(57)【要約】コンピュータ化された組織、データベース融合、および特定場所向けの通信システム性能予測モデルを結合する、３次元の通信ネットワークの設計用の技術管理および計画のための方法である（７０、９０、１００、１１０、１２０、１３０）。さまざまなメトリックが、通信ネットワークのレイアウト、配置および設計を最適化するために使用される（９０、１３０）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを設計、配備、または最適化する方法であって、
それぞれが通信ネットワークの性能に影響を与える属性を有することができる複数の異なるオブジェクトを有する空間のコンピュータ化モデルを生成するステップと、
前記空間内における少なくとも１つの選択された場所についての望ましい性能メトリックを設定するステップと、
前記通信ネットワークで使用可能な複数の異なるコンポーネントの性能属性をモデル化するステップと、
前記通信ネットワークで使用される前記複数の異なるコンポーネントからコンポーネントを指定するステップと、
前記コンピュータ化モデルにおける複数の異なるコンポーネントについての前記空間内における場所を指定するステップと、
前記空間内における前記少なくとも１つの選択された場所についての予測される性能メトリックを、前記選択されたコンポーネントおよび前記選択された場所に基づいて予測するステップと、
前記予測される性能メトリックを前記望ましい性能メトリックと比較するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記コンポーネントを指定するステップおよび前記場所を指定するステップは、望ましい比較が前記比較するステップで得られるまで、複数回自動的に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択されたコンポーネントについての構成を指定するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記構成を指定するステップは、前記選択されたコンポーネントの前記空間の前記選択された場所における方向を定義するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記コンポーネントを指定するステップ、前記場所を指定するステップ、および前記構成を指定するステップは、望ましい比較が前記比較するステップで得られるまで、複数回自動的に実行される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記指定するステップで指定される前記コンポーネントの少なくともいくつかは、無線通信コンポーネントである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記無線通信コンポーネントは、アンテナである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記望ましい性能メトリックおよび前記予測される性能メトリックは、受信信号強度、スループット、帯域幅、サービス品質、ビット誤り率、パケット誤り率、フレーム誤り率、パケット廃棄率、パケット待ち時間、ラウンドトリップ時間、伝播遅延、送信遅延、処理遅延、待ち行列遅延、容量、パケットジッタ、帯域幅遅延積、ハンドオフ遅延時間、信号対干渉比、信号対雑音比、物的装置価格、保守要求、価値低下および設置コストからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記空間の前記コンピュータ化モデルは、３次元である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記場所を選択するステップは、グラフィカルインタフェースで実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記場所を指定するステップは、前記選択されたコンポーネントについての場所の属性を指定することによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
通信ネットワークを設計、配備、または最適化する装置であって、
それぞれが通信ネットワークの性能に影響を与える属性を有することができる複数の異なるオブジェクトを有する空間のコンピュータ化モデルを生成する手段と、
前記空間内における少なくとも１つの選択された場所についての望ましい性能メトリックを設定する手段と、
前記通信ネットワークで使用可能な複数の異なるコンポーネントの性能属性のコンピュータ化モデルと、
前記通信ネットワークで使用される前記複数の異なるコンポーネントからコンポーネントを指定する手段と、
前記コンピュータ化モデルの複数の異なるコンピュータについての前記空間内における場所を指定する手段と、
前記空間内における前記少なくとも１つの選択された場所についての予測される性能メトリックを前記選択されたコンポーネントおよび前記選択された場所に基づいて予測する手段と、
前記予測される性能メトリックを前記望ましい性能メトリックと比較する手段と、
を備える装置。
【請求項１３】
前記選択されたコンポーネントについての構成を指定する手段をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記構成を指定する手段は、指定されたコンポーネントの前記空間の選択された場所における方向を定義する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記コンポーネントの少なくともいくつかは、無線通信コンポーネントである、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記無線通信コンポーネントは、アンテナである、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記望ましい性能メトリックおよび前記予測される性能メトリックは、受信信号強度、スループット、帯域幅、サービス品質、ビット誤り率、パケット誤り率、フレーム誤り率、パケット廃棄率、パケット待ち時間、ラウンドトリップ時間、伝播遅延、送信遅延、処理遅延、待ち行列遅延、容量、パケットジッタ、帯域幅遅延積、ハンドオフ遅延時間、信号対干渉比、信号対雑音比、物的装置価格、価値低下、保守要求および設置コストからなる群から選択される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記空間の前記コンピュータ化モデルは、３次元である、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、一般に、通信ネットワークの設計のための技術管理システムに関し、より具体的には、世界の任意の環境（例えば、（都市の中の）建物、キャンパス、建物内の階、または野外のセット等）における通信システムの通信ハードウェアコンポーネントのタイプ、場所、および構成を、当該環境の３次元（３Ｄ）表現を使用し、かつ、決定的な通信システムの性能の維持を確保するように、本明細書で参照される当該環境内の選択されたエリアを利用して最適化するための方法に関する。
【０００２】
［背景説明］
通信ネットワークの性能の重要性は、通信システムの装置、電話システム、携帯電話システム、ページングシステム、またはパーソナル通信ネットワークもしくは無線ローカルエリアネットワークといった新たな無線通信システムおよび技術を設計し、配備しなければならない技術者にとって重要な緊急の設計課題となってきた。無線通信システムに関して、設計者は、無線トランシーバの場所、すなわち基地局セルの場所が、都市全体、オフィス、建物、競技場またはキャンパスに亘って信頼できるサービスを提供できるかどうかを判断するように要求されることが多い。無線システムについての共通の問題は、会議室、地下鉄のトンネル、または路地といった、特有の場所における不十分なカバレージ、すなわち「不感帯」である。現在、屋内の無線ＰＢＸ（構内交換機）システムまたは無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）は、近接した同様のシステムからの干渉により役に立たなくなり得ることが分かっている。半径２キロメートル内の無線カバレージを提供する建物内のマイクロセルデバイスのコストは、減少しており、これら構内システムを設置するＲＦエンジニアおよび技術者の仕事量は、急激に増加している。無線システム用の迅速な技術設計および配備の方法は、費用効率の高い増築にとって極めて重要である。同様に、有線通信ネットワークを構成するさまざまなコンポーネントの構成は、通信システムの残りの部分の全体的な性能に劇的な影響を与える可能性がある。コンピュータネットワークルータの、コンピュータネットワークの他のコンポーネントに関連した物理的な位置および構成は、ネットワーク全体の最適な性能にとって重要である。
【０００３】
無線通信システムにとって、無線信号カバレージの浸透および干渉を解析することは、多くの理由から非常に重要である。設計エンジニアは、既存の屋外の大規模無線システム、すなわちマクロセルが建物または建物群（すなわちキャンパス）の全体に亘る十分なカバレージを提供するかどうかを判断しなければならない。あるいは、無線エンジニアは、ローカルエリアカバレージが他の既存のマクロセルによって十分に補われているかどうか、または、屋内の無線トランシーバ、すなわちピコセルを追加しなければならないかどうかを判断しなければならない。これらセルの配置は、コストおよび性能の双方の観点から重要である。屋外のマクロセルからの信号と干渉する屋内の無線システムが計画進行中であるならば、設計エンジニアは、どれだけの干渉が予想され得るか、および、干渉が建物内または建物群内のどこで現れるかを予測しなければならない。また、設置コストだけでなく装置のインフラコストも最小にする無線システムを提供することも、経済面から非常に重要である。建物内のマイクロセル無線システムが増加するにしたがい、これらの問題点は、体系的かつ反復可能な方法で、迅速に、かつ、容易に、かつ、安価に解決されなければならない。
【０００４】
本発明に関連した、本発明を可能にするいくつかの特許を以下に列挙する。
Ｌ． Ｗ． Ｐｉｃｋｅｒｔｉｎｇ等によって出願された発明の名称「Ｃｅｌｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｏｏｌ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」の米国特許第５，４９１，６４４号、
Ｏ． Ｍａｒｋｕｓによって出願された発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｂｙ Ｃｒｅａｔｉｎｇ ａ Ｍｏｄｅｌ ｏｎ ａ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍａｐ Ａｄｄｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｕｌｔｓ」の米国特許第５，５６１，８４１号、
Ｋ． Ｈ． Ｂｒｏｃｋｅｌ等によって出願された発明の名称「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｆｏｒ Ｒｅａｌｉｓｔｉｃ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ」の米国特許第５，７９４，１２８号、
Ｆ． Ｆｅｉｓｕｌｌｉｎ等によって出願された発明の名称「Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＲＦ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ」の米国特許第５，９４９，９８８号、
Ａ． Ｅｐｈｒｅｍｉｄｅｓ およびＤ． Ｓｔａｍａｔｅｌｏｓによって出願された発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」の米国特許第５，９８７，３２８号、
Ｍ． Ｌｉｒｏｎによって出願された発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」の特許第５，５９８，５３２号、および
