(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける雑音の影響を少なくとも低減する方法であって、
（Ａ）前記無線通信システムの単一あるいは複数個のコンポーネントに影響を与えうる干渉源に帰属される雑音をモニタするステップであって、前記干渉源が、前記雑音が前記無線通信システムに点源状の角度範囲で到達するような程度まで前記無線通信システムから離れたところに存在しているステップと、
（Ｂ）前記モニタされた雑音の関数として、前記離れたところに存在する干渉源に帰属される前記雑音の影響を少なくとも低減する目的で、前記離れたところに存在する干渉源に関連する前記雑音によって影響を受けていると決定された前記無線通信システム内の前記コンポーネントのうちのひとつあるいは複数個において、少なくとも一つの操作を実行するステップと、
を有し、
前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音の影響を少なくとも低減する目的の前記少なくとも一つの操作が、
前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局の、前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって少なくともより少ない影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の別の基地局へのハンドオフを実現するステップ、
既存の通話に参加しており、前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局に、それぞれの送信強度を低減するように指示するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音の影響あるいは起こりうる影響に関して前記無線通信システムのユーザに警告するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に面したセクタにおいてより高いフレームエラーレートを許容するように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって少なくともより影響を受けていない別のセルへ移行するためのより多くの時間をモバイルユーザ局に対して与えることを目的として、単一あるいは複数個の基地局にそれらに係る通話切断タイムアウト値を延ばすように指示するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に面したアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザ局の数を、当該アンテナを介した通話開始をより少なく許可することによって低減するよう、単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、及び
前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって同様に影響を受けていると決定された基地局クラスタに対して上記操作のうち少なくとも一つの操作を適用するステップ
のうち少なくとも１つを含み、
前記無線通信システムにおける各基地局が、角度範囲の所定の組を有するように分割されていて、各基地局が単一あるいは複数個の基地局クラスタのうちのひとつに割り当てられており、前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音によって影響を受けているカバレージ領域及び方向が、各クラスタ内の前記角度範囲において計算された雑音測定に基づいて決定されることを特徴とする雑音低減方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つの操作が実行されなかった場合に発生したはずの前記無線通信システムに対する影響を緩和するステップあるいは補償するステップのうちの少なくとも一つを有している請求項１に記載の雑音低減方法。
【請求項３】
前記（Ａ）のステップが、さらに、
前記離れたところに存在する干渉源によって放出された雑音信号を前記無線通信システムの前記コンポーネントに関連して配置された単一あるいは複数個のモニタリングコンポーネントを介して獲得するステップを有している請求項１に記載の雑音低減方法。
【請求項４】
前記単一あるいは複数個のモニタリングコンポーネントが、
前記無線通信システムの前記コンポーネントに関して共に位置しているかあるいは離れて位置しているかの少なくとも一方である請求項３に記載の雑音低減方法。
【請求項５】
前記（Ａ）のステップが、さらに、
前記離れたところに存在する干渉源によって放出された雑音信号を前記無線通信システムの前記コンポーネントのうちの２つあるいはそれ以上を介して獲得するステップを有している請求項第１項に記載の雑音低減方法。
【請求項６】
前記雑音が、少なくとも太陽あるいは対流圏ダクトのうちのひとつに帰属されうるものである請求項１に記載の雑音低減方法。
【請求項７】
前記基地局クラスタの形状及び大きさの少なくとも一方が、前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音に基づいて適応されている請求項１に記載の雑音低減方法。
【請求項８】
前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音の影響を少なくとも低減する目的の前記少なくとも一つの操作が、前記離れたところに存在する干渉源の方向のアンテナ利得を最小化させるように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップを含んでいる請求項１に記載の雑音低減方法。
【請求項９】
前記離れたところに存在する干渉源の方向のアンテナ利得を最小化する前記ステップが、他の近隣の基地局からの信号を無効にすることによって当該基地局における相対位相及び利得を測定するステップを含んでいる請求項８に記載の雑音低減方法。
【請求項１０】
無線通信システムにおける太陽雑音の影響を少なくとも低減する方法であって、
（Ａ）前記無線通信システムにおける単一あるいは複数個のコンポーネントに影響を与える太陽雑音を測定するステップと、
（Ｂ）前記測定された太陽雑音の関数として、前記太陽雑音の影響を少なくとも低減する目的で、前記太陽雑音によって影響を受けていると決定された前記無線通信システム内の前記コンポーネントのうちのひとつあるいは複数個において、少なくとも一つの操作を実行するステップと、
を有し、
前記太陽雑音の影響を少なくとも低減する目的の前記少なくとも一つの操作が、
前記太陽雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局の、前記太陽雑音によって少なくともより少ない影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の別の基地局へのハンドオフを実現するステップ、
既存の通話に参加しており、前記太陽雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局に、それぞれの送信強度を低減するように指示するステップ、
前記太陽雑音の影響あるいは起こりうる影響に関して前記無線通信システムのユーザに警告するステップ、
太陽に面したセクタにおいてより高いフレームエラーレートを許容するように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、
前記太陽雑音によって少なくともより影響を受けていない別のセルへ移行するためのより多くの時間をモバイルユーザ局に対して与えることを目的として、単一あるいは複数個の基地局にそれらに係る通話切断タイムアウト値を延ばすように指示するステップ、
太陽に面したアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザ局の数を、当該アンテナを介した通話開始をより少なく許可することによって低減するよう、単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、及び
前記太陽雑音によって同様に影響を受けていると決定された基地局クラスタに対して上記操作のうち少なくとも一つの操作を適用するステップ
のうち少なくとも１つを含み、
前記無線通信システムにおける各基地局が、角度範囲の所定の組を有するように分割されていて、各基地局が単一あるいは複数個の基地局クラスタのうちのひとつに割り当てられており、前記太陽雑音によって影響を受けているカバレージ領域及び方向が、各クラスタ内の前記角度範囲において計算された雑音測定に基づいて決定されることを特徴とする雑音低減方法。
【請求項１１】
無線通信システムにおける雑音の影響を少なくとも低減する装置であって、
（ｉ）前記無線通信システムの単一あるいは複数個のコンポーネントに影響を与えうる干渉源に帰属される雑音をモニタするように動作し、前記干渉源は、前記雑音が前記無線通信システムに点源状の角度範囲で到達するような程度まで前記無線通信システムから離れたところに存在しており、そして、
（ｉｉ）前記モニタされた雑音の関数として、前記離れたところに存在する干渉源に帰属される前記雑音の影響を少なくとも低減する目的で、前記離れたところに存在する干渉源に関連する前記雑音によって影響を受けていると決定された前記無線通信システム内の前記コンポーネントのうちのひとつあるいは複数個において、少なくとも一つの操作を開始するように動作する、少なくとも一つのプロセッサを有し、
前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音の影響を少なくとも低減する目的の前記少なくとも一つの操作が、
