JP2006125951A - 無線ｌａｎ自動サイトサーベイ装置及び方法並びに無線ｌａｎ自動サイトサーベイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 二次元的な電界強度分布の作図を自動化し得る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置等を提供する。
【解決手段】 位置検出部２０は、台車６０の二次元的な位置を検出する。電界強度検出部３０は、アンテナを用いて電界強度を検出する。検出データ処理部４０は、検出された位置と電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として記憶する。作図データ処理部５０は、記憶された二次元的な電界強度分布を画像化する。本発明によれば、台車６０で測定領域を走行中に、台車６０の二次元的な位置を検出し、その位置における電界強度を検出し、検出された位置と電界強度とを対応付けることにより、二次元的な電界強度分布を画像化できるので、二次元的な電界強度分布の作図を容易に自動化できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ＬＡＮのサイトサーベイ（事前伝播調査）を自動で実施し作図する装置等に関する。

無線ＬＡＮシステムを構築する場合は、到達範囲を明確にする必要がある。そして、その到達範囲に応じて、無線ＬＡＮ中継装置を効率的に設置する。そのため、無線ＬＡＮシステムを導入する前に、無線ＬＡＮ中継装置を仮設して、無線ＬＡＮの使用エリアで小型端末等を用いて電界強度を測定する、サイトサーベイが重要である。

従来のサイトサーベイでは、測定者が小型端末等を使用エリアごとに持ち歩き、小型端末に画面表示された電界強度を測定者が手書きで記録していた。そのため、工数がかかることから、使用エリアが広いと測定者の疲労によって記録結果が曖昧になりがちであった。

一方、特許文献１には、車輪を用いて移動距離を検出する位置検出器と、受信アンテナを用いて電界強度を検出する測定器と、これらを載置した台車とを備え、台車を押しながら空間の電界強度分布を測定する技術が開示されている。この位置検出器は、距離を検出するだけであるので、二次元的な位置検出はできない。また、特許文献２には、特許文献１に類似する構成の台車を用いて、有料道路の料金所を通過するための車線において電界強度を測定する技術が開示されている。ここで用いられる位置検出器も、車線上の位置すなわち一次元的な位置を検出すれば十分であることから、二次元的な位置検出はできない。

特開平９−２６９３４４号公報（段落０００６） 特開平１０−９６７８６号公報（段落０００８）

ここで、従来手動で実施していた無線ＬＡＮ導入時のサイトサーベイを、特許文献１，２に開示された台車を用いて実施することを考えてみる。しかしながら、この台車では、直線上の一次元的な位置検出しか考慮されていないので、二次元的な電界強度分布の作図を自動化できない、という問題が生ずる。

そこで、本発明の目的は、二次元的な電界強度分布の作図を自動化し得る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置等を提供することにある。

本発明に係る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置は、位置検出部、電界強度検出部、検出データ処理部、作図データ処理部及び台車を備えている。位置検出部は、測定領域における台車の二次元的な位置を検出する。電界強度検出部は、アンテナを有するとともに当該アンテナを用いて電界強度を検出する。検出データ処理部は、位置検出部で検出された位置と電界強度検出部で検出された電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として記憶する。作図データ処理部は、検出データ処理部で記憶された二次元的な電界強度分布を画像化する。台車は、位置検出部、電界強度検出部、検出データ処理部及び作図データ処理部を載置するとともに、測定領域を走行する。

台車が測定領域を走行中に、位置検出部が台車の二次元的な位置を検出し、電界強度検出部がその位置における電界強度を検出する。そして、検出データ処理部は、検出された位置と電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として記憶する。作図データ処理部は、その二次元的な電界強度分布を画像化する。

位置検出部は、台車の車速を検出する車速センサと、台車の角速度を検出する角速度センサとを有する、としてもよい。この場合、車速センサで台車の移動距離がわかり、角速度センサで台車の移動方向がわかるので、台車の二次元的な位置を検出できる。