Ｇ． Ｓｔｒａｔｉｓ等によって出願された発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」の米国特許第５，９５３，６６９号。
【０００５】
無線通信システムの設計に用いられ、環境のモデルを設計するために使用することができる多くのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）製品が市場に存在する。Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｉｔｏｎｓ社から出されているＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ、Ｌｕｃｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社から出されているＷｉＳＥ、ＥＤＸから出されているＳｉｇｎａｌＰｒｏ、Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社によるＰＬＡｎｅｔ、ＴＥＣ ＣｅｌｌｕｌａｒによるＷｉｚａｒｄ、およびＡＷＥから出されているＷｉｎＰｒｏｐは、このような無線ＣＡＤ製品の例である。しかしながら、実際には、予め存在する建物またはキャンパスに関する情報は、文書フォーマットでのみ利用でき、電磁波の伝搬解析に適した形式で環境を定義するパラメータのデータベースは、容易に存在するものではない。屋内および屋外のＲＦ無線通信システムを計画および実施する目的で、この異なる情報を収集し、データを操作することは、一般に不可能ではないとしても、困難であったし、それぞれの新しい環境は、コンピュータ生成された無線予測モデルと共に処理するには、退屈なマニュアルデータのフォーマッティングを必要とする。ＡＴ＆Ｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｂｒｏｏｋｌｙｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ペンシルベニア州立大学）、Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ、および他の大手研究センターによる最近の研究努力が、論文および技術レポートに記載されている。これらの論文および技術レポートは以下のものを含む。
Ｓ． Ｋｉｍ、Ｂ． Ｊ． Ｇｕａｒｉｎｏ， Ｊｒ．、Ｔ． Ｍ． Ｗｉｌｌｉｓ ＩＩＩ、Ｖ． Ｅｒｃｅｇ、Ｓ． Ｊ． Ｆｏｒｔｕｎｅ、Ｒ． Ａ． Ｖａｌｅｎｚｕｅｌａ、Ｌ． Ｗ． Ｔｈｏｍａｓ、Ｊ． Ｌｉｎｇ、およびＪ． Ｄ． Ｍｏｏｒｅ著の「Ｒａｄｉｏ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｒａｙ Ｔｒａｃｉｎｇ ｉｎ Ｕｒｂａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ａｔ ９０８ ＭＨＺ ａｎｄ １．９ ＧＨｚ」、 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ． ４８， Ｎｏ． ３， Ｍａｙ １９９９、
Ｌ．ＰｉａｚｚｉおよびＨ． Ｌ． Ｂｅｒｔｏｎｉ著の「Ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｓｉｔｅ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｐａｔｈ−Ｌｏｓｓ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ」、 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ． ４８， Ｎｏ． ３， Ｍａｙ １９９９、
Ｇ． Ｄｕｒｇｉｎ、Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、およびＨ． Ｘｕ著の「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ Ｒａｄｉｏ Ｐａｔｈ Ｌｏｓｓ ａｎｄ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｌｏｓｓ Ｉｎ ａｎｄ Ａｒｏｕｎｄ Ｈｏｍｅｓ ａｎｄ Ｔｒｅｅｓ ａｔ ５．８５ Ｇｈｚ」、 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖｏｌ． ４６， Ｎｏ． １１， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９８、
Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、Ｍ． Ｐ． Ｋｏｕｓｈｉｋ、Ｊ． Ｃ． Ｌｉｂｅｒｔｉ、Ｃ． Ｐｅｎｄｙａｌａ、およびＴ． Ｐ． Ｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ著のＲａｄｉｏ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ， ＡＲＰＡ Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｐｏｒｔ， ＭＰＲＧ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＭＰＲＧ−ＴＲ−９４−１２， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， Ｊｕｌｙ １９９５、
Ｈ． Ｄ． Ｓｈｅｒａｌｉ、Ｃ． Ｍ． Ｐｅｎｄｙａｌａ、およびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著の「Ｏｐｔｉｍａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ」、 ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖｏｌ． １４， Ｎｏ． ４， Ｍａｙ １９９６、
Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、Ｍ． Ｐ． Ｋｏｕｓｈｉｋ、Ｃ． Ｃａｒｔｅｒ、およびＭ． Ａｈｍｅｄ著のＲａｄｉｏ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｉｃｏｒｓｙｓｔｅｍｓ， ＭＰＲＧ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＭＰＲＧ−ＴＲ−９５−０８， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， Ｊｕｌｙ １９９５、
Ｍ． Ａｈｍｅｄ、Ｋ． Ｂｌａｎｋｅｎｓｈｉｐ、Ｃ． Ｃａｒｔｅｒ、Ｐ． Ｋｏｕｓｈｉｋ、Ｗ． Ｎｅｗｈａｌｌ、Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅ、Ｎ． Ｚｈａｎｇ、およびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著のＵｓｅ ｏｆ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ Ｍａｐｓ ｗｉｔｈ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｒａｄｉｏ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ Ｕｒｂａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ， ＭＰＲＧ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＭＰＲＧ−ＴＲ−９５−１９， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９５、
Ｒ． Ｒ． ＳｋｉｄｍｏｒｅおよびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著のＡ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｉｎ−Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｏｏｌ， ｍａｓｔｅｒ’ｓ ｔｈｅｓｉｓ， Ｖｉｒｇｉｎｉｔ Ｔｅｃｈ， Ｄｅｐｔ． Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， １９９７、
Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、Ｍ． Ｐ． Ｋｏｕｓｈｉｋ、Ｍ． Ａｈｍｅｄ、Ｃ． Ｃａｒｔｅｒ、Ｂ． Ｎｅｗｈａｌｌ、およびＮ． Ｚｈａｎｇ著のＵｓｅ ｏｆ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ Ｍａｐｓ ｗｉｔｈ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ＧＰＳ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｃｏｖｅｒａｇｅ ｆｏｒ Ｒａｄｉｏ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ Ｕｒｂａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ， ＭＰＲＧ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＭＰＲＧ−ＴＲ−９５−１４， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １５，１９９５、
Ｓ． Ｓａｎｄｈｕ、Ｐ． Ｋｏｕｓｈｉｋ、およびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著のＰｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｐａｔｈ Ｌｏｓｓ ｆｏｒ Ｒｏｓｓｌｙｎ， ＶＡ， ＭＰＲＧ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＭＰＲＧ−ＴＲ−９４−２０， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ９， １９９４、
Ｓ． Ｓａｎｄｈｕ、Ｐ． Ｋｏｕｓｈｉｋ、およびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著のＰｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｐａｔｈ Ｌｏｓｓ ｆｏｒ Ｒｏｓｓｌｙｎ， ＶＡ， Ｓｅｃｏｎｄ ｓｅｔ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＯＲＤ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｎ Ｓｉｔｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ， ＭＰＲＧ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＭＰＲＧ−ＴＲ−９５−０３， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， Ｍａｒｃｈ ５， １９９５、
Ｗ． Ｒｉｏｓ、Ａ． Ｔａｎ、およびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著のＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ Ｏｕｔｄｏｏｒ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｔ １．８ ＧＨｚ， ＭＰＲＧ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ， ＶＡ， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １８， １９９８、