前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局の、前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって少なくともより少ない影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の別の基地局へのハンドオフを実現するステップ、
既存の通話に参加しており、前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局に、それぞれの送信強度を低減するように指示するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音の影響あるいは起こりうる影響に関して前記無線通信システムのユーザに警告するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に面したセクタにおいてより高いフレームエラーレートを許容するように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって少なくともより影響を受けていない別のセルへ移行するためのより多くの時間をモバイルユーザ局に対して与えることを目的として、単一あるいは複数個の基地局にそれらに係る通話切断タイムアウト値を延ばすように指示するステップ、
前記離れたところに存在する干渉源に面したアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザ局の数を、当該アンテナを介した通話開始をより少なく許可することによって低減するよう、単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、及び
前記離れたところに存在する干渉源に係る前記雑音によって同様に影響を受けていると決定された基地局クラスタに対して上記操作のうち少なくとも一つの操作を適用するステップ
のうち少なくとも１つを含み、
前記無線通信システムにおける各基地局が、角度範囲の所定の組を有するように分割されていて、各基地局が単一あるいは複数個の基地局クラスタのうちのひとつに割り当てられており、前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音によって影響を受けているカバレージ領域及び方向が、各クラスタ内の前記角度範囲において計算された雑音測定に基づいて決定されることを特徴とする雑音低減装置。
【請求項１２】
少なくとも一つのプロセッサが、さらに、
前記少なくとも一つの操作が実行されなかった場合に発生したはずの前記無線通信システムに対する影響を緩和するステップあるいは補償するステップのうちの少なくとも一つを実行するように動作する請求項１１に記載の雑音低減装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つのプロセッサが、さらに、
前記離れたところに存在する干渉源によって放出された雑音信号を前記無線通信システムの前記コンポーネントに関連して配置された単一あるいは複数個のモニタリングコンポーネントを介して獲得するように動作する請求項１１に記載の雑音低減装置。
【請求項１４】
前記単一あるいは複数個のモニタリングコンポーネントが、
前記無線通信システムの前記コンポーネントに関して共に位置しているかあるいは離れて位置しているかの少なくとも一方である請求項１３に記載の雑音低減装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのプロセッサが、さらに、
前記離れたところに存在する干渉源によって放出された雑音信号を前記無線通信システムの前記コンポーネントのうちの２つあるいはそれ以上を介して獲得するように動作する請求項１１に記載の雑音低減装置。
【請求項１６】
前記雑音が、少なくとも太陽あるいは対流圏ダクトのうちのひとつに帰属されうるものである請求項１１に記載の雑音低減装置。
【請求項１７】
前記基地局クラスタの形状及び大きさの少なくとも一方が、前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音に基づいて適応されている請求項１１に記載の雑音低減装置。
【請求項１８】
前記離れたところに存在する干渉源に係る雑音の影響を少なくとも低減する目的の前記少なくとも一つの操作が、前記離れたところに存在する干渉源の方向のアンテナ利得を最小化させるように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップを含んでいる請求項１１に記載の雑音低減装置。
【請求項１９】
前記離れたところに存在する干渉源の方向のアンテナ利得を最小化する前記ステップが、他の近隣の基地局からの信号を無効にすることによって当該基地局における相対位相及び利得を測定するステップを含んでいる請求項１８に記載の雑音低減装置。
【請求項２０】
無線通信システムにおける太陽雑音の影響を少なくとも低減する装置であって、
（ｉ）前記無線通信システムの単一あるいは複数個のコンポーネントに影響を与えうる太陽雑音を測定するように動作し、そして、
（ｉｉ）前記測定された太陽雑音の関数として、前記太陽雑音の影響を少なくとも低減する目的で、前記太陽雑音によって影響を受けていると決定された前記無線通信システム内の前記コンポーネントのうちのひとつあるいは複数個において、少なくとも一つの操作を開始するように動作する、少なくとも一つのプロセッサを有し、
前記太陽雑音の影響を少なくとも低減する目的の前記少なくとも一つの操作が、
前記太陽雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局の、前記太陽雑音によって少なくともより少ない影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の別の基地局へのハンドオフを実現するステップ、
既存の通話に参加しており、前記太陽雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局に、それぞれの送信強度を低減するように指示するステップ、
前記太陽雑音の影響あるいは起こりうる影響に関して前記無線通信システムのユーザに警告するステップ、
太陽に面したセクタにおいてより高いフレームエラーレートを許容するように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、
前記太陽雑音によって少なくともより影響を受けていない別のセルへ移行するためのより多くの時間をモバイルユーザ局に対して与えることを目的として、単一あるいは複数個の基地局にそれらに係る通話切断タイムアウト値を延ばすように指示するステップ、
太陽に面したアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザ局の数を、当該アンテナを介した通話開始をより少なく許可することによって低減するよう、単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、及び
前記太陽雑音によって同様に影響を受けていると決定された基地局クラスタに対して上記操作のうち少なくとも一つの操作を適用するステップ
のうち少なくとも１つを含み、
前記無線通信システムにおける各基地局が、角度範囲の所定の組を有するように分割されていて、各基地局が単一あるいは複数個の基地局クラスタのうちのひとつに割り当てられており、前記太陽雑音によって影響を受けているカバレージ領域及び方向が、各クラスタ内の前記角度範囲において計算された雑音測定に基づいて決定されることを特徴とする雑音低減装置。
【請求項２１】
無線通信システムにおける雑音の影響を少なくとも緩和する方法であって、
（Ａ）前記無線通信システムにおける単一あるいは複数個のコンポーネントに影響を与える点源としての特性をもつ干渉源に帰属されうる雑音を直接測定するステップと、
（Ｂ）前記直接測定された雑音の関数として、前記雑音の影響を少なくとも緩和する目的で前記無線通信システムにおいて少なくとも一つの操作を実行するステップと、
を有し、
前記雑音の影響を少なくとも緩和する目的の前記少なくとも一つの操作が、
前記干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局の、前記干渉源に係る前記雑音によって少なくともより少ない影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の別の基地局へのハンドオフを実現するステップ、
既存の通話に参加しており、前記干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局に、それぞれの送信強度を低減するように指示するステップ、
前記干渉源に係る雑音の影響あるいは起こりうる影響に関して前記無線通信システムのユーザに警告するステップ、
前記干渉源に面したセクタにおいてより高いフレームエラーレートを許容するように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、
前記干渉源に係る前記雑音によって少なくともより影響を受けていない別のセルへ移行するためのより多くの時間をモバイルユーザ局に対して与えることを目的として、単一あるいは複数個の基地局にそれらに係る通話切断タイムアウト値を延ばすように指示するステップ、
前記干渉源に面したアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザ局の数を、当該アンテナを介した通話開始をより少なく許可することによって低減するよう、単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、及び
