接続により接続することができる。
【００６２】
通信測定装置３０２を携帯用ハンドヘルドコンピュータ３００に接続すると、好ましい実施の形態により、技術者は、通信装置による測定収集を開始する前に一連のステップをガイドされる。ユーザは、測定装置が適切にセットアップされるように、特定の装置パラメータを入力すべきである。いくつかの測定機器装置はリアルタイムインタフェースを有し、このリアルタイムインタフェースにより、携帯用ハンドヘルドコンピュータは測定装置に直接インタフェースし、測定装置のオプションおよびパラメータを直接選択することが可能になる。ユーザが装置自体のインタフェースにより手動でオプションを選択することを要求する他の測定装置もある。リアルタイムインタフェースが測定装置３０２に存在する場合には、携帯用ハンドヘルドコンピュータと測定装置との間の通信リンクにより、選択された測定装置に関係するオプションおよびパラメータを送信することができる。別の実施の形態では、図１０に示すように、ＲＳ−２３２シリアルインタフェースケーブル３０４が使用され、携帯用ハンドヘルドコンピュータ３００を測定装置３０２に接続する。しかしながら、当業者は、例えばＵＳＢシリアル、ファイヤワイヤ（ＦｉｒｅＷｉｒｅ）、ブルートゥース（ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ）無線システム、または現在もしくは将来知られる他の何らかの通信リンクといった他の通信リンクも使用可能であることに気付くであろう。図１０に示す本実施の形態では、ＲＳ−２３２シリアル通信が、Ｐａｌｍ ＯＳ Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎの一部として指定されるＰａｌｍ　ＯＳのＮｅｗ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｍａｎａｇｅｒを使用して管理されることが好ましい。このＮｅｗ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｍａｎａｇｅｒは、携帯用コンピュータ３００で実行されているソフトウェアと携帯用ハンドヘルドコンピュータ３００のシリアルポートとの間の通信の低レベルの実施の細部を処理する。Ｐａｌｍ　ＯＳソフトウェア開発キットは、Ｎｅｗ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｍａｎａｇｅｒを使用して、シリアルポートによりデータを送信するファンクションコールを実施する。Ｐａｌｍ　ＯＳのＮｅｗ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｍａｎａｇｅｒ、およびＰａｌｍＦｉｅｌｄｅｒがどのようにしてシリアル接続を使用するかに関するより詳細な内容は、Ｐａｌｍ　ＯＳソフトウェア開発キットの参照ドキュメントの一部として詳述されている。測定装置が携帯用ハンドヘルドコンピュータに接続され、ユーザが測定装置の所望のオプションおよびパラメータを指定するとすぐに、別のサーバまたはクライアントによるデータ収集および遠隔監視が開始可能となる。リアルタイムインタフェースを備えた測定装置を使用すると、ユーザが建物内をナビゲーションし、あるいは、固定した場所に測定装置を置いている間、データ収集をバックグラウンドで実行可能である。測定装置によっては、データは、当該データがいつまたはどこで収集されたかを示す時刻または位置コードを使用してＷＰＤファイルに常時記憶される。測定データがＷＰＤファイルにどのように記憶されるかは、ＷＰＤの仕様に示されている。
【００６３】
同時係属出願第０９／２２１，９８５号に開示されるように、ユーザは、いくつかの方法を使用して現在位置を携帯用ハンドヘルドコンピュータ３００に入力することができる。上記同時係属出願の全内容は参照により組み込まれる。マーカモードでは、ユーザが現在位置をタップまたはクリックすると、１回の測定が、取り付けられたテスト装置を使用して行われる。追跡モードでは、ユーザは、ディスプレイをタップまたはクリックすることにより現在位置を示し、一定速度で直線に歩き、続いて停止位置を示すためにクリックまたはタップする。続いて、移動期間中に収集されたデータは、ユーザが指定したオプションに従って平均化され、かつ、設定された時間間隔または単位距離を使用することにより経路に沿って均等に分散された点でデータベースに記憶されてもよい。
【００６４】
「自動」モードでは、ユーザは、例えばＧＰＳアンテナ、レーザ照準機、推測航法システムに基づく傾斜センサ、または現在もしくは将来知られる位置もしくは位置または動きの変化を検出できる他の何らかの追跡装置等の位置追跡装置を取り付ける。現場のユーザが環境内を動き回る間、受信機から収集された測定値は、取り付けられた追跡装置から収集された位置情報と関係付けられる。このようなシステムは、必要とされるユーザインタラクションを最小にして、大量のデータを記録するために使用することができる。ハンドヘルドクライアントのユーザが環境内の測定データを収集している間、収集されたデータは、遠隔のサーバコンピュータまたは別のクライアントにリアルタイムまたはほぼリアルタイムで送信することができる。そして、測定データは、遠隔のコンピュータにおいて、環境の３Ｄモデルに表示される。また、このデータは、アーカイブおよび分析のために遠隔のコンピュータに記録され、処理される。
【００６５】