Ｐ． Ｍ． Ｋｏｕｓｈｉｋ、Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、Ｍ． Ａｈｍｅｄ、およびＮ． Ｚｈａｎｇ著の「ＳＩＳＰ−Ａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｏｏｌ ｆｏｒ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ」、Ａｄｖｉｓｏｒｙ Ｇｒｏｕｐ ｆｏｒ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ５７４， Ａｔｈｅｎｓ， Ｇｒｅｅｃｅ， １９９５、
Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＳ． Ｓａｎｄｈｕ著の「Ｒａｄｉｏ−Ｗａｖｅ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｍｅｒｇｉｎｇ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ， Ｖｏｌ． ３６， Ｎｏ． ５， Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９４、
Ｎ． Ｓ． Ａｄａｗｉ、Ｈ． Ｌ． Ｂｅｒｔｏｎｉ、Ｊ． Ｒ． Ｃｈｉｌｄ、Ｗ． Ａ． Ｄａｎｉｅｌ、Ｊ． Ｅ． Ｄｅｔｔｒａ、Ｒ． Ｐ． Ｅｃｋｅｒｔ、Ｅ． Ｈ． Ｆｌａｔｈ、Ｒ． Ｔ． Ｆｏｒｒｅｓｔ、Ｗ． Ｃ． Ｙ． Ｌｅｅ、Ｓ． Ｒ． ＭｃＣｏｎｏｕｇｈｅｙ、Ｊ． Ｐ． Ｍｕｒｒａｙ、Ｈ． Ｓａｃｈｓ、Ｇ． Ｌ． Ｓｃｈｒｅｎｋ、Ｎ． Ｈ． Ｓｈｅｐｈｅｒｄ、およびＦ． Ｄ． Ｓｈｉｐｌｅｙ著の「Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ８００／９００ ＭＨｚ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ」、 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ． ３７， Ｎｏ． １， Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９８８、
Ｍ． Ａ． ＰａｎｊｗａｎｉおよびＡ． Ｌ． Ａｂｂｏｔｔ著のＡｎ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｓｉｔｅ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｔｏｏｌ ｆｏｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ｒｅｇｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｆｌｏｏｒｅｄ Ｉｎｄｏｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ， ｍａｓｔｅｒ’ｓ ｔｈｅｓｉｓ， Ｖｉｒｇｉｎｉａ Ｔｅｃｈ， Ｄｅｐｔ． Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９５、
Ｓ． Ｙ． ＳｅｉｄｅｌおよびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著の「Ｓｉｔｅ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｉｎ−Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ． ４３， Ｎｏ． ４， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９４、
Ｋ． Ｌ． Ｂｌａｃｋａｒｄ、Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、およびＣ． Ｗ． Ｂｏｓｔｉａｎ著の「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｍｐｕｌｓｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖｏｌ． １１， Ｎｏ． ７． Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９３、
Ｒ． Ａ． ＢｒｉｃｋｈｏｕｓｅおよびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著の「Ｕｒｂａｎ Ｉｎ−Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ」、ＩＥＥＥ Ｇｌｏｂｅｃｏｍ， Ｌｏｎｄｏｎ， Ｅｎｇｌａｎｄ， １９９６、
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Ｋ． Ｌ． Ｂｌａｃｋａｒｄ、Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、およびＣ． Ｗ． Ｂｏｓｔｉａｎ著の「Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｏｉｓｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ Ｉｎｄｏｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｔ ９１８ ＭＨｚ， ２．４４ ＧＨｚ， ａｎｄ ４．０ ＧＨｚ」、ＩＣＣ １９９１， ｖｏｌ． １， ｐｐ． ２８−３２， １９９１、
Ｒ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅ、Ｔ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、およびＡ． Ｌ． Ａｂｂｏｔｔ著の「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ｒｅｇｉｏｎ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｆｌｏｏｒｅｄ Ｉｎｄｏｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ： ＳＭＴ Ｐｌｕｓ」、ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖｏｌ． ２． ｐｐ． ６４６−６５０， １９９６、ならびに
Ｍ． Ａ． Ｐａｎｊｗａｉｎｉ、Ａ． Ｌ． Ａｂｂｏｔｔ、およびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著の「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ｒｅｇｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｕｔｉｆｌｏｏｒｅｄ Ｉｎｄｏｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ」、 ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖｏｌ． １４， Ｎｏ． ３， ｐｐ． ４２０−４３０， １９９６。
【０００６】
これらの論文および技術レポートは、通信システムのモデル化における当該技術分野の状態の例示であり、ロスリンやバージニアといった都市環境用のデータベースを得ることが困難であることを示するものであり、参照により本明細書に援用される。上記論文は、測定された信号カバレージ対予測された信号カバレージの調査比較を記載しているが、その研究は、環境データベースを作成するための体系的、反復可能、かつ高速な方法を明示しておらず、その環境内の通信システムの性能をモデル化するために必要とされるさまざまな環境オブジェクトを視覚化し、配置するための方法も報告していない。さらに、引用された研究のいずれも、３次元空間の通信システムを最適に設計するための自動化された方法を提供していない。
【０００７】
十分なシステム性能を提供する通信ネットワークを設計するために利用可能な方法は存在するが、これら公知の方法は、設計者にとって有益ではあるものの、通信システムの性能を予測するのに費用および時間を要し、実時間の形式で適用するにはあまりにも多くの時間を必要としすぎる。
【０００８】
［発明の概要］
本発明の目的は、ある環境における具体的に関心のある多くの定点を選択し、かつ、それぞれの点において望ましい通信システム性能メトリック（例えば、−８５ｄＢｍの受信ＲＦ信号強度、１８ｄＢの信号対干渉比、毎秒５００キロビットのスループット等）を特定する方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、具体的なコンポーネントの製造業者、部品番号、放射特性、およびコスト情報といった情報を提供することができる通信コンポーネントのリストから多くの通信コンポーネントタイプを選択し、かつ、性能予測技術を利用して、選択されたコンポーネントタイプを望ましさの観点から順位付けする方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、通信システムコンポーネントの配置に適した環境内の多くの場所を選択し、かつ、性能予測技術を利用して、これらの場所を望ましさの観点から順位付けする方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、通信コンポーネントの望ましい構成を指定し、かつ、性能予測技術を利用して、これらの構成を望ましさの観点から順位付けする方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、自動化されたシステム性能予測ならびに３次元における通信システムコンポーネントの選択、位置決め、および構成の最適化のための方法を提供することにある。３次元環境における有限個の場所における望ましい通信システム性能メトリック、有限組の通信コンポーネントモデル、当該環境内における通信装置の配置のための有限組の適切な場所、および通信装置の有限組の可能な構成を特定することにより、本発明は、性能予測技術を利用して、通信コンポーネントモデル、場所、および構成のそれぞれの組み合わせの望ましさを順位付けする。
【００１３】
本発明によると、システムは、通信システム設計者が、建物、キャンパス、都市、または他の任意の物理環境の３次元環境を、通信システム性能の予測に適した形式で、電子的に、かつ、動的にモデル化できるように用意される。また、システムは、通信システム設計者が、建物、キャンパス、都市、または他の環境の通信システムを電子的に、かつ、動的にモデル化できるようにも用意される。本方法は、アンテナ（ポイント、全方向性、漏れフィーダ等）、トランシーバ、増幅器、ケーブル、ルータ、コネクタ、カプラ、スプリッタ、ハブ、または任意のベースバンド通信ネットワーク、ＲＦ通信ネットワーク，もしくは光通信ネットワークの一部として利用される他の任意の単一通信ハードウェアデバイスもしくは複合通信ハードウェアデバイス、または上記のものの任意の組み合わせといったさまざまな市販のハードウェアコンポーネントの選択および配置を含み、また、本方法により、ユーザは、それらの配置の影響および他の場所の変動を観測することができるか、または、設計者によって選ばれた点を観察することができる。したがって、システムの実際の実施に先立って、コンポーネントの配置を洗練し、微調整することができ、施設のすべての所要エリアに、十分な通信システムの性能を提供することを確実にし、かつ、「不感帯」として知られるサービスが十分でないエリア、または、「機能停止」として知られる低品質のネットワーク遅延のエリアが存在しないことを確実にする。
【００１４】
通信システムにおける通信コンポーネントの理想的なタイプ、場所および／または構成を素早く決定するための本方法は、通信システム設計者に大きな価値を与え、今日の技術を上回る著しい改良を提供する。
【００１５】