検出データ処理部は、位置検出部で検出された位置を二次元直交座標（ｘ，ｙ）で表し、この位置（ｘ，ｙ）において電界強度検出部で検出された電界強度Ｅを対応付けて（ｘ，ｙ，Ｅ）として記憶する、としてもよい。例えば、（ｘ₁，ｙ₁，Ｅ₁）,（ｘ₂，ｙ₂，Ｅ₂），・・・，（ｘ_n，ｙ_n，Ｅ_n）が得られたとする。このとき、作図データ処理部は、二次元直交座標の（ｘ₁，ｙ₁）に電界強度Ｅ₁を示す数値又は記号等を記入し、（ｘ₂，ｙ₂）に電界強度Ｅ₂を示す数値又は記号等を記入し、・・・、（ｘ_n，ｙ_n）に電界強度Ｅ_nを示す数値又は記号等を記入することにより、二次元的な電界強度分布を画像化することができる。また、電界強度とともに通信試験結果等を対応付けて記憶してもよい。

本発明に係る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステムは、本発明に係る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置と、この無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置に対して電波を送受信する無線ＬＡＮ中継装置と、を備えたものである。

本発明に係る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ方法は、本発明に係る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置を用い、台車で測定領域を走行しつつ、測定領域における台車の二次元的な位置を検出すると同時に、アンテナを介して電界強度を検出し、検出された位置と電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として記憶し、記憶された二次元的な電界強度分布を画像化する。このとき、位置検出部で検出された位置を二次元直交座標（ｘ，ｙ）で表し、この（ｘ，ｙ）において電界強度検出部で検出された電界強度Ｅを対応付けて（ｘ，ｙ，Ｅ）として記憶する、としてもよい。

換言すると、本発明は、従来手動で実施していた無線ＬＡＮ導入時のサイトサーベイを測定点ごとに自動的に測定するとともに、移動した方向及び距離を同時に記録することによって、最終的に無線ＬＡＮ通信可能範囲の地図を作図する装置であり、手動での測定よりも正確で分かりやすく、かつ短時間で調査することができる。

本発明によれば、台車で測定領域を走行中に、台車の二次元的な位置を検出し、その位置における電界強度を検出し、検出された位置と電界強度とを対応付けることにより、二次元的な電界強度分布を画像化できるので、二次元的な電界強度分布の作図を容易に自動化できる。

換言すると、本発明によれば、次の効果を奏する。１）リアルタイムに正確な電界強度を自動記録できる。また、台車型の本装置を手押しするだけでよいため、長時間でも疲労しにくい。２）測定後の作図作業が自動でできる。３）人手による測定ではないので、ミスの発生が少ない。

図１は、本発明に係る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステムの一実施形態を概念的に示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステム１００は、無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０と、無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０に対して電波及び通信試験信号を送受信する無線ＬＡＮ中継装置９０と、を備えたものである。無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０は、位置検出部２０、電界強度検出部３０、検出データ処理部４０、作図データ処理部５０及び台車６０を備えている。位置検出部２０は、測定領域における台車６０の二次元的な位置を検出する。電界強度検出部３０は、アンテナを有するとともに当該アンテナを用いて電界強度を検出する。検出データ処理部４０は、位置検出部２０で検出された位置と電界強度検出部３０で検出された電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として記憶する。作図データ処理部５０は、検出データ処理部４０で記憶された二次元的な電界強度分布を画像化する。台車６０は、位置検出部２０、電界強度検出部３０、検出データ処理部４０及び作図データ処理部５０を載置するとともに、測定領域を走行する。また、台車６０には、画像化された二次元的な電界強度分布を表示したり印刷したりするディスプレイ７１やプリンタ７２が載置されている。

台車６０が測定領域を走行中に、位置検出部２０が台車６０の二次元的な位置を検出し、電界強度検出部３０がその位置における電界強度を検出する。そして、検出データ処理部４０は、検出された位置と電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として、測定情報データベースに記憶する。作図データ処理部５０は、その二次元的な電界強度分布を画像化し、その画像データを必要に応じディスプレイ７１やプリンタ７２に出力する。

図２は、本実施形態の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステムを更に具体的に示す斜視図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステム１００は、測定者が使用する無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０と、ユーザ側に設置された無線ＬＡＮ中継装置９０とによって構成される。