ＷＰＤファイルに記憶された測定データは、例えば円、長方形、星形、もしくは他の何らかの形状等の色付きまたはパターン化されたマーカをデータの記録位置に使用することにより、建物マップ上に直接表示することができる。予測またはシミュレーションデータもその建物に対して利用可能な場合には、ユーザが、予測またはシミュレーションデータを実際の測定値の横に表示するよう選択できることが好ましい。また、本実施の形態は、ユーザが、予測またはシミュレーションされたデータと実際の測定データとの相違を示すマーカおよび統計値を建物の画像に直接示すことを可能にする。
【００６６】
ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）ツールパッケージソフトの重要なコンポーネントは、Ｏｐｔｉｍａｔｉｃ（登録商標）モジュールである。このモジュールでは、測定データが、予測モデルおよび予測モデルのパラメータの双方を最適化するために使用される。本発明により考察されている携帯用システムは、エンジニアの判断で現場においてその場で予測モデルおよび予測モデルのパラメータを最適化するために使用するように適合させることができる。図９は、有線または無線通信媒体により測定データを転送するためのシステムを示している。上述した通信リンクを使用して、ＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）または能力のある他のソフトウェアを実行しているデスクトップＰＣサーバが有線または無線通信媒体を介して接続されるので、収集された測定データは、予測またはシミュレーションモデルもしくはモデルパラメータの最適化のためにデスクトップＰＣに送信することができる。デスクトップＰＣが予測またはシミュレーションモデルもしくはモデルパラメータを最適化すると直ちに、更新された予測が行われ、新しい予測が前述した通信リンクにより携帯用ハンドヘルドコンピュータに返信される。携帯用ハンドヘルドコンピュータにより高い処理能力が与えられると、最適化は、携帯用ハンドヘルドコンピュータ上で直接行うことができる。
【００６７】
本発明のシステムは、所定の環境における測定作業の管理を可能にすることが好ましい。何人かの現場の技術者が本発明のシステムを使用して測定データを収集する場合に、各ユーザは、収集されたデータをその現場の他のユーザと交換してもよい。あるいは、本発明の無人動作を利用することができる。このようなシステムは、測定収集が並列に行われることを効果的に可能にすることにより、進行中の測定作業の管理を容易にする。現場で収集された測定データをアップロードするには、前述した有線または無線リンクが使用され、携帯用ハンドヘルドコンピュータからその現場の他の携帯用ハンドヘルドコンピュータまたは他の場所のデスクトップＰＣにデータを送信する。
【００６８】
本発明を使用すると、フィールドエンジニアは、通信ネットワークの実施を成功させるために必要とされる設計、配備、テスト、最適化、および保守サイクルの全体を達成することができる。例示の実施形態は、従来技術を上回る重要な進歩を示し、エンジニアが通信ネットワークを配備し、ネットワーク内で測定を行い、そのネットワークの性能に関する最適化された予測を受信し、通信ネットワークおよび関連するコンポーネントを再構成し、必要とされる時間または労力を最小限にして可能な最大の性能を達成するために全体のサイクルを繰り返している間、フィールドに滞在することを可能にする。
【００６９】
本発明を、好ましい実施の形態に関して説明したが、本発明が併記の特許請求の範囲内でかなりの変形を伴って実施できることは当業者には認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
携帯用ハンドヘルドコンピュータの平面図である。
【図２】
携帯用ハンドヘルドコンピュータに表示されるビジュアル構内データベースの概略図である。
【図３】
データおよび他の情報を交換できる少なくとも１つの携帯用コンピュータおよび少なくとも１つのサーバコンピュータを含む本発明のシステムの概略図である。
【図４】
携帯用コンピュータで使用するファイルを得る場合に使用される、オープンするシーケンスを示すフローチャートである。
【図５】
技術者に表示される情報を高速化するために使用されるダブルバッファ法の概念を示す概略図である。
【図６】
（Ａ）および（Ｂ）はアンテナの構成の編集を３次元で示す携帯用ハンドヘルドコンピュータに示される表示スクリーンである。
【図７】
ハンドヘルドコンピュータのスクリーンに３Ｄで示される間取図内の新たな位置に基地局等のコンポーネントを移動させるための変換ハンドルの使用を示す図である。
【図８】
ケーブル等のコンポーネントがハンドヘルドコンピュータのスクリーンに示される間取図に表示されている間に当該コンポーネントの位置およびレイアウトを変更する機能を示す図である。
【図９】
携帯用ハンドルクライアントコンピュータとサーバコンピュータとの間の通信リンクを示す概略図である。
【図１０】
測定装置を備えた携帯用ハンドヘルドコンピュータを示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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2004505531.tif 000073
【国際調査報告】
2004505531.tif 000074