上述したことを達成するために、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。システム性能に影響を与えるか、または、装置を置くことができる場所に影響を与える壁、床、天井、木、丘、群葉、建物、および他の障害物といった環境のさまざまな部分に起因する物理パラメータ、電気パラメータ、および美観パラメータも、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で環境全体を見ることができ、あるいは、ある特定の建物、階、または関心のある他のエリアをズームインすることができる。このシステムの理想的な実施形態は、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ」という題の係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４１号に詳述されている。
【００１６】
環境の３Ｄモデル内における位置は、３次元環境モデルによって定義された空間における２Ｄまたは３Ｄの点、領域、または地域のいずれかになるように定義される。例えば、位置は、１つの点、建物の部屋、建物、都市ブロック、通路等になり得る。位置は、マウスまたは他のシステム入力デバイスを使用して３次元環境内（以下では「境界位置」と呼ぶ）で特定される。そして、望ましい性能メトリックは、それぞれの位置に関連付けられる。性能メトリックは、受信信号強度（ＲＳＳＩ）、スループット、帯域幅、サービス品質、ビット誤り率、パケット誤り率、フレーム誤り率、パケット廃棄率、パケット待ち時間、ラウンドトリップ時間、伝播遅延、送信遅延、処理遅延、待ち行列遅延、容量、パケットジッタ、帯域幅遅延積、ハンドオフ遅延時間、信号対干渉比（ＳＩＲ），信号対雑音比（ＳＮＲ）、物的装置価格、設置コスト、または設計中の通信システムに関連する他の任意の通信システム性能メトリックに関するものとすることができる。再びマウスまたは他のシステム入力デバイスを使用して、通信ハードウェアコンポーネントの配置に適した場所が、モデル化された３次元環境内で特定される。
【００１７】
設計者は、マウスまたは他の入力位置決めデバイスにより、さまざまな市販の通信コンポーネントデバイスを一連のプルダウンメニューから選択し、見ることができる。性能、コスト、価値低下、保守要求、ならびにこれら通信コンポーネントの他の技術的な保守の仕様は、コンピュータに記憶される。この理想的な実施形態は、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍａｎａｇｉｎｇ ａ Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｂｉｌｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４２号に詳述されている。マウスまたは他の入力デバイスを使用して、１つまたは２つ以上の通信ハードウェアコンポーネントを分析のために選択することができる。さらに、それぞれの通信コンポーネントへの入力信号の特性（例えば、入力電力、周波数等）を特定することができる。
【００１８】
その後、システムは、選択された通信コンポーネントの組のすべてについて処理を繰り返す。それぞれの通信コンポーネントは、ユーザによって選択された、通信コンポーネントの配置に適した場所のそれぞれに、システムによって自動的に置かれる。次に、それぞれの場所において、それぞれの通信コンポーネントデバイスは、そのデバイス用の可能な構成の組に自動的に構成される。それぞれの構成について、通信システムの性能予測モデルが実施され、これにより、コンピュータは、境界位置のそれぞれにおける予測される性能メトリックを決定し、予測された性能メトリックを、境界位置について指定された性能メトリックと比較する。それぞれの境界位置における予測された性能メトリックと指定された性能メトリックとの間の平均誤差および標準偏差が、それぞれの構成について記憶される。
【００１９】
すべての反復が終了すると、システムは、コンピュータスクリーンおよび／または印刷物に表形式で結果を表示し、かつ／または、コンピュータカードもしくはディスクといったメモリデバイスにデータを記憶する。表形式の結果では、それぞれの通信コンポーネントは、計算された平均誤差および標準偏差と共にそれぞれの位置および構成に記入される。設計者は、表形式の出力を任意の形式にソートすることができる。設計者は、マウスまたは他の入力デバイスによってテーブルのエントリを選択することにより、選択された通信コンポーネントを、テーブルのエントリで指定された場所および構成で３次元環境に自動的に追加し、置くことができる。
【００２０】
上記目的および他の目的、特徴ならびに利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な記載を、図面を参照して読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【００２１】
［本発明の好ましい実施形態の詳細な説明］
本発明は、施設内における最適な通信装置のモデル、位置、および構成を決定するための自動化された方法およびシステムを設計エンジニアに提供することにより、従来技術を上回る劇的な改良を示す。本発明によって取られる一般的な方法について、以下に詳細に説明する。
【００２２】
本方法を使用すると、今すぐに、施設内における通信ハードウェア装置の理想的な配置および構成を自動化された形式で決定することが可能となる。本実施形態は、具体的には、バージニア州ブラックスバーグのＷｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ社から販売されている製品であるＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）パッケージソフトと共に使用するように設計されている。しかしながら、本方法は、現在知られている他の製品または発明される他の製品のいずれかと共に使用できることは、当業者に明らかであろう。
【００２３】
次に、図１を参照して、３次元（３Ｄ）の建物間取のレイアウトの簡易化した例が示されている。本方法は、以下に施設と呼ぶ、建物、または複数の建物の集合ならびに／もしくは周囲の地形および群葉の３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）レンディションを使用する。しかしながら、図を簡易にするために、１つの建物の１つの階を表す３Ｄ図形が使用される。図２を参照して、図１と同じ建物間取図のレイアウトが、上から下を見た２次元（２Ｄ）透視図法を提供するように調整された視点で示されている。以下の図は、簡易化のために、この上から下を見た透視図法を使用することとする。次に図２を参照して、外壁２０１、内壁２０２および床２０３といった環境内のさまざまな物理オブジェクトには、通信システムの性能に関連した適切な物理に関する値、電気に関する値、および美観に関する値が割り当てられる。例えば、無線通信システムの性能の目的で、外壁２０１に１０ｄＢの減衰損失を与えることができ、内壁２０２に３ｄＢの減衰損失を与えることができ、窓２０４は、２ｄＢのＲＦ透過損失を示すことができる。これらの損失は、これらの壁の１つを横切る電磁波信号が、それぞれの壁に割り当てられた量だけ減衰されることを意味する。減衰に加えて、障害物２０１、２０２、２０３、および２０４には、反射率、表面粗さ、または電磁波の伝搬予測もしくは通信システムの性能予測に関連した他の任意のパラメータを含む他の特性が割り当てられる。３Ｄ環境データベースは、多数の方法によって構築することができる。好ましい方法は、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ」という題の係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４１号（整理番号２５６０１５ＡＡ）に開示されている。
【００２４】
推定される隔壁の電気特性は、既に公表され、現場の経験から推論される広範囲にわたる測定から抽出することができる。または、ある特定のオブジェクトの隔壁の損失は、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃｒｅａｔｉｎｇ ａ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｄａｔａｂａｓｅ ｏｆ ａ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ」という題の係属中の米国特許出願第０９／２２１，９８５号（整理番号２５６００２ａａ）に記載された方法と本発明を組み合わせて使用することにより、直接測定することができ、すぐに最適化することができる。適切な物理パラメータおよび電気パラメータが一旦指定されると、任意の所望の数のハードウェアコンポーネントを３Ｄ建物データベースに配置することができ、受信信号強度（ＲＳＳＩ）、スループット、帯域幅、サービス品質、ビット誤り率、パケット誤り率、フレーム誤り率、パケット廃棄率、パケット待ち時間、ラウンドトリップ時間、伝搬遅延、送信遅延、処理遅延、待ち行列遅延、容量、パケットジッタ、帯域幅遅延積、ハンドオフ遅延時間、信号対干渉比（ＳＩＲ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、物的装置価格、設置コスト、価値低下および保守要求または他の任意の通信システム性能メトリックを、さまざまな性能予測技術を使用して予測することができ、ＣＡＤ図面に直接描画することができる。トラフィック容量分析、周波数計画、共通チャネル干渉分析、コスト分析、および他の同様の分析は、本発明において実行可能である。当業者は、他の通信システム性能メトリックを、既知の方程式および技術を通じて容易に組み込むことができる方法を理解することができる。
【００２５】
無線通信システムの性能を望ましい環境で予測するために使用される数学的な性能モデルは、前に引用した技術レポートおよび論文、ならびにバージニア州ブラックスバーグ２０００のＷｉｒｅｌｅｓｓ Ｖａｌｌｅｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９５／９８／ＮＴ／２０００用のＳｉｔｅＰｌａｎｎｅｒ（登録商標）２０００のＵｓｅｒ’ｓＭａｎｕａｌに記載されたモデルといった多くの予測技術モデルを含むことができる。このＵｓｅｒ’ｓＭａｎｕａｌは、参照によりこの明細書に組み込まれる。当業者には、他のシステム性能モデルをこの方法に適用する方法が明らかであろう。
【００２６】
同様にして、無線通信システムの性能を望ましい環境で予測するために使用される数学的な性能モデルは、多くの予測技法を含むことができる。
【００２７】
本発明の本実施形態では、設計者は、いくつかのレベルの通信システムの性能が望ましいかまたは決定的である３Ｄ環境データベースにおける場所を特定する。これらの場所は、「境界位置」と呼ばれ、３次元空間における点である。設計者は、３Ｄ環境データベースにおける望ましい場所をマウスまたは他の入力デバイスにより視覚的にポイントし、および／または、クリックすることによりこの点を特定する。このような境界位置を、建物の他の階、屋外、または別個の建物内を含む３Ｄ環境全体の任意の場所に任意の個数、配置することができる。図３は、境界位置および望ましい性能メトリックが３０１として記入された施設のレイアウトを示している。例えば、このような境界位置は、無線通信システムの性能を予測する目的で、モデル化された３Ｄ環境のいずれの場所であってもよく、すなわち、電話のウォールジャック、イーサネットポート、または有線通信ネットワークへの他の物理接続を特定することができる。本発明の本実施形態における境界位置の表示は、望ましい性能メトリックを明記したテキスト文字列、その色および／または高さが望ましい性能メトリックに対応した色付きの円筒図形エンティティ、または図３に示すように色付きの星印の形態を取るが、当業者ならば、境界位置を他の形式で特定し、表現できる方法を理解できるであろう。さらに、Ｈ． Ｄ． Ｓｈｅｒａｌｉ、Ｃ． Ｍ． ＰｅｎｄｙａｌａおよびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著の「Ｏｐｔｉｍａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｖｏｌ． １４， ｎｏ．４， Ｍａｙ １９９６に記載されているようなアルゴリズムにより、または、「ベスト推測」の初期化を介して、無線通信システムの境界条件を自動的に決定することができる。