位置検出部２０は、台車６０の車速を検出する車速センサ２１と、台車６０の角速度を検出する角速度センサ２２と、その二種類のセンサからの信号を処理する位置情報処理回路２３とからなる。電界強度検出部３０は、電波の電界強度を測定する電界強度測定用のアンテナ３１と、アンテナ３１から得た電界強度情報及び通信試験信号を処理する無線ＬＡＮインターフェイス回路３２とからなる。

検出データ処理部４０及び作図データ処理部５０の各機能は、コンピュータプログラム（以下「サイトサーベイプログラム」という。）によって小型端末７０内に実現されている。小型端末７０は、ノート型パーソナルコンピュータ（情報処理装置）であり、位置情報処理回路２３から入力した位置情報と無線ＬＡＮインターフェイス回路３２から入力した電界強度とをリアルタイムに記録するとともに、記録したデータから作図する。また、小型端末７０には、ディスプレイ７１（ＬＣＤ）が設けられるとともに、印刷信号を伝達するプリンタインターフェイス回路７３を介してプリンタ７２が接続されている。

このサイトサーベイプログラムによる小型端末７０の動作の概略は、次のとおりである。まず、電界強度検出部３０からの無線電界強度情報と位置検出部２０からの位置情報を同時に処理し、それらの情報を測定情報データベースに蓄積保存する。測定が終了すれば、測定情報データベースの蓄積情報を元に作図を開始し、小型端末７０のディスプレイ７１に作図結果を表示する。また、必要に応じて、作図結果をプリンタインターフェイス回路７３を通してプリンタ７２に印刷することができる。

台車６０は、左前輪６１、右前輪６２（図示せず）、左後輪６３及び右後輪６４が底面に設けられ、手押し用の把手６５が側面に設けられ、アンテナ３１、小型端末７０、プリンタ７２等が上面に載置されている。例えば、左前輪６１及び右前輪６２はキャスタの固定輪であり、左後輪６３及び右後輪６４はキャスタの可動輪である。

図３は、本実施形態における左前輪を示す斜視図である。図４は、本実施形態における位置検出部を示すブロック図である。以下、これらの図面に基づき、位置検出部２０について説明する。

左前輪６１には、左角速度センサ２２Ｌ、左外側車速センサ２１Ｌ１及び左内側車速センサ２１Ｌ２が設けられている。左角速度センサ２２Ｌは、例えばジャイロセンサからなり、左車輪６１の１秒あたりの角度（rad/s）を位置情報処理回路２３へ送る。左外側車速センサ２１Ｌ１は、左前輪６１のホイールに埋め込まれた永久磁石Ｍ１と、自動車でいうタイヤハウス部に取り付けられた磁気センサＳ１とからなり、左前輪６１が回転すると磁気センサＳ１からパルス信号が発生する。同様に、左内側車速センサ２１Ｌ２も、永久磁石Ｍ２と磁気センサＳ２とからなる。ただし、永久磁石Ｍ１，Ｍ２が少しずれて配設されていることにより、磁気センサＳ１，Ｓ２から出力されるパルス信号の順序に基づいて左前輪６１の正転及び逆転を判別できる。また、左前輪６１と同じように右前輪６２にも、右角速度センサ２２Ｒ、右外側車速センサ２１Ｒ１及び右内側車速センサ２１Ｒ２が設けられている。なお、左前輪６１は、ホイールが一つのものを例示したが、ホイールが二つであり、一方に永久磁石Ｍ１を埋め込み、他方に永久磁石Ｍ２を埋め込んでもよい。

位置情報処理回路２３は、パルスコンバータ２４Ｌ１，２４Ｌ２，２４Ｒ１，２４Ｒ２、Ａ／Ｄコンバータ２５Ｌ，２５Ｒ、制御回路２６及びインターフェイス回路２７からなる。左角速度センサ２２Ｌ及び右角速度センサ２２Ｒから受信したアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ２５Ｌ，２５Ｒでデジタル信号に変換され、制御回路２６へ送られる。左外側車速センサ２１Ｌ１、左内側車速センサ２１Ｌ２、右外側車速センサ２１Ｒ１及び右内側車速センサ２１Ｒ２から受信した信号は、パルスコンバータ２４Ｌ１，２４Ｌ２，２４Ｒ１，２４Ｒ２でより精密なパルス信号に変換され、制御回路２６へ送られる。