前記干渉源に係る前記雑音によって同様に影響を受けていると決定された基地局クラスタに対して上記操作のうち少なくとも一つの操作を適用するステップ
のうち少なくとも１つを含み、
前記無線通信システムにおける各基地局が、角度範囲の所定の組を有するように分割されていて、各基地局が単一あるいは複数個の基地局クラスタのうちのひとつに割り当てられており、前記干渉源に係る雑音によって影響を受けているカバレージ領域及び方向が、各クラスタ内の前記角度範囲において計算された雑音測定に基づいて決定されることを特徴とする方法。
【請求項２２】
無線通信システムにおける雑音の影響を少なくとも緩和する装置であって、
（Ａ）前記無線通信システムにおける単一あるいは複数個のコンポーネントに影響を与える点源としての特性をもつ干渉源に帰属されうる雑音を直接測定する手段と、
（Ｂ）前記直接測定された雑音の関数として、前記雑音の影響を少なくとも緩和する目的で前記無線通信システムにおいて少なくとも一つの操作を実行する手段と、
を有し、
前記雑音の影響を少なくとも緩和する目的の前記少なくとも一つの操作が、
前記干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局の、前記干渉源に係る前記雑音によって少なくともより少ない影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の別の基地局へのハンドオフを実現するステップ、
既存の通話に参加しており、前記干渉源に係る前記雑音によって影響を受けていると決定された、前記無線通信システム内の基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局に、それぞれの送信強度を低減するように指示するステップ、
前記干渉源に係る雑音の影響あるいは起こりうる影響に関して前記無線通信システムのユーザに警告するステップ、
前記干渉源に面したセクタにおいてより高いフレームエラーレートを許容するように単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、
前記干渉源に係る前記雑音によって少なくともより影響を受けていない別のセルへ移行するためのより多くの時間をモバイルユーザ局に対して与えることを目的として、単一あるいは複数個の基地局にそれらに係る通話切断タイムアウト値を延ばすように指示するステップ、
前記干渉源に面したアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザ局の数を、当該アンテナを介した通話開始をより少なく許可することによって低減するよう、単一あるいは複数個の基地局に指示するステップ、及び
前記干渉源に係る前記雑音によって同様に影響を受けていると決定された基地局クラスタに対して上記操作のうち少なくとも一つの操作を適用するステップ
のうち少なくとも１つを含み、
前記無線通信システムにおける各基地局が、角度範囲の所定の組を有するように分割されていて、各基地局が単一あるいは複数個の基地局クラスタのうちのひとつに割り当てられており、前記干渉源に係る雑音によって影響を受けているカバレージ領域及び方向が、各クラスタ内の前記角度範囲において計算された雑音測定に基づいて決定されることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信システムに関し、特に、システム性能向上を実現する目的で無線通信システムに対する太陽雑音などの影響を緩和する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽は、数百ＭＨｚからＧＨｚ領域に亘る、地球上における最大の非人為雑音源である。通例用いられる太陽雑音に係る指数はソーラーフラックスユニットすなわちｓｆｕで表わされ、１ｓｆｕ＝１×１０−２２Ｗ／（ｍ２Ｈｚ）である。
【０００３】
太陽無線バーストに関しては長年研究されており、太陽の磁場中での高エネルギー電子のジャイロシンクロトロン輻射によって生成されるものと信じられている。１９６６−１９７８にかけての第２０太陽周期の際に収集されたデータによると、太陽周期の間に数回の大規模な現象が発生する。これに関しては、例えば、W.R. Barronらによる“太陽無線輻射”（地球物理学及び宇宙環境に関するハンドブック、A.S. Jursa編、第１１章、ＡＦＧＬ、ＵＳＡＦ、１９８５）を参照。現象の規模が小さくなればなるほど、その回数は増大する。第２０太陽周期にかんする現象の規模の分布を示すヒストグラムが観測から得られている（例えば、前掲のW.R. Barronらによる“太陽無線輻射”を参照）が、この分布が他の太陽周期に関しても適用されるような代表的なものであると信じる理由は存在しない。他の周期、例えば、第２次世界大戦中のレーダーへの干渉から太陽無線雑音が発見された第１８周期などにおいては、もっと悪かった可能性がある。これらバーストの極性、及び、その時間的な変化に関する統計は存在しない。
【０００４】
無線バースト中には、バースト“スパイク”が散見される。このことに関しては、例えば、A.O.Benzによる“ミリ秒無線スパイク”（Solar Physics、第１０４巻、第９９−１１０頁、１９８６）という表題の論文、及び、H.Islikerらによる“１−３ＧＨｚの太陽フレア無線輻射に関する目録”（Astronomy and Astrophysics、第１０４巻、第１４５−１６０頁、１９９４）を参照。この種のスパイクは、広帯域に亘って連続しているマイクロ波よりも数桁大きな規模にまで到達しうる（例えば、前掲のH.Islikerらによる“１−３ＧＨｚの太陽フレア無線輻射に関する目録”を参照）。スパイクバーストは数十から数百ミリ秒に亘る持続時間を有しているが、その詳細な統計は未だ存在しない。このようなスパイクを生成する物理的な仮定は不明である。バーストの強度の観点からの一つの提案は、メーザー型のプロセスである。スパイクバーストの中心周波数はスパイク毎、及びバースト現象毎に異なる。バーストの帯域も、中心周波数の１パーセントに満たない場合から数パーセントに亘るものまで変化しうる。例えば、A.Csillaghyらによる“太陽フレアにおけるミリ秒無線スパイクの帯域”という表題の論文（Astronomy and Astrophysics、第２７４巻、第４８７−４９６頁、１９９３）を参照。１ＧＨｚ近傍のスパイクの帯域は、例えば、数ＭＨｚから数十ＭＨｚである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの太陽バースト及びその中に散在するスパイクを長年に亘って研究するための試みがなされてきている一方、これらが地上及び宇宙空間における種々のシステムにどのような影響を与えるかに係る種々の側面に関しては、依然として良好に特徴付けられていない。このことは無線通信システムに関しても当てはまることであり、この種の雑音源が無線システムにおける通信にどのような悪影響を与えるかという点が考慮されるべきである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、干渉源が無線通信システムから充分に遠くに離れているために干渉源からの雑音が当該無線通信システムに比較的小さいあるいは最小の角度範囲で到達するような干渉源による効果をモニタしてそれを緩和するような技法に係る必要性が存在することを認識している。実効的には、干渉源はその性質として点状源であると見なされうる。例えば、雑音は、太陽、都市部などでの対流圏ダクト、あるいは同様の特性を有する他の干渉源に由来するものと考えることが可能である。
【０００７】
この種の雑音をモニタし、これらの雑音源に適合させられた雑音緩和操作を実行することによって、無線システムにおける通信に対して、例えば、本発明に係る利点を有さずに同様の条件下で動作しているシステムに比べて改善された無線システム性能の実現といった有益性が実現される。
【０００８】
本発明の原理に従って、無線通信システムの単一あるいは複数個のコンポーネントに影響を与えうる遠隔干渉源、例えば太陽、対流圏ダクト、あるいは同様の雑音源、に帰せられる雑音がモニタされる。その後、モニタされた雑音の関数として、当該無線通信システムにおける、前記雑音によって影響を受けていると決定された単一あるいは複数個のコンポーネントにおける、当該遠隔干渉源に帰せられる雑音の影響を低減及び／あるいは除去する目的で、単一あるいは複数の操作が開始される。
【０００９】
本発明に係るアクティブモニタリングの実施例においては、雑音モニタリングには、遠隔干渉源によって放射された雑音信号を、単一あるいは複数個のモニタリングコンポーネント、例えば、基地局、地域交換局などの当該無線通信システムのコンポーネントに関連して配置された人工衛星、太陽雑音アンテナ及びレシーバサブシステムなど、を介して獲得する段階が含まれる。単一あるいは複数個の個別のモニタリングコンポーネントは、当該無線通信システムのコンポーネントと共在しているか、あるいは、これらのコンポーネントから離れたところに存在している。本発明に係るアクティブモニタリング方式は、太陽雑音の緩和に関して用いられることが望ましいが、それのみに限定されているわけではない。
【００１０】
本発明に係るパッシブモニタリングの実施例においては、雑音モニタリングには、遠隔雑音源によって放射された雑音信号を、当該無線通信システムの２つあるいはそれ以上のコンポーネントを介して獲得する段階が含まれる。よって、このようなアプローチにおいては、付加的なモニタリングコンポーネントは必要とされず、当該無線通信システムの既存のコンポーネントがモニタリング動作を実行する目的で用いられる。本発明に係るパッシブモニタリング方式は、対流圏ダクト起因の雑音の緩和に関して用いられることが望ましいが、それのみに限定されているわけではない。
【００１１】
本発明の原理に従って、遠隔干渉源に帰せられる雑音の、当該雑音による影響を受けていると決定された当該無線通信システムにおける単一あるいは複数個のコンポーネントにおける影響を低減あるいは除去する目的で、種々の雑音緩和操作が用いられる。