【００２８】
次に、図４を参照すると、さまざまな通信システムハードウェアコンポーネントの選択ウィンドウが示される。図４は、本発明の本実施形態で表示されるグラフィカル選択ウィンドウを示している。このグラフィカル選択ウィンドウにより、設計者は、表示された利用可能モデル４０１のリストから１つまたは２つ以上の通信コンポーネントモデルを選択することができる。設計者は、製造業者、部品番号、説明、放射特性、コスト、または他の多数の選択基準に基づいて通信ハードウェアコンポーネントを選択することができる。利用可能通信コンポーネントモデル４０１のリストは、本発明の本実施形態で保持される通信システムコンポーネントの電子データベースから取り出される。この利用可能通信コンポーネントモデル４０１のリストは、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍａｎａｇｉｎｇ ａ Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｂｉｌｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」という題の係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４２号（整理番号２５６０１６ａａ）、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｏｒ Ｄｅｐｌｏｙｉｎｇ ａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｈｉｃｈ Ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ」という題の係属中の米国特許出願第０９／６５２，８５３号、ならびにＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ、Ｒ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅ、およびＥ． Ｓ． Ｒｅｉｆｓｎｉｄｅｒによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｐｌｏｙｉｎｇ ａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｈｉｃｈ Ａｌｌｏｗｓ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」という題の係属中の米国特許出願第０９／６３２，８５３号、およびＴ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｐｌｏｙｉｎｇ ａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｈｉｃｈ Ａｌｌｏｗｓ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」という題の係属中の米国特許出願第０９／６３３，１２２号に十分詳述されている。通信システムコンポーネントのデータベースは、それぞれのハードウェアコンポーネントについて、物的コスト、設置コスト、および価値低下といった詳細な電気機械、美観、および予算に関する情報を保持し、通信システムの設計および配備だけでなく、施設および資産の管理を含む用途に理想的に適している。設計者は、マウスまたは他のシステムポインティングデバイスを使用して、図４に示す利用可能通信コンポーネントモデル４０１のリストから１つまたは２つ以上のエンティティを選択することができる。選択されたエンティティ４０２は、選択されていないエンティティと区別するために陰影を付けて表示される。
【００２９】
本発明の本実施形態では、設計者は、通信ハードウェア装置の配置に適した３Ｄ環境データベースにおける１つまたは２つ以上の場所を特定することができる。これは、３Ｄ環境データベースの所望の場所をマウスまたは他の入力デバイスによりポイントおよび／またはクリックすることにより行われる。所望の場所は、モデル化された３Ｄ環境データベース内のいずれの場所も指定することができ、建物の他の階、屋外、または他のモデル化された建物内を含む。図５は、特定された境界位置５０１および特定された可能な通信コンポーネントの場所５０２の双方を含む簡易化した建物レイアウトを示している。当業者ならば、境界位置および可能な通信コンポーネントの場所の双方の図形識別子を、図５に示すものと異なる他の方法で特定し、表す方法を理解できるであろう。
【００３０】
あるいは、設計者は、可能な通信ハードウェアの配置場所を指定しないことを選び、その代わりに、可能な場所をシステムに自由に選択させることを選ぶことができる。この場合、設計者は、マウスまたは他のコンピュータポインティングデバイスを使用して個々の場所を特定するのではなく、３Ｄ環境データベースの上に重ねられた３次元グリッドの粒度を指定する。３次元グリッド上のそれぞれの点は、通信コンポーネントシステム装置の配置が可能な場所として取り扱われる。例えば、５フィートの粒度を有する３次元グリッドを特定することにより、それぞれの場所は、周囲の場所から正確に５フィートとなり、設計者は、３Ｄ環境データベース全体を３次元で橋渡しする一組の可能な通信コンポーネント装置の場所をシステムに自動的に選択させることができる。さらに、無線通信システムの装置の場所は、Ｈ． Ｄ． Ｓｈｅｒａｌｉ、Ｃ． Ｍ． ＰｅｎｄｙａｌａおよびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著の「Ｏｐｔｉｍａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｖｏｌ． １４， ｎｏ．４， Ｍａｙ １９９６に記載されているようなアルゴリズムにより、または、「ベスト推測」の初期化を介して、自動的に決定することができる。当業者ならば、３次元環境モデル内の一組の場所を選択するための他の自動化技法を説明するためにこのコンセプトをどのように拡張できるかを理解できるであろう。
【００３１】
あるいは、３Ｄ環境データベース内のシステムによって、通信システム全体をモデル化することもできる。前述した通信コンポーネントの電子データベースに記述されたコンポーネントから取り出すと、設計者は、３Ｄ環境データベース内の通信ハードウェアコンポーネントを視覚的に位置付けることができる。これらのハードウェアコンポーネントは、これらに限定されるものでないが、基地局、リピータ、増幅器、コネクタ、スプリッタ、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、通信コンポーネント、ルータ、ハブ、漏れフィーダケーブルまたは放射ケーブル、もしくは任意のベースバンド通信ネットワーク、ＲＦ通信ネットワーク、もしくは光通信ネットワークの一部として利用される他の任意の単一通信ハードウェアデバイスもしくは複合通信ハードウェアデバイス、または上記のものの任意の組み合わせを含む。システムは、通信システムコンポーネント間の相互接続を記録および管理し、図６に示すように、３Ｄ環境データベース上に重ねられた結果の通信システムを表示する。図６を参照すると、基地局６０１は、建物内に位置付けられ、ある長さの同軸ケーブル６０２および通信コンポーネント６０３が当該基地局に接続されている。通信ハードウェアコンポーネントを選択し、位置付けし、かつ相互接続するこの技術の理想的な実施形態は、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅにより提出された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍａｎａｇｉｎｇ ａ Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｂｉｌｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」という題の係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４２号（整理番号２５６０１６ａａ）に詳述されている。このようなシステムを与えられると、既存の通信システムは、３Ｄ環境データベースに配置され、かつモデル化されているので、設計者は、通信装置の他の可能な場所を特定するのではなく、あるいは、特定することに加えて、既存の通信システムの通信コンポーネントの現在の場所を使用することを選んでもよい。これは、マウスまたは他のコンピュータ入力ポインティングデバイスを使用して、３Ｄ環境データベース内の既存の通信コンポーネントの場所を選択することにより行われる。
【００３２】
図４で選択されたそれぞれの通信コンポーネントモデルについて、当該通信コンポーネントへの対応する入力信号を指定することができる。本システムの本実施形態では、設計者によって選択されたそれぞれの通信コンポーネントについて、対応する入力信号の動作電力および動作周波数および動作帯域幅を指定することができる。例えば、設計者は、選択された通信コンポーネントモデルの１つまたは２つ以上が無線通信システム用に０ｄＢｍの入力信号電力を有し、１９５０ＭＨｚで動作すると見なされるように指定することができる。当業者ならば、現在のシステムに追加の入力信号特性を容易に組み込むことができる方法を理解できるであろう。あるいは、選択された通信コンポーネントの位置が、このシステムによって３Ｄ環境にモデル化された既存の通信コンポーネントの位置と一致するならば、既存の通信コンポーネントの入力信号特性が利用される。例えば、設計者が、通信システムを３Ｄ環境内にモデル化したならば、通信コンポーネントへの入力信号の現在の特性は、現在の通信システムの構成によって定義され、設計者が入力信号の特性を手動で指定するのではなく、入力信号として利用することができる。
【００３３】
図４における選択されたそれぞれの通信コンポーネントについて、設計者は、可能な構成の組を限定し、そうでなければ制限することもでき、この可能な構成の組に通信装置を配置することができる。ここで、構成は、具体的な方向、回転、物理的配置または他のデバイスもしくは障害物の近傍、手動スイッチもしくは調整の設定、または電気スイッチもしくは調整の設定、または通信ハードウェアデバイスに関連した他の任意の形式の構成を定義することができる。制限は、個々の構成ごとに実行することができる。これにより、設計者は、実行可能な構成、すなわち可能な回転角の範囲として規定可能な一組の構成を具体的に特定することができる。あるいは、設計者は、可能な構成の組に制限をしないこともできる。この場合に、システムは、その特定のデバイスの特性に基づいて、有限組の可能な構成を自動的に定義することとなる。例えば、無線通信システムに使用される、選択されたアンテナコンポーネントについて、すべての可能な構成の組は、すべての座標軸の回りの一組の等間隔の回転である。
【００３４】
次に、図７を参照すると、本発明の一般的な方法が示されている。所望の環境の性能予測モデルが実行可能になる前に、機能ブロック７０において、その環境の３Ｄ電子表現が生成されなければならない。３Ｄの建物または環境のデータベースを生成するための好ましい方法は、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ」という題の係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４１号（整理番号２５６０１５ＡＡ）に開示されている。その結果生成される定義は、特別にフォーマットされたベクトルデータベースフォーマットを利用する。データベース内の線およびポリゴンといった図形エンティティの配列は、環境内の障害物／隔壁に対応する。例えば、３Ｄデータベースの線は、モデル化された環境における壁、ドア、木、建物壁、または他のある障害物／隔壁を表すことができる。
【００３５】
無線通信システムの性能および電磁波伝搬の観点からすると、環境におけるそれぞれの障害物／隔壁は、いくつかの電磁気特性を有する。電磁波信号が物質の表面を横切るとき、いくつかの事が起こる。ある割合の電磁波は、表面で反射し、変更された軌道に沿って伝搬を続ける。ある割合の電磁波は、表面を透過するか、または表面で吸収され、そのコースに沿って伝搬を続ける。電磁波のある割合は、表面に衝突すると散乱される。障害物／隔壁に与えられた電磁気特性は、この相互作用を定義する。それぞれの障害物／隔壁は、減衰定数、表面粗さ、および反射率を含むパラメータを有する。減衰定数は、無線信号が所定の障害物に衝突した時に失う電力量を決定する。反射率は、障害物から反射される無線信号の量を決定する。表面粗さは、所定のタイプの障害物に衝突した時に、無線信号のどれだけの量が散乱され、かつ／または分散されるかを求めるために使用される情報を提供する。
【００３６】
無線通信システムの性能の観点からすると、環境における障害物（壁、ドア、通路、建物、木、道路など）のサイズ、位置、および材料組成は、通信装置を配置しても良い可能な場所およびユーザがネットワークに接続しても良い場所を決定する。例えば、建物のおける壁の配列は、イーサネットポートの配置または導入される有線コンピュータネットワークへの他の物理接続の配置を決定することができる。
【００３７】
機能ブロック９０において、設計者は、マウスまたは他のコンピュータポインティングデバイスを使用して、施設の３Ｄ環境モデル内において、ある性能メトリックが望ましい１つまたは２つ以上の場所を特定することができる。以下では、選択された位置を境界位置と呼ぶこととする。この境界位置は、建物の他の階、他の建物、および外部を含む、その施設の３Ｄ環境モデル内のどの場所に存在しても良い。例えば、このような境界位置は、無線通信システムの性能を予測する目的でモデル化された３Ｄ環境のいずれの場所であってもよく、電話のウォールジャック、イーサネットポート、または有線通信ネットワークへの他の物理接続を特定することができる。それぞれの境界位置について、設計者は、１つまたは２つ以上の所望の性能メトリックもリストする。これらの性能メトリックは、これらに限定されるものではないが、受信信号強度（ＲＳＳＩ）、スループット、帯域幅、サービス品質、ビット誤り率、パケット誤り率、フレーム誤り率、パケット廃棄率、パケット待ち時間、ラウンドトリップ時間、伝搬遅延、送信遅延、処理遅延、待ち行列遅延、容量、パケットジッタ、帯域幅遅延積、ハンドオフ遅延時間、信号対干渉比（ＳＩＲ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、物的装置価格、設置コスト、または他の任意の通信システム性能メトリックを含む。
【００３８】
機能ブロック１００において、設計者は、通信コンポーネントの配置に適した３Ｄ環境内の場所を特定することができる。これは、マウスまたは他のコンピュータポインティングデバイスを使用して行われる。選択された場所は、建物の他の階、他の建物、および外部を含む、モデル化された３Ｄ環境内のいずれの場所に存在してもよい。
【００３９】
機能ブロック１１０において、設計者には、図４と同様の通信ハードウェアコンポーネントのリストが提示される。この通信ハードウェアコンポーネントのリストは、通信ハードウェアデバイスのデータベースから取り出される。その好ましい実施形態は、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍａｎａｇｉｎｇ ａ Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｂｉｌｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」という題の係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４２号（整理番号２５６０１６ＡＡ）に詳述されている。設計者は、マウスまたは他のコンピュータポインティングデバイスを使用して、提示された通信コンポーネントのリストから１つまたは２つ以上のエントリを選択することができる。選択された組の通信コンポーネントは、設計者が望ましいと感じる１つまたは２つ以上の通信コンポーネントのモデルおよび／または通信コンポーネントタイプを表す。このようにして選択されたそれぞれの通信コンポーネントは、その通信コンポーネントの機能を定義する動作パラメータを有する。例えば、コンピュータネットワークのルータは最大トラフィック負荷を有する一方、アンテナは、無線信号が当該アンテナから送信される形式を定義する特有の放射パターンを有する。この情報は、通信ハードウェアデバイスのデータベースから得られる。
【００４０】
機能ブロック１１０において選択されたそれぞれの通信コンポーネントモデルおよび／または通信コンポーネントタイプについて、設計者は、その通信コンポーネントの妥当な構成の組を指定することができる。機能ブロック１２０において、設計者は、デバイスの具体的な設定を特定することにより、一組の構成を具体的に選択することができる。すなわち、設計者は、可能な設定の範囲を特定することにより、望ましい構成の範囲を特定することができる。例えば、選択されたデバイスがアンテナであったならば、このアンテナの可能な構成は、座標軸に関するアンテナの方向を含むことができる。この場合、設計者は、アンテナの回転角の妥当な範囲として、Ｘ軸の回りに反時計方向に３０〜４５度を指定することができる。
【００４１】
機能ブロック１３０において、設計者は、機能ブロック１１０において選択された通信コンポーネントのそれぞれについての入力信号特性を特定する。入力信号特性は、通信システムから通信コンポーネントに入力される通信信号の入力電力、周波数、変調、スループット、到着レート、および他の特徴を定義する。通信コンポーネントのこの特性および構成は、入力信号に基づく通信コンポーネントの反応を定義し、したがって、通信コンポーネントからの出力に対する影響およびその結果としての通信システムの性能に対する影響を定義する。
【００４２】
当業者ならば、本発明の全体的なコンセプトが同じ範囲内で、図７の機能ブロックの順序をどのように変更可能であるかが理解できる。
【００４３】
図７〜図１２を参照すると、異なる図面における同じ番号の機能ブロックは、同じ機能を示しており、方法論の相違は、異なる番号を付けられた機能ブロックによって示される。
【００４４】
次に、図８を参照すると、本発明の代替方法が示されている。施設の３Ｄ環境モデルが機能ブロック７０で構築される。その後、機能ブロック９０において、境界位置が特定される。しかしながら、３Ｄ環境モデル内で通信ハードウェアコンポーネントの配置に適した具体的な位置を特定する代わりに、設計者は、環境モデル内において一組の３Ｄの等間隔の位置を自動的に選択することを選んでもよい。機能ブロック９５において、設計者は、自動的に選択される位置の間隔を特定する精度係数を指定する。例えば、設計者は、５フィートの精度を指定することができる。次に、本発明は、３Ｄ環境モデルを３Ｄグリッドの点で覆う。ここで、それぞれの点は、設計者によって入力された精度係数に基づいて、隣接するすべての点から等間隔になっている。例えば、本発明は、それぞれの点が、隣接するすべての点から正確に５フィートである３次元グリッドの点によって環境モデルを自動的に覆う。次に、精度係数の選択により生成される３Ｄグリッドを構成する点は、通信コンポーネントの配置に適していると見なされる場所の組となるように、本発明により自動的に選択される。次に、設計者は、前述したように、機能ブロック１１０において、所望の組の通信コンポーネントモデルおよび／または通信コンポーネントタイプを特定することができ、機能ブロック１２０において、選択された通信コンポーネントの可能な構成の組を特定することができ、機能ブロック１３０において、選択された通信コンポーネントに対する入力信号特性を特定することができる。
【００４５】
次に、図９を参照すると、本発明の代替方法が示されている。図９において、機能ブロック７０、９０、１００、および１１０は、前述したものと、形式および機能の点で同一である。機能ブロック１１５において、設計者は、選択された通信コンポーネントについて、可能なすべての構成を許可することを選ぶことができる。この場合、本発明は、通信コンポーネントの可能な設定を表す有限組の構成を自動的に選択する。設計者は、前述したように、機能ブロック１３０において、選択された通信コンポーネントについての入力信号特性を指定することができる。
【００４６】
次に、図１０を参照すると、本発明の代替方法が示されている。図１０において、機能ブロック７０、９０、９５、１１０、１１５、および１３０は、前述したものと同一である。図１０に詳細に示される方法は、設計者が、機能ブロック９５における環境モデル内の３Ｄの一組の等間隔の位置の自動的な選択を、機能ブロック１１５における可能な通信コンポーネントの構成の自動選択と組み合わせる方法である。
【００４７】
次に、図１１を参照すると、本発明の代替方法が示される。機能ブロック７０において、施設の３Ｄ環境モデルを構築した後、次に、ユーザは、３Ｄ環境モデル内に通信システムのモデルを位置付ける。機能ブロック７５において、通信コンポーネントおよび他のタイプの通信システムコンポーネントが、通信ハードウェアデバイスのコンポーネントデータベースから選択される。この通信ハードウェアデバイスは、さまざまな市販のデバイスを含んでいてもよい。それぞれのハードウェアコンポーネントは、３Ｄ環境内の所望の場所、例えば、建物の階の具体的な部屋または建物の前にある旗竿の上に配置される。任意の個数の他のコンポーネントおよびデバイスを、それぞれの通信コンポーネントシステム内に、または、それぞれの通信コンポーネントシステムに接続して、作成し、配置することができる。これらのコンポーネントは、これらに限定されるものではないが、ケーブル、漏れフィーダ通信コンポーネント、スプリッタ、コネクタ、ルータ、ハブ、増幅器、または任意のベースバンド通信ネットワーク、ＲＦ通信ネットワーク、もしくは光通信ネットワークの一部として利用される他の任意の単一通信ハードウェアデバイスもしくは複合通信ハードウェアデバイス、または上記のものの任意の組み合わせを含む。通信ハードウェアデバイスのコンポーネントデータベース、ならびに、コンポーネントを選択、配置、および相互接続して通信システムのモデルを３Ｄ環境に形成する方法の好ましい実施形態は、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍａｎａｇｉｎｇ ａ Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｂｉｌｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４２号（整理番号２５６０１６ＡＡ）に詳述されている。図６は、３Ｄ環境モデル内に位置付けられた簡単な無線通信システムの図を表している。
【００４８】
図１１において、設計者は、機能ブロック９０で、前述したように、境界位置を位置付けることができる。機能ブロック１０５において、設計者は、３Ｄ環境モデル内に位置付けられた通信コンポーネントのリストを機能ブロック７５から受け取り、当該リストから選択を行う。３Ｄ環境モデル内において選択された通信コンポーネントの位置は、可能な通信コンポーネントの場所の組として機能する。図面に既に位置付けられている通信コンポーネントのリストから選択することにより、設計者は、それら既存の通信コンポーネントが３Ｄ環境モデル内に存在する場所を利用することに本発明を制限している。次に、入力信号特性が、３Ｄ環境モデルにおいて選択された既存の通信コンポーネントに対する現在の入力信号となるように、本発明により自動的に決定される。例えば、設計者が、機能ブロック１０５において、３Ｄ環境モデルに既に存在する、ある特定の通信コンポーネントを選択すると、選択された通信コンポーネントの位置が、可能な通信コンポーネントの場所の組に加えられ、選択された通信コンポーネントの入力信号特性が、それらを指定する必要がある設計者に代わって使用される。この入力信号特性は、選択された通信コンポーネントが一部をなす通信システムの現在の構成および設定に基づいて定義される。機能ブロック１１０および１２０は、前述したように続行され、前記方法と同一である。
【００４９】