【００１２】
第一の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、無線通信システム中の、遠隔干渉源に係る雑音によって影響を受けていると決定された基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局の、当該無線システム中の、当該遠隔干渉源に係る当該雑音によって少なくともより少ない影響を受けていると決定された別の基地局に対するハンドオフの実現が含まれる。
【００１３】
第二の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、無線通信システム中の、既存の通話に参加しており、遠隔干渉源に係る雑音によって影響を受けていると決定された基地局に係る単一あるいは複数個のモバイルユーザ局に、その対応する送信強度レベルを低減するか、あるいは、少なくとも一定に保つように指示することが含まれる。
【００１４】
第三の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、遠隔干渉源に係る雑音の影響あるいは発生する可能性がある影響を当該無線通信システムのユーザに警告することが含まれる。
【００１５】
第四の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、単一あるいは複数個の基地局に対して、遠隔干渉源に面しているセクタにおいてより高いフレームエラーレートを寛容するように指示することが含まれる。
【００１６】
第五の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、単一あるいは複数個の基地局に対して、遠隔干渉源に係る雑音によって少なくともより少ない影響を受けている別のセルへ移行するためにより多くの時間をモバイルユーザ局に対して許容することを目的として、通話切断タイムアウト値を長くするように指示することが含まれる。
【００１７】
第六の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、単一あるいは複数個の基地局に対して、遠隔干渉源に面しているアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザの数を、当該アンテナを介したより少ない通話初期化のみを許容することによって低減させるように指示することが含まれる。
【００１８】
第七の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、遠隔干渉源に係る雑音によって同様に影響を受けていると決定された基地局群（基地局クラスタ）に対して単一あるいは複数個の操作を適用することが含まれる。このような実施例においては、基地局クラスタの形状及び／あるいは大きさは、遠隔干渉源に係る雑音に基づいて適応されうる。
【００１９】
第八の実施例においては、無線通信システムにおける各基地局が所定の角度範囲の組を有するように分割されており、さらに、各基地局が、単一あるいは複数個の基地局クラスタに割り当てられていて、遠隔干渉源に係る雑音によって影響を受けているカバレージ領域及び方向が各クラスタ内での前記角度範囲内で計算された雑音測定に基づいて決定されることが含まれる。
【００２０】
第九の実施例においては、少なくとも一つの緩和操作に、単一あるいは複数個の基地局に対して、遠隔干渉源方向のアンテナ利得を最小化するように指示することが含まれる。さらに、遠隔干渉源方向のアンテナ利得を最小化する段階には、他の隣接した基地局からの信号をヌルアウトすることによって、ある基地局における相対的な位相と利得を測定する段階が含まれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
無線通信に関して興味がある周波数範囲、例えば、０．８−４０ＧＨｚ、においては、太陽からのアウトバーストに起因する無線雑音は、最大で１０５ｓｆｕに到達するほどの広い範囲に亘って変化しうる。このことに関しては、例えば、W.R.Barronらによる“第２０太陽周期における多重周波数無線バースト抄録”（ＡＧＦＬ−ＴＲ−８０−００９８、１９８０年４月）を参照。このフラックスは、無線システムの範囲を狭め、さらには、１０−１５分あるいはそれ以上に亘って継続するバーストの持続期間における無線システムの動作を中断させうるほどの強度を有している。
【００２２】
従来技術に係るセルラシステムのカバレージ容量を計算する際には、通常、一様な熱背景雑音が仮定される。この雑音の強度レベルは、通常の温度においては、−１７４＋１０ｌｏｇ（Ｂ）ｄＢｍである。ここで、Ｂは信号帯域をヘルツで表示したものである。よって、レシーバの総入力雑音は、この熱雑音にレシーバの雑音指数を追加することによって与えられる。雑音指数が８ｄＢで５ＭＨｚ帯域の代表的なレシーバの場合には、入力総雑音強度は−９９ｄＢｍとなる。複数のユーザが存在する場合には、ユーザ間の多重アクセス雑音も含められなければならない。この雑音は、ネットワーク配置に依存するが、通常、熱背景雑音よりも１０ｄＢほど大きく、従って、多くの場合にシステムの総容量を規定する。しかしながら、太陽無線バーストの期間、特に、バーストスパイクの期間は、太陽雑音強度が主要な雑音源となりうるものであり、特に、レシーバのアンテナが直接太陽の方を向いているような場合には、システム性能を制限する。このことは、東方に面したアンテナを有する基地局で朝のラッシュ時に、また、西方に面したアンテナを有する基地局で夕方に、それぞれ発生する。このような期間は、セルカバレージが減少し、通話が切断あるいは拒絶されてしまう。さらに、衛星通信システムのアンテナも、アンテナと衛星との間の見通し線に太陽が近い場合に同様に影響を受けうる。
【００２３】
第三世代及びＩＳ−９５セルラシステムの双方において、多重アクセス方式はＣＤＭＡすなわち符号分割多重アクセスである。通常、これらのシステムにおける主要な干渉源は多重アクセス雑音である。この雑音を最小化する目的で、基地局は、セル内の全ユーザの送信強度を絶えず低減しようと試みている。送信強度が低減されると、平均では、干渉及び信号が一定の信号対雑音比を保ちつつ共に減少するが、一方で電力消費が低減され、必要とする通信回線に対する余裕がより大きくなる。このアルゴリズムは、干渉によって制限されたシステムに対して良好に適合している。
【００２４】
バーストスパイクが連続して存在する場合には、システム雑音レベルは−９５ｄＢｍ以上にまで増大する可能性がある。基地局にとっては、太陽は点源と見なすことが可能であり、かつ、基地局は高利得アンテナを有しているため、太陽現象は、基地局からハンドセットすなわちモバイルユニットへの回線よりも、ハンドセットから基地局への回線により重大な影響を与える。従来技術に係る強度制御アルゴリズムでは、基地局は個々のユーザを独立に取り扱い、各ユーザに係るフレームエラーレートの増大を検知する。その後、基地局は、影響を受けているユーザに対して個別にその送信強度を増大させるように要求する。従って、このことは、隣接するセルに対する干渉を増大させることになる。よって、これら隣接するセル内のユーザに対して、それぞれの送信強度を増大させるような要求がなされる。このように、実際に太陽に面しているアンテナセクタ内に全体のユーザのわずか１／３ほどが存在しているだけにも拘わらず、ネットワーク全体に亘るシステム干渉が増大してしまう。
【００２５】
無限の送信強度を有する理想的なシステムにおいては、この効果はシステム容量あるいはカバレージの低減を招かない。しかしながら、ハンドセットには有限の最大送信強度がある。システムがユーザに限界を超えてその強度を増加させることを要求する場合、ユーザは強度を増加させることができず、その信号対雑音比が低下する。結局、通話エッジに位置するユーザはシステムから切断され、システム容量及びカバレージの双方が低下してしまう。
【００２６】
長持続時間を有する太陽無線バーストは、重大な問題を引き起こす。本発明の発明者は、システム容量のシミュレーションの際に、太陽活動の４ｄＢの増大（これは、１０３ｓｆｕに対応する）を含めてみた。このような増大は、１−４ＧＨｚ帯の広帯域バーストにおいては珍しいことではない。このバースト例は、レシーバ雑音を−９９ｄＢｍから−９５ｄＢｍ以上にまで増加させる。シミュレーションの結果、９５パーセントのカバレージ容量が４パーセント減少した。このシミュレーションの場合には、システムが依然として干渉によって制限されていたため、減少分は小さいものである。しかしながら、熱雑音がさらに４ｄＢ増大してしまうと、システム容量は雑音によって制限されるようになり、従って、大きく減少するようになる。このようなより大規模なバーストは、太陽周期の期間中に少なくとも数回発生すると考えられている。最近３回の太陽周期において記録された最大規模のバーストの一例は１９６７年５月２３日に発生したものであり、約１ＧＨｚにおけるその規模は２×１０５ｓｆｕのオーダーあるいはそれ以上であった。このことに関しては、例えば、J.P.Castelliらによる“ＵＳＡＦの太陽無線パトロールネットワーク及びその応用”という表題の文献（Proc. IEEE、第６１巻、第１３０７頁（１９７３年））を参照。
【００２７】
比較的短いバーストスパイクは、システム雑音を短期間−９０ｄＢｍあるいはそれ以上に上昇させうるものであり、そのスパイクの持続時間中にほとんど全てのハンドセットとの間でやりとりされるデータの損失を招きうる。現在では、既存のシステムはこの種の短期間の擾乱には比較的鈍感である。なぜなら、通話がタイムアウトする機会を有さず、アルゴリズム自体が暴走する機会を有さないからである。しかしながら、ある種の問題が、一つのセルから他のセルへのハンドオフの間に生ずることが予期される。なぜなら、点源からの雑音スパイクが相異なったアンテナにおける相対的な信号強度の推定を混乱させうるからである。バーストスパイクが連続して発生した場合には、多くの通話が切断されてしまう。