次に、図１２を参照すると、本発明の代替方法が示される。図１２において、機能ブロック７０、７５、９０、１０５、１１０および１１５は、前述したものと同一である。図１２に詳述される方法は、設計者が、機能ブロック７５における環境モデル内の３Ｄによる通信システム装置の表現の配置を、機能ブロック１１５における可能な通信コンポーネントの構成の自動選択と組み合わせる方法である。
【００５０】
次に、図１３を参照すると、本発明の一般的な解決方法が示されている。図１３に示す方法は、前述したすべての方法に共有され、図７、図８、図９、図１０、図１１、および図１２に詳述される方法の次に直接続くものである。図１３において、設計者は、施設の３Ｄ環境モデル内において選択された有限組の境界位置を本発明に提供している。それぞれの境界位置は、施設のその場所における所望の通信システムの性能を表す、それと関連した１つまたは２つ以上の性能メトリックを有する。また、設計者は、施設の３Ｄ環境モデル内の有限組の場所も提供している。これら有限組の場所は、通信ハードウェアコンポーネントを施設内に配置することができる可能な位置を表す。設計者は、施設における配置に利用可能な選択された組の通信コンポーネントモデルおよび／または通信コンポーネントタイプも提供している。選択されたそれぞれの通信コンポーネントモデルおよび／または通信コンポーネントタイプの動作特性は、ハードウェアコンポーネントデータベースから取り出される。設計者は、選択された通信コンポーネントの入力信号電力および周波数といった入力信号特性も提供している。最後に、設計者は、選択された通信コンポーネントの一組の妥当な構成も提供している。この情報を与えると、図１３に示す方法が適用される。
【００５１】
機能ブロック２００において、システムは、選択された通信コンポーネントのそれぞれについて順に処理を繰り返す。それぞれの通信コンポーネントについて、その放射特性に関する情報が、通信ハードウェアコンポーネントのデータベースから取り出される。機能ブロック２００において選択されたそれぞれの通信コンポーネントについて、システムは、機能ブロック２１０で、可能な通信コンポーネントの場所の組のそれぞれについて処理を繰り返す。３Ｄ環境モデルにおいて選択されたそれぞれの位置について、選択された通信コンポーネントのモデルがその位置に配置される。選択されたそれぞれの通信コンポーネントおよび選択されたそれぞれの位置について、システムは、機能ブロック２２０で、通信コンポーネントの可能な構成のそれぞれについて処理を繰り返す。
【００５２】
選択されたそれぞれの位置において選択されたそれぞれの通信コンポーネントおよびそれぞれの妥当な構成について、システムは、それぞれの境界位置において予想される性能メトリックを予測する。選択された通信コンポーネントの動作特性は、既知であり、例えば入力信号特性である。通信コンポーネントは、システムによって、定義された構成で既知の３Ｄ環境モデル内に位置付けられる。施設の３Ｄ環境モデルは、Ｔ． Ｓ． ＲａｐｐａｐｏｒｔおよびＲ． Ｒ． Ｓｋｉｄｍｏｒｅによって出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ」という題の係属中の米国特許出願第０９／３１８，８４１号（整理番号２５６０１５ＡＡ）に詳述されるように、通信システムの性能予測に関する情報を含んでいる。
【００５３】
さまざまな異なる性能予測モデルを利用可能であり、通信コンポーネントの配置およびコンポーネントの選択を予測し、最適化するために使用することができる。これらモデルは、通信システムのそれぞれのコンポーネントの電気機械特性（例えば、雑音指数、減衰損失または増幅、通信コンポーネントの放射パターン等）、３Ｄ環境データベースの電磁気特性、および電磁波伝搬技法を組み合わせて、通信システムの性能評価を提供する。好ましい予測モデルは以下のものを含む。
壁／床減衰定数、マルチパス損失指数モデル、
壁／床減衰定数、シングルパス損失指数モデル、
ツルーポイントツーポイントマルチパス損失指数モデル、
ツルーポイントツーポイントシングルパス損失指数モデル、
距離依存マルチブレイクポイントモデル、
距離依存マルチパス損失指数モデル、
距離依存シングルパス損失指数モデル、または
設計エンジニアによって好まれるレイトレーシングおよび統計モデルといった他のモデル
【００５４】
障害物の物理特性および電気特性が、３Ｄ環境で指定される。すべてのパラメータが、あらゆる可能な予測モデルについて使用されるとは限らないが、当業者ならば、どのパラメータが、選択されたモデルに必要であるかを理解するであろう。入力可能なパラメータは以下のものを含んでいる。
１．予測構成−受信信号強度（ＲＳＳＩ）、スループット、帯域幅、サービス品質、ビット誤り率、パケット誤り率、フレーム誤り率、パケット廃棄率、パケット待ち時間、ラウンドトリップ時間、伝搬遅延、送信遅延、処理遅延、待ち行列遅延、容量、パケットジッタ、帯域幅遅延積、ハンドオフ遅延時間、信号対干渉比（ＳＩＲ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、物的装置価格、および／または設置コスト
２．移動受信機（ＲＸ）パラメータ−電力、通信コンポーネント利得、本体損失、携帯ＲＸ雑音指数、床からの携帯ＲＸの高さ
３．物的コストおよび設置コスト
４．トラフィック、呼またはパケットの到着レート
５．伝搬パラメータ
６．隔壁減衰定数
７ 床減衰定数
８．パス損失指数
９．マルチブレイクポイント
１０．反射率
１１．表面粗さ
１２．アンテナ分極
１３．最大および平均超過マルチパス遅延
１４．与えられたモデルに必要な他のパラメータ
【００５５】
電磁波の伝搬の観点からすると、環境におけるそれぞれの障害物／隔壁は、いくつかの電磁気特性を有する。電磁波信号が物質の表面を横切る時、いくつかの事が起こる。ある割合の電磁波は、表面で反射し、変更された軌道に沿って伝搬を続ける。ある割合の電磁波は、表面を透過するか、または表面で吸収され、そのコースに沿って伝搬を続ける。電磁波のある割合は、表面に衝突すると散乱される。障害物／隔壁に与えられた電磁気特性は、この相互作用を定義する。それぞれの障害物／隔壁は、減衰定数、表面粗さ、および反射率を含むパラメータを有する。減衰定数は、無線信号が所定の障害物に衝突した時に失う電力量を決定する。反射率は、障害物から反射される無線信号の量を求める。表面粗さは、所定のタイプの障害物に衝突した時に、無線信号のどれだけの量が散乱され、かつ／または、分散されるかを求めるために使用される情報を提供する。
【００５６】
有線通信システムの設計について、通信システムの性能予測は、すべての有線ネットワークコンポーネントの個々の性能を別々に予測し、次に、その結果を結合してネットの性能を得ることにより行われる。有線通信リンクの性能を予測することは、ファームウェアのバージョン、オペレーティングシステムのバージョン、プロトコル、データタイプ、パケットサイズ、およびトラフィック利用特性、ならびにネットワークのトラフィック負荷といった具体的なネットワーク設定にについての有線装置のそれぞれの部分の既知の影響を結合することである。
【００５７】
データ通信ネットワークの無線部分について、ネットワークのスループットおよび帯域幅は、送信機と受信機との間の距離、環境、パケットサイズ、パケットオーバヘッド、変調技法、環境、干渉、信号強度、ユーザ数、プロトコル、符号化方式、および３Ｄの場所のいずれかまたはすべての関数として、本発明により計算される。そこで、ネットワーク接続の帯域幅およびスループットを予測するために、最終更新日の適切な関数および定数が、リストされたパラメータから計算され、続いて、所望のそれぞれの場所および時刻について予測されなければならない。
【００５８】
伝搬遅延は、データ通信ネットワークの有線部分については、デバイス内の電気、電磁気または光の信号の伝搬速度によって進行距離を除算することにより予測される。例えば、光ファイバケーブル内のデータは、３×１０８メートル／秒の速度で進む。光ファイバケーブル内の光子がデータの送信に使用され、光子は光の速度で移動するからである。ケーブルが３００メートルの長さであるならば、送信遅延は、１×１０−６秒に等しい。
【００５９】
データ通信ネットワークの無線部分についての伝搬遅延の予測は、少し難しくなる。付加的な遅延が含まれる点を除いて、有線ネットワークについての計算と同じ計算が使用される。これら付加的な遅延は、無線データが必ずしも直線に移動しないという事実を説明するために必要とされる。したがって、データ通信ネットワークの無線リンクの送信遅延を計算するには、送信機と受信機との間の距離が、無線通信リンクの伝搬速度（３×１０８メートル／秒）により除算され、次に、式１に示すように、送信機から受信機に取られた直線でないパスによって導入されるマルチパス遅延に加算される。
【００６０】
【数１】
2004513417.tif 000003
【００６１】
ここで、Ｔｐは、送信遅延であり、ｄは、送信機と受信機との間の距離であり、τｄは、マルチパス遅延である。マルチパス遅延の予測は、レイトレーシング技術により、または、到来角もしくは信号強度の値に基づいて行うことができる。
【００６２】
送信遅延は、チャネルの帯域幅から直接計算される。送信遅延を計算するには、送信ビット数が判明していなければならない。送信遅延を計算するには、送信されるビット数を帯域幅により除算する。この計算は、有線および無線のチャネルについて同一であるが、それぞれのネットワークデバイスについて別々に実行されなければならない。以下の式２に計算式を示す。
【００６３】
【数２】
2004513417.tif 000004
【００６４】
ここで、Ｔｔは、送信遅延時間であり、＃ ｏｆ ｂｉｔｓは、送信ビット数またはパケットのビット数であり、ＢＷは、ネットワークリンクの帯域幅である。
【００６５】
処理遅延は、送信遅延と同様に、無線または有線のデバイスについて異なる計算を行う必要はない。より正確に言うと、処理遅延は、それぞれのデバイスについて別々に計算しなければならない。処理遅延は、ネットワークデバイスがデータビットの受信または送信の処理に要する時間であるので、ケーブル、アンテナ、またはスプリッタといったコンピュータまたはマイクロプロセッサの処理を実行しないデバイスの処理遅延はゼロである。処理時間は、パケットサイズ、プロトコルのタイプ、オペレーティングシステム、ファームウェアおよびソフトウェアのバージョン、ならびにデバイスのタイプおよびデバイスの現在の計算負荷に依存し得る。任意のデバイスの処理遅延を予測するには、これらの影響のすべてを説明するモデルを使用することが必要である。
【００６６】
待ち行列遅延は、マルチプロセスまたはマルチユーザからデータを送信するデバイスにのみ適用できる。デバイスの待ち行列遅延は、送信される他のトラフィックをある特定のパケットが待たなければならない時間の量である。ある特定の接続の待ち行列遅延を予測することは難しい。これは、待ち行列遅延が、ある特定のデバイスによって操作されるトラフィック量に依存するからである。この理由により、待ち行列遅延は、デバイスの予想される性能および／または予想されるトラフィックに基づく統計的な確率変数を使用して予測することができる。あるいは、予測される待ち行列遅延時間を計算するために、平均、中央値、最良または最悪の場合の待ち行列遅延時間を使用することができる。
【００６７】
パケット待ち時間、ラウンドトリップ時間およびハンドオフ遅延時間は、すべて、伝搬、送信、ならびに処理および待ち行列の遅延時間に基づいている。パケット待ち時間およびラウンドトリップ時間を正確に予測するには、伝搬、送信、処理および待ち行列の遅延時間を、ある特定のネットワークリンクのすべてのネットワークデバイスについて合計し、その特定のトラフィックタイプ、パケットサイズ、およびプロトコルタイプに適合させなければならない。例えば、パケット待ち時間は、パケットが送信機から受信機へ移動するのに要する時間である。ある特定のリンクについてのパケット待ち時間を予測するには、具体的なネットワーク接続、トラフィックタイプ、パケットサイズおよびパケットの一方向送信のネットワーク接続について、伝搬、送信、処理および待ち行列の遅延時間を計算しなければならない。
【００６８】
ラウンドトリップ時間は、パケットの送信および受信ならびに応答パケットの返信を除いて、同様に計算される。したがって、ラウンドトリップ時間を予測するために、本発明は、伝搬、送信、処理および待ち行列の遅延に対する具体的なネットワーク接続、プロトコルおよびトラフィックタイプの影響だけでなく、オリジナルのパケットサイズおよび応答パケットのサイズを考慮して、予測されるラウンドトリップ時間を計算する。
【００６９】
ハンドオフ遅延時間は、あるアクセスポイントから別のアクセスポイントへの無線デバイスの制御の変更を連係する２つの別々の無線アクセスポイントに関連した伝播遅延、送信遅延、処理遅延および待ち行列遅延に基づいている。これらの遅延は、この２つのアクセスポイントが、ハンドオフの遂行を成功させるために、データを往復して送信しなければならないという理由から生じる。したがって、ハンドオフ遅延時間の予測は、２つのアクセスポイント間のパケット待ち時間の予測と類似している。ハンドオフ遅延時間を予測するために、本発明は、予想されるトラフィック、プロトコル、パケットサイズおよび他の関連情報を考慮する一方で、必要とされる具体的な送信数、送信されなければならないデータのサイズに応じて、伝搬遅延、送信遅延、処理遅延および待ち行列遅延を計算する。
【００７０】
ビット誤り率を予測する場合に、本発明は、有線および無線の誤り率を注意深く分離する。これは、無線接続が、有線チャネルよりもデータ誤りを生じる傾向が極めて高いことによる。有線チャネルについて、ビット誤り率は、接続の電気パラメータ、光パラメータおよび電磁気パラメータの単なる尺度であり、統計的な確率変数を使用して予測される。この統計的な確率変数は、電圧レベル、電力レベル、インピーダンス、および動作周波数といった、それぞれのデバイスの電気特性、光特性および電磁気特性に依存させることができるか、または、特定のデバイスについての典型的な値を使用して生成することができる。例えば、銅線は、１０６分の１または１０７分の１のビット誤り率を有するようにモデル化されることが多い。
【００７１】
無線のビット誤り率は、有線のビット誤り率よりも多数の因子に依存する。この理由により、本発明は、環境、送信機と受信機との間の距離、送信を妨害する隔壁の個数およびタイプ、時間、３Ｄの位置、パケットサイズ、プロトコルタイプ、変調、無線周波数、無線周波数帯域幅、符号化方法、誤り訂正符号化技術、マルチパス信号強度および到来角、ならびにマルチパス遅延に基づいて無線のビット誤り率を予測する。その結果、予測されるビット誤り率の計算は、既知のチャネルおよびネットワーク装置の設定から、予想されるビット誤り率へ変換するための定数を使用して実行される。
【００７２】
フレーム誤り率、パケット誤り率およびパケット廃棄率は、すべて、ビット誤り率から計算できるか、または、前述したようなビット誤り率についての方法と同じ方法を使用して直接予測することができる。これらの計算を実行するために、本発明は、パケットサイズ、フレームサイズおよび使用されるプロトコルについての特定場所向けの仕様明細表に記憶された情報を使用する。パケット誤り率を予測するには、パケット誤り、フレーム誤りまたはパケット廃棄を引き起こすのに必要なビット誤り数についての情報が必要となる。本発明は、具体的なプロトコル情報を使用してこれを計算し、プロトコル特有の定数を使用してビット誤り率を変換する。
【００７３】
帯域幅遅延積は、環境、３次元の位置、プロトコルタイプ、マルチパス遅延、パケットサイズ、無線周波数、無線周波数帯域幅、符号化、マルチパスコンポーネントの個数、強度および到来角、信号強度、送信遅延、伝搬遅延、処理遅延、および待ち行列遅延、ビット誤り率、パケット誤り率、ならびにフレーム誤り率のいずれかまたはすべてについての情報を使用して、本発明により直接計算することができる。あるいは、本発明は、予め予測された値を使用して帯域幅遅延積を間接的に計算することができる。帯域幅遅延積は、あるネットワークデバイスの帯域幅にそのデバイスによって導入されるすべての遅延を乗算することにより計算される。したがって、
【００７４】
【数３】
2004513417.tif 000005
【００７５】
ここで、ＢＷＤは、帯域幅遅延積であり、ＢＷは、帯域幅であり、Ｔｎｅｔは、導入されたすべての遅延時間である。
【００７６】
本発明は、データ通信ネットワークのハードウェアの一貫性の統計モデルを使用して、ジッタおよびサービス品質（ＱｏＳ）を予測する。これらの性能基準の双方は、ネットワークの信頼性の尺度であり、一貫性のあるデータ到着時間を提供する。したがって、ある接続のＱｏＳまたはジッタを計算するために、本発明は、環境、３次元の位置、プロトコルタイプ、マルチパス遅延、パケットサイズ、無線周波数、無線周波数帯域幅、符号化、マルチパスコンポーネントの個数、強度および到来角、信号強度、送信遅延、伝搬遅延、処理遅延および待ち行列遅延、ビット誤り率、パケット誤り率、フレーム誤り率、スループット、帯域幅、ならびに帯域幅遅延積のいずれかまたはすべてを含む式を使用する。この式は、一般的にはデータの到着時間のばらつきに上記変数を関連付ける定数を含み、具体的には接続のＱｏＳおよびジッタに上記変数を関連付ける定数を含む。
【００７７】
性能予測技術の１つを使用して、本システムは、それぞれの境界位置における所望の性能メトリックを予測する。これらの計算結果は、後の表形式化および表示のために記憶される。
【００７８】
図１３の機能ブロック２００，２１０，２２０、および２３０で定義された反復プロセスを使用して、本システムは、すべての設計者の入力を処理する。その結果は、機能ブロック２４０において表形式にされ、表示される。本システムは、すべての通信コンポーネント、位置、構成、およびそれぞれの境界位置について予測された性能結果と所望の性能メトリックとの間の比較のリストをコンピュータダイアログボックス内に表示する。このダイアログボックスは、その例が図１４に示され、異なる通信コンポーネント、場所、および構成の望ましさに関する膨大なフィードバックをユーザに提供する。ユーザは、その位置境界において定義され、指定された性能メトリックを満たすには、どの可能な通信コンポーネントモデル、場所、および構成が最適であるかを迅速に判断することができる。図１４のリスト４０１のすべての列を記憶しておくことができるので、設計者は、その境界位置において予測された性能メトリックと測定された性能メトリックとの間の相違に関して、通信コンポーネントモデル、場所、および構成の異なる選択間のトレードオフを素早く分析することができる。その結果も、設計者に図的に表示することができるか、または、別の分析のためにスプレッドシートフォーマットにエクスポートすることができる。設計者が、いずれの通信システムの配備にも課される設計制約を満たすために、最適な通信コンポーネントタイプ、位置、および構成を容易に決定することができるので、この結果は、従来技術を上回る主要な改良である。
【００７９】
機能ブロック２５０において、設計者は、随意に、図１４に示す表示結果４０１のリストから選択し、システムに、選択されたモデルおよび／またはタイプの通信コンポーネントを３Ｄ環境モデルに自動的に位置付けさせることができる。新しく配置された通信コンポーネントは、図１４に示すリスト４０１から選択されたエントリの位置および構成を有する。この機能により、通信システムの設計者は、システムに、課された設計目標を満たすように、３Ｄ環境モデル内における最適な通信コンポーネントの配置を決定させることができ、続いて、選ばれたモデルの通信コンポーネントを最適な位置および構成に自動的に位置付けさせることができる。図１１または１２の方法が利用されたならば、機能ブロック２５０において選択された通信コンポーネントは、施設の３Ｄ環境モデル内において以前にモデル化された通信システムの既存の通信コンポーネントと随意に取り替えることができる。さらに、Ｈ． Ｄ． Ｓｈｅｒａｌｉ、Ｃ． Ｍ． Ｐｅｎｄｙａｌａ、およびＴ． Ｓ． Ｒａｐｐａｐｏｒｔ著の「Ｏｐｔｉｍａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏ−Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， ｖｏｌ． １４， ｎｏ． ４， Ｍａｙ １９９６に記載された技術は、計算された性能に基づく通信装置の自動配置を提供する。
【００８０】
次に、図１５を参照して、簡易化した施設の間取図が示されている。図６に示された同じ通信コンポーネントシステムが更新されている。通信コンポーネント６０１は、図１３の機能ブロック２５０に記載されたプロセスを通じて更新されており、その結果、通信コンポーネントモデル、位置、および／または構成は、システムによって選ばれた最適な設定を反映するように更新されている。
【００８１】
本発明は、１つの好ましい実施形態に関して記載されてきたが、当業者ならば、本発明が、併記の特許請求の範囲の精神および範囲内における変更を伴って実施可能であることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
建物の簡易化したレイアウトの間取図の例を示す。
【図２】
上から下を見下ろす視野からの建物の簡易化したレイアウトの間取図の例を示す。
【図３】
境界位置が特定された建物の簡易化したレイアウトの間取図を示す。
【図４】
望ましい通信ハードウェアコンポーネントの選択のコンピュータ表示を示す。
【図５】
境界位置および可能な通信コンポーネントの場所の双方が特定された建物の簡易化したレイアウトの間取図を示す。
【図６】
通信システムが配置された建物の簡易化したレイアウトの間取図を示す。
【図７】
本発明による一般的な方法のフローチャートである。
【図８】
本発明の代替方法によるフローチャートである。
【図９】
本発明の代替方法によるフローチャートである。
【図１０】
本発明の一般的な方法のフローチャートである。
【図１１】
本発明の代替方法のフローチャートである。
【図１２】
本発明の代替方法のフローチャートである。
【図１３】
本発明の代替方法のフローチャートである。
【図１４】
表形式の結果のコンピュータディスプレイ表示である。
【図１５】
この発明による間取図の概略図である。
【図１】
2004513417.tif 000006
【図２】
2004513417.tif 000007
【図３】
2004513417.tif 000008
【図４】
2004513417.tif 000009
【図５】
2004513417.tif 000010
【図６】
2004513417.tif 000011
【図７】
2004513417.tif 000012
【図８】
2004513417.tif 000013
【図９】
2004513417.tif 000014
【図１０】
2004513417.tif 000015
【図１１】
2004513417.tif 000016
【図１２】
2004513417.tif 000017
【図１３】
2004513417.tif 000018
【図１４】
2004513417.tif 000019
【図１５】
2004513417.tif 000020
【国際公開パンフレット】
2004513417.tif 000021
2004513417.tif 000022
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2004513417.tif 000078
2004513417.tif 000079
2004513417.tif 000080
2004513417.tif 000081
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004513417.tif 000082
2004513417.tif 000083
2004513417.tif 000084
2004513417.tif 000085
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2004513417.tif 000137
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2004513417.tif 000140
2004513417.tif 000141
2004513417.tif 000142
【国際調査報告】
2004513417.tif 000143
2004513417.tif 000144
2004513417.tif 000145