【００２８】
以下、本発明が無線通信システムにおける太陽雑音の影響を緩和し、システム性能改善が実現される実施例に関連して記述される。しかしながら、本発明はこの実施例にのみ限定されている訳ではないことに留意されたい。むしろ、以下に説明されるように、本発明に係る方法は、通信システムが地上のものであるか例えば通信衛星ベースの通信システムなどのような地上以外のものであるかを問わず、無線音声及び／あるいはデータ通信システムに対する太陽の有するものと同様の特性を示すあらゆる雑音源の影響を緩和する目的でより一般的に適用されうる。本発明に係るこの概念が、図１に模式的に示されている。
【００２９】
より詳細に述べれば、本発明に係る技法は、無線通信システムから充分に離れた位置に存在するためにその雑音が当該無線通信システムのエリア内のセルに微小な（すなわち最小の）角度範囲で到達するような干渉源に対して適用可能である。例えば、角度範囲は、１５−２５度である。しかしながら、本発明はそのような角度範囲にのみ限定されているわけではないことに留意されたい。なぜなら、このように微小（あるいは最小）と見なされる範囲は、特定の無線通信システム及び／あるいは特定の干渉源によって異なるからである。よって、干渉源は、点源のような性質を有していると見なされている。角度範囲は、通常、水平線に関するもの、すなわち、方位方向、であるが、本発明はそれに限定されているわけではない。以下に説明されるように、太陽及び対流圏ダクトが、このような遠隔地に存在する干渉源の例である。
【００３０】
図１に示されているように、無線通信システム１０２は、複数個の基地局１０４−１、１０４−２、１０４−３、．．．、１０４−Ｎを含んでいる。当該システムは複数個のモバイルユーザ局すなわちハンドセットを含んでいるが、図を見易くする目的で図示されていない。太陽に起因する太陽雑音１０６以外に、基地局は、局所雑音源１０８に起因する雑音の影響も受ける。ここでは、局所雑音源１０８は基地局から充分に離れて存在しており、それによって放射される雑音はそれぞれの基地局に小さな角度範囲で到達する。例えば、局所雑音源は、平均セル間隔よりも遠くに存在する雑音源であり、大都市部におけるダクト、航空機からのセルラ電話通話、故障した電子レンジ、工業用無線周波数ヒーターなどである。基地局がこれら複数個の雑音源からの影響に曝される理由は、無線通信システムにおける基地局の大部分が、システム内の他のコンポーネント、例えばモバイルユーザ局すなわちハンドセット、及び他の基地局と通信するために指向性アンテナを用いているという事実に依る。さらに、モバイル及びポータブルユニットの低送信強度レベルを補償する目的で、基地局のアンテナ利得はモバイルユニットのものよりも通常は遙かに高く、基地局が干渉に対してより敏感であるような状況が実現されている。このようすは、図１において、基地局１０４−１に関して例示されている。ここでは、当該基地局に関連する３つの相異なったアンテナの指向性方向に対応する３つの相異なった指向性応答ローブ１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃが示されている。よって、これらより明らかなように、無線システムにおける基地局は、単一あるいは複数個の点状雑音源、例えば太陽雑音及び／あるいは局所雑音源、の影響を受ける可能性がある。以下、本発明の実施例においては太陽雑音の影響を緩和する方法が記述されるが、それらは、太陽雑音及び他の雑音源からの影響の緩和にも適用されうるものであり、あるいは、太陽以外の他の点状雑音源に対して単独に適用されうるものでもある。
【００３１】
図２は、本発明に係る太陽活動警報システム及び／あるいは同方法が機能することが可能な無線通信システムの模式図である。以降の図面に関連して説明されるように、本発明に係る太陽活動警報システム及び／あるいは同方法は、図２に示された無線通信システムに接続された付加的なモニタリングコンポーネント及び／あるいは当該無線通信システムの既存のコンポーネントを用いてじつげんされる。もちろん、図２に示された無線通信システムは、本発明が実装される通信システムを例示しているに過ぎない。この通信システムは、音声及び／あるいはデータ伝送機能を有していることに留意されたい。図示されているように、当該無線通信システムは、複数個のローカル交換局１２０−１、．．．、１２０−Ｎ、それぞれ個々のローカル交換局に関連している複数個の基地局１２２−１、．．．、１２２−Ｍ、１２４−１、．．．、１２４−Ｐ、１２６−１、．．．、１２６−Ｑ、及び地域交換局１２８を含むように配置されている。図を簡潔にする目的で、各基地局のセルに関連しているモバイルユーザ局は図示されていない。
【００３２】
図３は、本発明の実施例に従った太陽活動警報システムを示す模式図である。概説すれば、システム２００は、太陽雑音活動、例えばスパイクバーストあるいはフレアの発生及びその規模、に係る情報を、単一あるいは複数個の情報源から獲得し、この種の活動によって影響を受けうる無線通信システムのユーザに通知する。データ源は、例えば、単一あるいは複数個の太陽無線アンテナ、ＮＯＡＡすなわち国立海洋大気局衛星からのＸ線データ、静止軌道あるいは別の軌道上の他の衛星、地上及び／あるいは宇宙空間に存在する測定装置からの光学データなどであるが、これらに限定されているわけではない。この種のデータは、将来の太陽活動を予測する目的で、本発明に係る太陽活動警報システムによって用いられている太陽活動予測モデルに含められうる。
【００３３】
例えば、図３は、衛星２０２、地上局２０４、太陽無線アンテナ及びレシーバ２０６、コンピュータシステム２０８、ネットワーク２１０及び交換局２１２を有するシステム２００を示している。図２と対照すると、交換局２１２は、ローカル交換局１２０−１、．．．、１２０−Ｎあるいは地域交換局１２８のうちのいずれかである。もちろん、各ローカル交換局は、図３に示された、対応する太陽活動警報システムに接続されている。この実施例においては、太陽１０６に関連する太陽活動データを収集するために用いられる装置は、衛星２０２及び太陽無線アンテナ及びレシーバ２０６である。この衛星には、その宇宙空間における位置から太陽雑音及び他の太陽活動をモニタするための装置が備えられていることが望ましいことに留意されたい。この情報は、地上局２０４に中継される。地上局２０４は、コンピュータシステム２０８と通信を行なう。衛星２０２によって提供される宇宙空間ベースの太陽活動モニタリングに加えて、地上ベースのモニタリングサブシステムが、太陽活動を地上からモニタする目的で用いられる。このことは、無線アンテナ及びレシーバサブシステム２０６によって実現され、このサブシステム２０６が太陽雑音信号を受信してそれらをコンピュータシステム２０８に供給する。もちろん、このレシーバサブシステム２０６は処理能力を有しており、従って、受信した太陽雑音信号を処理してその結果得られた情報をコンピュータシステム２０８に供給する。いずれの場合においても、コンピュータシステム２０８は、処理されたデータ及び／あるいは生データを受信して生データそのものを処理し、このことによって処理されたデータが太陽活動を表わすものになる。コンピュータシステム２０８は、その後、太陽活動及び予測されたあるいは現在発生している厳しい太陽状況がシステム性能従ってそのサービスに対して影響を与えうることを通知する目的で、当該無線通信システムのユーザにその情報の全てあるいはその一部を供給する。
【００３４】
もちろん、情報は、当該無線通信システムにおける他のコンポーネントに対しても供給され、それらは、太陽活動の影響を自動的に緩和するような動作を行なうことが可能になる。太陽活動の影響を自動的に緩和するような方法例が以下に記述される。いずれの場合においても、図３に示されているように、コンピュータシステム２０８はネットワーク２１０に接続されていて、当該コンピュータシステム２０８に対して供給されたあるいは当該コンピュータシステム２０８が生成した太陽活動情報は、当該無線通信システムの交換局２１２に供給される。ここで、ネットワーク２１０は、インターネットなどの公衆ネットワーク、及び／あるいはプライベートネットワークである。ネットワークの種類は、本発明に関しては重要ではない。その後、交換局２１２は、獲得した情報を当該無線通信システムにおける基地局、例えば、図２に示されたセル基地局１２２−１、．．．、１２２−Ｍ、１２４−１、．．．、１２４−Ｐ、１２６−１、．．．、１２６−Ｑに伝達し、これらの基地局は、太陽活動の影響を緩和するような受動的な手段、例えば、性能上の問題が発生しうるセル内に存在するセルラ電話のユーザに対して文字及び／あるいは音声ワーニングメッセージを供給するなど、を講じることが可能である。基地局は、太陽活動の影響を緩和するようなアクティブな手段、例えば、当該無線通信システム中のより影響を受けていないセルへモバイル局をハンドオフさせるなど、や、以下に詳細に記述されるような手段を講じることが可能である。
【００３５】
さらに、コンピュータシステム２０８、及び、システム２００の他のモニタリングコンポーネントは、図３に示されているように、当該無線通信システムとは別個に配置されているのではなく、地域交換局、ローカル交換局、あるいは当該無線通信システム中の基地局などに配置されることも可能である。このような配置に関しては、以下に図４に関連して記述される。
【００３６】
図４は、本発明の別の実施例に従った太陽活動警報システムの模式図である。概説すれば、システム３００には、太陽活動情報を獲得するための単一あるいは複数個の太陽雑音無線アンテナ及びレシーバサブシステムが含まれている。この種のサブシステムは、無線通信システムの基地局及び／あるいは通信システムの交換局に組み込まれうる。図４に示されているように、当該システムは、複数個のセル基地局３０２−１、．．．、３０２−Ｎ、交換局３０６、及び太陽雑音無線アンテナ及びレシーバサブシステム３０４及び３０８を含んでいる。太陽雑音無線アンテナ及びレシーバサブシステム３０４は、基地局３０２−１と直接接続されており、一方、太陽雑音無線アンテナ及びレシーバサブシステムは交換局３０６に直接接続されている。この実施例においては、太陽雑音無線アンテナ及びレシーバサブシステム３０４及び３０８は、太陽雑音信号を受信し、太陽活動データを基地局３０２−１及び交換局３０６にそれぞれ供給する。その後、この情報は、通信システム内の他の基地局、例えば３０２−Ｎ宛に送出され、モバイルユーザ局３１０−１、．．．、３１０−Ｍへの太陽雑音の影響が緩和されうる。もちろん、基地局３０２−１も関連しているモバイルユーザ局を有しているが、それは図を簡潔にする目的で明示されていない。さらに、図４は、太陽雑音をモニタするための、交換局及び基地局に関連したアンテナ及びレシーバサブシステムを例示しているが、本発明に係る警報システムは、無線通信システムのアーキテクチャに依存した種々の配置で実装されうる。例えば、ある種の太陽活動モニタリングが、交換局、あるいは複数個の基地局において単独になされることも可能である。本発明は、特定の配置に制限されることを意図していない。さらに、図４においては明示されていないが、太陽活動データを受信して処理するコンピュータシステム、例えば図３のコンピュータシステム２０８、は、交換局３０６、基地局、あるいは当該無線通信システムのコンポーネントとは別の場所、のいずれにも配置されうる。
【００３７】
図５は、図２に示されているような、本発明の原理に従って無線通信システムの既存のコンポーネントと共に用いられる、太陽活動警報方法を例示した流れ図である。すなわち、図５に示されている太陽活動警報方法４００は、個別のモニタリングコンポーネント、例えば図３に示された衛星２０２、図３の地上局２０４、図３の太陽雑音アンテナ及びレシーバサブシステム２０６、図４の３０４及び３０８などを用いることなく、当該無線通信システムにおける既存のコンポーネントを利用する警報システムである。太陽活動情報の収集及び処理並びに太陽雑音緩和操作の開始は、図２に示されたセル基地局１２２−１、．．．、１２２−Ｍ、１２４−１、．．．、１２４−Ｐ、１２６−１、．．．、１２６−Ｑ、ローカル交換局１２０−１、．．．、１２０−Ｎ、及び／あるいは地域交換局１２８などの既存の無線通信システムに係る単一あるいは複数個のコンピュータシステムにおいて実行されうる。
【００３８】
太陽活動警報方法４００に関連して、以下の術語が定義される：
Ｎｉ＝アンテナｉで測定された雑音；
＜Ｎｉ＞＝アンテナｉに関して推定された雑音；
Ｎｓｕｎ＝太陽雑音；
Ｒｉ（∠ｓｕｎ）＝アンテナｉにおける太陽方向のアンテナ利得；及び、
Ｎｉｎｔ＝アンテナｉの固有あるいは太陽以外の雑音レベル。
Ｎｉが、増幅器雑音に、他のセルサイトからの干渉を含む太陽以外の雑音源からの雑音を加えたものよりなる、ということに留意されたい。
【００３９】
太陽活動警報方法４００に従って、単一あるいは複数個のセルサイトにおけるアンテナローブに係る雑音が、段階４０１に示されているように測定される。再び図１及び図２を参照すると、当該方法は、例えば、セル基地局１２２−１、．．．、１２２−Ｍ、１２４−１、．．．、１２４−Ｐ、１２６−１、．．．、１２６−Ｑのアンテナローブ１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃに係る雑音を測定する。利用される基地局数は、例えば１０以上であることが望ましい。これは、現行の技術に従ったサイト配置においては、おそらく３０以上のアンテナローブに対応する。
【００４０】
段階４０２においては、本方法は、アンテナ雑音を各アンテナの方位に関連付ける。すなわち、アンテナローブに係る雑音がアンテナ方位に関して解析される（例えば、アンテナローブ１１０ａにおける雑音対アンテナローブ１１０ｂ及び１１０ｃにおける雑音、というように）。次いで、段階４０３においては、本方法は、太陽方向に面しているアンテナローブが他のローブよりも著しく高い雑音レベルを有しているか否かが決定される。有していない場合には、本方法は段階４０１へ戻り、アンテナローブに係る雑音測定を継続する。太陽方向に面しているアンテナローブが他のローブよりも著しく高い雑音レベルを有していると決定された場合には、段階４０４において、各アンテナにおける太陽雑音レベルが推定される。
【００４１】
太陽雑音レベルが推定されると、本方法は、段階４０５において、太陽雑音の影響を低減及び／あるいは除去する目的で、単一あるいは複数の太陽雑音緩和操作を開始する。各基地局で開始される緩和操作は、推定された太陽雑音レベル及びそのセルサイトに関連する特性に依存する。緩和操作のいくつかの実例が、以降の図面に関連して以下に記述される。
【００４２】
段階４０２から４０４に係る処理は、例えば、
＜Ｎｉ＞＝ＮｓｕｎＲｉ（∠ｓｕｎ）＋Ｎｉｎｔ
というフィッティングを、関数
Σｉ（Ｎｉ−＜Ｎｉ＞）２
を最小にするように行なうことによって実現される。あるいは、Ｎｓｕｎに係る推定値が、P.Huberによる“ロバスト統計”（John Wiley & Sons、１９８１）という著作に記述された原理から導出される。この著作は、本明細書の参照文献である。このようなロバストな推定値は、それらが単一のアンテナのみに影響与えるような雑音源に対して敏感ではないために、好まれる。Ｎｓｕｎに係るロバストな推定値を得るためには、相異なった関数：
Σｉφ（Ｎｉ−＜Ｎｉ＞）
が最小化されなければならない。ここで、φ（ｘ）＝｛１＋（ｘ／ｃ）２｝０．５であり、ｃは、実験によって、通常のシステム雑音レベルの０．５倍から５倍に設定される。φ（ｘ）に対する他の適した関数は、P.Huberによる前掲書に記載されている。いずれの場合においても、このことによって、太陽無線雑音Ｎｓｕｎに係る推定値が得られる。また、この雑音決定における不確定性を計算することも重要である。なぜなら、この不確定性は、全てのアンテナに関してＲｉ（∠ｓｕｎ）が小さい場合、例えば正午前後、に大きくなるからである。D.Besleyらによる“回帰診断”（第２２−２４頁、John Wiley & Sons、１９８０）という著作に記述された技法が、Ｎｓｕｎに係る誤差推定を行なうために用いられる。この著作も、本明細書の参照論文である。
【００４３】
誤差推定値を<σ>と表記することにすると、無線通信システムは、増大した太陽雑音に対して、単一あるいは複数の太陽雑音緩和操作を実行することによって応答するが、このことは、以下に詳述されるように、
Ｎｓｕｎ／<σ>＞Ｋ
である場合に行なわれる。ここで、Ｋは、システムに依存し、実際に操作させてみることによって最もよく決定される。通常、１０以上のセルサイトがフィッティングに関して利用される場合には、Ｋはおよそ３から１０の間である。
【００４４】
図６から８は、雑音強度の概念的なヒストグラムを時刻及びアンテナ方位の関数として例示している。これらにおいて、方位は、“北”が０度近辺、“東”が１２０度、“西”が２４０度である。詳細に述べれば、図６から８は、それぞれ、日の出の直後の太陽フレアの期間、正午頃、及び日の入り直前での雑音強度分布を示している。これらより、日の出と日の入りが正午頃よりも雑音レベルが高いことがわかる。これは、太陽が低高度に位置するためにアンテナの主ビームに近接しているのに対し、正午頃は太陽方向のアンテナ感度が低いために太陽雑音が減衰させられるからである。さらに、宇宙船など地球外に位置するコンポーネントを有する無線通信システムの場合には、宇宙船の見通し線近傍に太陽が位置するか否かに依存して、同様の雑音強度分布が得られる。信号強度の推定は、種々の公知の統計的推定によってなされる。効率とロバストネスとの兼ね合いから、平均（mid-mean）が良好な推定値である場合が多い。推定値は、この種の測定が他の無線周波数エネルギー源によってしばしば擾乱されるので、ロバストであるべきである。
【００４５】
以下、無線通信システムにおける太陽雑音の影響を低減及び／あるいは除去する目的で、本発明に従った太陽活動警報システムによって開始される太陽雑音緩和操作のいくつかの実例が詳細に記述される。以下の緩和操作のうちの一つあるいは複数は、図３及び４に示された個別のモニタリングコンポーネントを有する太陽活動警報システムにおいて実現されうるものでもあり、また、図５に示されているような、無線通信システムの既存のコンポーネントをモニタリングを実行する目的で使用するような太陽活動警報システムにおいても実現されうるものである。
【００４６】
前述されているように、太陽活動が激しいあるいはある所定のレベルよりも高いと決定された場合には、本発明に係る警報システムが、太陽の干渉の影響を緩和する目的で、単一あるいは複数の方法を実現する。ここで、以下の方法のうちの一つあるいは複数は、雑音が局所雑音源に起因すると決定された場合においても利用されうることに留意されたい。
【００４７】
第一の緩和操作が図９及び１０に示されている。これらの図は、本発明に従った、モバイル局のハンドオフの単純な例を示している。図９に示されているように、モバイルユーザ局６０２は、セルＡにおいて、基地局６０４と通信している。しかしながら、フレアあるいはその他の活動により、太陽を源とする激しい雑音干渉現象が生じてしまった。よって、図１０に示されているように、本発明に従った太陽活動警報システムからの指示に従って、例えば地域交換局内のコンピュータシステムが、当該通信システムに対して、モバイルユーザ局６０２の、セルＡの基地局６０４からセルＢの基地局６０６へのハンドオフを実現する。ここで、セルＢは、例えばアンテナが太陽の方向に面していないという事実のために、太陽干渉の影響を受けていないセルである。
【００４８】
本発明に従った、太陽雑音の影響を緩和する他の方法は以下のようなものである。太陽活動が、ある基地局に関して厳しいものであると決定された場合、例えば地域交換局におけるコンピュータシステムという形態を有する警報システムが、基地局に対して、太陽に面したセクタにおいてより高いフレームエラーレートを許容するように指示する。すなわち、当該基地局は、太陽活動の活発な期間、当該基地局のセルのうちの影響を受けているセクタ内のモバイル局の送信強度を増加させないように指示される。前述されているように、従来技術に係る強度制御アルゴリズムを用いると、基地局は、各ユーザ局をそれぞれのユーザ局に係るフレームエラーレートの増加に基づいて独立して取り扱うため、影響を受けているユーザ局に対して個別にその送信強度を増大させるように要求してしまう。このことは、逆に、隣接するセルに対する干渉を増大させる。よって、それらのセクタにおけるユーザ局に対しても、送信強度を増大させるように要求してしまうことになる。このように、ネットワーク全体に亘るシステム干渉の増大を招くことになる。しかしながら、本発明に従って、太陽に面したアンテナを有する基地局により高いフレームエラーレートを許容するように指示することにより、上述された送信強度増大の連鎖反応は生じず、よって、無線通信サービスの著しい性能劣化は発生しない。もちろん、太陽干渉に直接起因するわずかの劣化は起こりうる。
【００４９】
本発明に従った、基地局における太陽雑音の影響を緩和するさらに別の方法は以下のようなものである。太陽活動が、ある基地局及びアンテナに関して厳しいと決定された場合には、例えば地域交換局におけるコンピュータシステムという形態を有する本発明に係る警報システムが、当該基地局に対して、既存の通話に参加しているモバイルユーザ局にその対応する送信強度レベルを低下させることを要求するように指示する。太陽雑音が基地局のあるアンテナに関して問題であるとしても、別のアンテナには影響を与えていない可能性がある、ということに留意されたい。影響された基地局／アンテナに係るユーザは影響を受けるが、他のユーザはそのサービス品質を維持しうる。
【００５０】
本発明に従った、基地局における太陽雑音の影響を緩和するさらなる方法は以下のようなものである。太陽活動が、ある基地局及びアンテナに関して厳しいと決定された場合には、例えば地域交換局におけるコンピュータシステムという形態を有する本発明に係る警報システムが、当該基地局に対して、通話切断タイムアウト値を長くし、よりよい伝播状況、すなわち、太陽雑音によってより影響を受けていないあるいは影響を受けていない状況、を有する領域すなわちセルへ移行するために必要となる時間期間をユーザに対してより長く与えるようにする。
【００５１】
本発明に従った、太陽雑音の影響を緩和するさらなる方式には、太陽に面したアンテナによってサービスを提供されているモバイルユーザ局の数を、当該アンテナを介した通話開始の許容数を減少させることによって低減することが含まれる。通常、それぞれの領域には複数個のセットアップチャネルが存在する。この様子は図１１に示されているが、モバイルユーザ局７０２は、基地局７０４との間のセットアップチャネルを、通話を開始する目的で使用する。しかしながら、他のモバイルユーザ局は、基地局７０４に係る他のセットアップチャネルを利用する。通常の動作においては、セルラ電話は、セットアップチャネルのうちの割り当てられた組を走査し、それぞれにおける信号を測定し、その後、最も大きい信号を与えるアンテナあるいはチャネルを用いて通信する。
【００５２】
ある方向に外部雑音、例えば太陽雑音（但し、太陽雑音には限らない）、が存在する場合には、基地局は、本発明に係る警報システムによって、当該基地局がセットアップチャネル上で送信する強度を低減するように指示される。このことは、カバレージ範囲をアンテナ近傍の小さな領域に制限する。その後、ユーザ局は、相異なったアンテナを介して接続する。他の選択肢は、太陽に面していないセットアップチャネル上の強度を増大させることである。このことにより、干渉の影響を受けていないアンテナに対してモバイルユーザ局が接続する可能性がより高くなる。
【００５３】
本発明に従った、太陽雑音の影響を緩和する別の方法は、無線通信システムにおけるハンドオフアルゴリズムを太陽活動を考慮するように修正することである。本発明に従って、ハンドオフは、（従来技術において通常行なわれているように）信号強度に基づいてではなく、信号対雑音比に基づいて行なわれることが望ましい。信号強度を測定する方法は、例えば、アドバンストモバイル電話サービスすなわちＡＭＰＳシステムにおいて実装されている方法のように、当業者には公知であるが、既存のシステムは雑音測定は行なわない。信頼することが可能な雑音測定には、トラフィックを有さないチャネル、時間スロット、あるいはコードの強度測定が含まれる。どのチャネル／時間スロット／コードが未使用であるかは、ローカル交換局、例えば、図４に示されたローカル交換局３０２、に問い合わせることによって知ることができる。その後、これらのチャネルに関して強度が複数回測定され、その中央値あるいは同様のアルゴリズムが、測定結果を組み合わせるために用いられる。ローカル交換局は、各５ＭＨｚ帯域毎に、少なくともそれぞれの帯域において２秒毎に１回以上雑音測定をすることが可能であるようにプログラムされている。この周波数帯域は単に例示目的のものであって、本発明に係る雑音緩和方法は他のシステムに関しても用いられうることに留意されたい。
【００５４】
本発明に係る太陽雑音緩和方法の別の実施例では、システムは、ある地理的位置における雑音が充分な信頼性を有した動作には高すぎると決定した場合には、適切なセットアップチャネルを介してブロードキャストテキストメッセージを送出することが可能である。このテキストメッセージは、干渉の問題に関する通知を行ない、ユーザにサービスが限定されることを警告する。さらに、このメッセージに、より詳細な情報に係るインターネットのＵＲＬすなわちユニフォームリソースロケータを参照させることも可能である。
【００５５】
あるいは、当該システムは、このブロードキャスト送信を実現するために、制御チャネルに通常よりも多くの強度を短期間のみ加えることも可能である。同時に、制御チャネルは、適切なビットパターンを送出することによって、ビジー状態であるとマークされることも可能である。この様子が、図１２に例示されている。詳細に述べれば、上図は、制御チャネルの強度を時間の関数として示しており、下図は、ビジーマーカー信号を時間の関数として示している。図示されているように、制御チャネル強度は、警告メッセージの間は高い。サービスメッセージは、太陽黒点活動の影響でサービスが劣化する旨を述べるものである。同時に、基地局は、そのビジーマーカー信号を高レベルに保ち、モバイルユーザ局が新規通話を設定したり通話を再設定したりするように試みることを防止する。このビジーマーカー信号は、モバイルユーザ局が新たな通話を設定する前に信号強度を再推定することを可能にし、他のモバイルユーザ局が制御チャネルの信号強度が低下したことを知るようになることを可能にする目的で、制御チャネル強度が低減された後、期間Ａの間は高く保たれることが望ましい。
【００５６】
雑音源の方向が正確に決定されうるような場合、例えば、雑音源が太陽であるような場合には、雑音に関して特に有効な一つの応答法は、雑音源の方向のアンテナ利得を最小化することである。この方法は、ビームナリングと呼称される。
【００５７】
本発明に従って、アンテナ及び／あるいは基地局は、アンテナの複数個のエレメントから得られる信号の相対利得と位相を調整できるように構成されている。その後、調整された信号は、加算されてレシーバ宛に送出される。この主の技法は当業者には公知であり、例えば、米国特許第５，９４０，０３３号、M.WennstroemらによるIEEE Tranactions on Aerospace and Elect. Sys.、第３６巻、第２号（２０００年４月）の論文、O.L.FrostによるProc. IEEE、第６０巻、第９２６−９３５頁（１９７２年８月）の論文、及び、S.P.ApplebaumらによるIEEE Trans. on Antennas and Propagation、第２４巻、第６５０−６６２頁（１９７６年９月）の論文、などを参照。これらは、本発明の参考文献である。
【００５８】
この種のシステムは、太陽から３０°より大きくずれた方向のアンテナパターンに対してほとんど影響を与えることなく、太陽方向の利得を１０ｄＢ減少させることが可能である。利得調整により、基地局のレシーバが、モバイルユーザ局の大部分との間の通常の通信を維持しつつ、最大のフレアに対してのみ鈍感になる。
【００５９】
このようなシステムは、ケーブル、増幅器及びアンテナにおける位相と減衰に係る正確な知識を必要とする。アンテナに留まっている鳥や汚れ、ケーブル内の水分、そして電子部品の経年変化などが、システムが雑音源をナルアウトするのを妨げるのに充分なほどに電気的特性を乱しうる。
【００６０】
本発明に従って、システムは、他の近隣の基地局からの信号を適応してナルアウトすることによって、相対位相と利得を測定する。他の基地局は、正確に知られた位置を有しており、極端な都市部を除けば、しばしば互いに見通し線内にあり、入射する電波の方向が正確にモデル化されることを可能にしているため、関連した電気的特性を正確に測定することが可能になる。適応ナルアウト技法は当業者には公知であり、例えば、前掲の米国特許第５，９４０，０３３号、M.WennstroemらによるIEEE Tranactions on Aerospace and Elect. Sys.、第３６巻、第２号（２０００年４月）の論文、O.L.FrostによるProc. IEEE、第６０巻、第９２６−９３５頁（１９７２年８月）の論文、及び、S.P.ApplebaumらによるIEEE Trans. on Antennas and Propagation、第２４巻、第６５０−６６２頁（１９７６年９月）の論文、などを参照。
【００６１】
図１４は、雑音源近傍の無線通信システムが示されている。ここでは、雑音源は都市領域からの対流圏ダクトであるように示されているが、太陽雑音であってもよい。通信システムは、セルサイト基地局９０２よりなるアレイを有している。破線枠９０３で囲まれた全ての基地局が、ほぼ同一の方向から、対流圏ダクト９０４の影響を受けるものと仮定する。雑音源９０６は、図示されているように、都市領域である。太陽からの雑音バーストを識別してそれに応答するための技法が他の雑音源に対しても適用可能であることに留意されたい。その際、通常は２つの実質的な修正が必要となる：（１）当該アルゴリズムは、雑音源の方向及び／あるいは位置に関して可能な範囲全てを検索しなければならない；及び、（２）当該アルゴリズムは、同様の雑音特性を有する近隣の基地局よりなるクラスタを検索しなければならない。以下に、適切なアルゴリズム例が記載される。ここでも、本発明に係る太陽活動警報システム及び／あるいは無線通信システムに係る単一あるいは複数個のコンピュータに従って当該アルゴリズムが実行されうることに留意されたい。
【００６２】
図５に従って、以下、太陽に関していくつかの仮想的な位置を仮定する。この実施例においては、“太陽”は、基地局群に対して影響を与える、太陽と同様の性質を有する雑音源を指し示すものである。対流圏ダクトが主要な干渉すなわち雑音源であるようなシステムに関しては、その仮想位置は、方位角では２０°毎、仰角では０°から１０°の範囲に１°毎に存在しているものとする。ここで、通常の１２０°幅かつ上下方向に５°の幅を有するビームを仮定する。グリッドの密度は、各アンテナ毎に１から３０の格子点を維持するようにするために、ビームサイズが縮小すると増大する。その後、本発明に係るアルゴリズムは、基地局より構成されるコンパクトクラスタの組を決定する。
【００６３】
例えば、クラスタは、“基地局Ｘから１０ｋｍ以内に位置する全ての基地局”と規定されうる。クラスタの一例が、破線枠９０３で示されている。しかしながら、クラスタの大きさと形状を雑音源に対して適合させることは有効である。円形ではないクラスタを形成することにより、クラスタの方位が、ここで考慮している太陽の仮想位置に対して相対的に定義される。
【００６４】
最後に、Ｎｓｕｎ／<σ>が、各クラスタ、太陽の各仮想位置に関して計算される。ここで、Ｎｓｕｎは太陽からの雑音強度の推定値、<σ>は測定の不確定性である。この（クラスタ、位置）対のうちで最も著しいすなわち最大のＮｓｕｎ／<σ>が、雑音源の方向とカバーする領域を規定するものと見なされる。図５に示された方法においては、この比がＫと比較され、雑音が通常より著しいものか否かが決定される。Ｋの適切な値は大きく、通常４＜Ｋ＜３０であって、それぞれのシステム毎に実験によって決定されるのが最良である。
【００６５】
第二のアルゴリズムも用いられうる。図１４に関連した上記記述の後、当該アルゴリズムは、まず、異常に高い雑音レベルを有するアンテナを識別する。その後、当該アルゴリズムは、以下のようにして、同じような方向からの異常に高い雑音レベルを有するアンテナ群を見いだす。まず、図１４に示されているように、角度範囲Ｂｉｎ０、Ｂｉｎ１、Ｂｉｎ２等々が、通常のアンテナのビームパターンが有する方位角幅の数分の１、例えば２分の１から１０分の１、の幅を有するように設定される。これらの角度範囲の各々の組は、セル基地局の位置に関連している。各基地局は、同一の角度範囲の組を有している。
【００６６】
その後、異常に高い雑音レベルを有するアンテナの各々に関して、当該アルゴリズムは、アンテナの最大利得のη倍の利得を有する角度範囲をマークしていく。ここで、通常は、０．１＜η＜０．７１である。次に、当該アルゴリズムは、図１４に関する前記記述に従って、セル基地局よりなるクラスタの組を設定する。その後、各クラスタの組及び各角度範囲に関して、当該アルゴリズムは、その角度範囲がマークされているクラスタ内に存在する基地局の数の総和を計算する。次いで、当該アルゴリズムは、特定の角度範囲方向の任意のクラスタに関する性能指数を計算する。通常、この性能指数は、前記総和とクラスタ内に存在するメンバー数の関数である。性能指数の一例は、Ｆ＝（総和）／（メンバー数）である。最後に、当該アルゴリズムは、性能指数を最大にする（クラスタ、角度方位）対の組を選択する。この組が、雑音の影響が及んでいる範囲及びその方向を規定するものと見なされる。
【００６７】
このアルゴリズムの変形においては、そのアルゴリズムは、各角度範囲に対して大きさが可変であるようなマークをつける（上記アルゴリズムでは、マークは０あるいは１である）。マークの大きさは、考慮している方向におけるアンテナ利得と共に、各アンテナの雑音測定結果が通常ではない度合によって設定される。
【００６８】
前述されたアルゴリズムのいずれにおいても、ひとたびクラスタが選択されると、クラスタ内の基地局は全て雑音源によって影響受けると見なされ、雑音に応答して全て同様に取り扱われる。
【００６９】
以上、本発明に従って、無線通信システムにおける太陽活動あるいは他の雑音源の影響を緩和する種々の方法例が議論されてきたが、他の機構も利用されうる。さらに、本発明に従った太陽活動警報システムは、上述された方法のうちの一つあるいは複数を実装することが可能である。
【００７０】
図１５は、本発明に従った太陽活動警報システムの単一あるいは複数個のコンポーネントのハードウエアによる実装例を示している。例えば、図１５に示されたハードウエア実装例は、コンピュータシステム２０８、及び／あるいは他の基地局、モバイルユーザ局、ローカル交換局、地域交換局、交換局及び本明細書において記載された他のコンポーネントにおいて用いられることが可能である。図示されているように、この実装例には、メモリ１１０４に接続されたプロセッサ１１０２が含まれている。ここで用いられている“プロセッサ”という術語は、中央処理ユニットすなわちＣＰＵ、あるいは他の処理回路を含む、単一あるいは複数個の処理デバイスを含むものであることが企図されている。さらに、“メモリ”という術語は、プロセッサすなわちＣＰＵに関連した、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクなどの固定メモリデバイス、あるいは、ディスケットなどのリムーバブルメモリデバイスなど、を含むものであることが企図されている。さらに、処理ユニットは、処理ユニットにデータを入力するためのキーパッドあるいはキーボードなどの単一あるいは複数個の入力デバイス、及び、処理ユニットに係る結果を提供するための、例えばＣＲＴディスプレイなどの単一あるいは複数個の出力デバイスを有している。従って、本明細書において記述された本発明に係る方法を実行するソフトウエア命令すなわちコードが、ＲＯＭ、固定あるいはリムバブルメモリなどの単一あるいは複数個の関連するメモリデバイスにストアされ、利用される場合には、ＲＡＭにロードされてＣＰＵによって実行される。
【００７１】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、無線通信システムに対する太陽雑音などの影響を緩和する方法及び装置が提供される。
【００７３】
特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一つ以上の点状雑音源が無線通信システムにおける基地局に係る指向性アンテナに与える影響を示す模式図。
【図２】  本発明に係る太陽活動警報システムが動作しうる無線通信システムを示す模式図。
【図３】  本発明の実施例に従った太陽活動警報システムを示す模式図。
【図４】  本発明の別の実施例に従った太陽活動警報システムを示す模式図。
【図５】  本発明の実施例に従った太陽活動警報の実現方法を例示する流れ図。
【図６】  太陽バースト雑音の効果をアンテナ方位及び時刻の関数として測定された信号強度に関して示したグラフ。
【図７】  太陽バースト雑音の効果をアンテナ方位及び時刻の関数として測定された信号強度に関して示したグラフ。
【図８】  太陽バースト雑音の効果をアンテナ方位及び時刻の関数として測定された信号強度に関して示したグラフ。
【図９】  本発明に従ったモバイル局のハンドオフを例示する模式図。
【図１０】  本発明に従ったモバイル局のハンドオフを例示する模式図。
【図１１】  基地局とモバイルユーザ局との間のセットアップチャネルの概念を例示する模式図。
【図１２】  本発明に従った、太陽活動の関数としての制御チャネルの強度調節を例示するグラフ。
【図１３】  本発明の実施例に従った、雑音源の効果を緩和する方法を例示する模式図。
【図１４】  本発明の別の実施例に従った、雑音源の効果を緩和する方法を例示する模式図。
【図１５】  本発明に係る太陽活動警報システムにおける単一あるいは複数個のコンポーネントのハードウエアによる実装を例示する模式図。
【符号の説明】
１０２  無線通信システム
１０４  基地局
１０６  太陽
１０８  局所雑音源
１１０  アンテナローブ
１２０  ローカル交換局
１２２、１２４、１２６  基地局
１２８  地域交換局
２００  太陽活動警報システム
２０２  衛星
２０４  地上局
２０６  無線レシーバ
２０８  コンピュータシステム
２１０  ネットワーク
２１２  交換局
３００  太陽活動警報システム
３０２  基地局
３０４、３０８  太陽雑音レシーバ
３０６  交換局
３１０  モバイルユーザ局
６０２  モバイルユーザ局
６０４、６０６  基地局
７０２  モバイルユーザ局
７０４  基地局
９０２  基地局
９０４  対流圏ダクト
９０６  雑音源
１１０２  プロセッサ
１１０４  メモリ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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