制御回路２６は、角速度データ及び車速データを計算して無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０のＸ座標及びＹ座標の単位時間あたりの移動値を計算し、その計算結果をインターフェイス回路２７を通して小型端末７０のサイトサーベイプログラムへ逐次送る。

図５は、本実施形態における電界強度検出部を示すブロック図である。以下、この図面に基づき、電界強度検出部３０について説明する。

電界強度検出部３０は、電界強度測定用のアンテナ３１と無線ＬＡＮインターフェイス回路３２とで構成される。

アンテナ３１は、無線ＬＡＮ中継装置９０の電界強度を測定し通信試験信号を発信及び受信するものであり、無線ＬＡＮ用の周波数帯である２．４ＧＨｚ帯及び５．２ＧＨｚ帯の両方に同調できるように設計されている。アンテナ３１の指向性は、無線ＬＡＮ中継装置９０からの電波を均等に受信するために無指向性の方式を採用している。アンテナ３１の利得は０ｄＢｉである。

無線ＬＡＮインターフェイス回路３２は、無線ＬＡＮの電波を送受信するための回路及び小型端末７０とのインターフェイスの回路により構成されている。

また、電界強度は、ＲＳＳＩ値（Received Signal Strength Indicator：受信電界強度）で測定する。これは、実際の電界強度（ｄＢｍ）であると数値がマイナス数値で表されてわかりにくいため、ｄＢｍ値に一定の数値を足してプラスの数値に変換することにより直感的に電波の強弱がわかるようにしたものである。

また、通信試験は、一般的にＰｉｎｇと呼ばれるＴＣＰ／ＩＰプロトコルの補助用プロトコルであるＩＣＭＰのうちのICMP ECHOを、無線ＬＡＮ中継装置９０に一定間隔で送信し、無線ＬＡＮ中継装置９０からICMP ECHO REPLYが返答されることを随時受信観測することにより実施する。その結果により、その場所での通信が可能かどうか判断する。つまり、ICMP
ECHO REPLYを受信できたときはその場所での通信が可能あり、無線ＬＡＮインターフェイス回路３２は小型端末７０へ“１”の値を返す。一方、ICMP ECHO
REPLYを受信できなかったときはその場所での通信が不可能あり、無線ＬＡＮインターフェイス回路３２は小型端末７０へ“０”の値を返す。

図６は、本実施形態の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステムの動作を示すフローチャートである。以下、図２及び図６に基づき、無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステム１００の動作を説明する。

まず、測定者は、小型端末７０からサイトサーベイプログラムに対して、自動的に位置情報、通信試験結果及び電界強度を記録する自動測定間隔（秒）を設定する（ステップＡ１）。続いて、測定者は、測定開始場所に無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０を移動し、測定開始処理を小型端末７０から開始する。すると、サイトサーベイプログラムは初期処理を起動する（ステップＡ２）。これは、位置情報処理回路２３に対して位置情報をゼロにクリアさせる処理であり、無線ＬＡＮインターフェイス回路３２に対して電界強度の測定を開始させる処理であり、無線ＬＡＮ中継装置９０との通信試験を開始させる処理である（ステップＡ３）。

続いて、測定者は、無線ＬＡＮの使用エリア内で、無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０を手で押して移動させていく（ステップＡ４）。また、測定者は、その場所が重要な無線ＬＡＮ使用場所であると判断した場合に、小型端末７０から強制測定処理を起動させる（ステップＡ５）。サイトサーベイプログラムは、その時点での電界強度情報、通信試験結果及び位置情報を測定情報データベースに保存する（ステップＡ６）。一方、サイトサーベイプログラムは、測定開始時間からの経過時間を監視しており、前回の測定時間から最初に設定した自動測定間隔に到達した場合（ステップＡ７）、強制的にその時の電界強度情報、通信試験結果及び位置情報を測定情報データベースに保存する（ステップＡ８）。

続いて、測定者は、使用エリアの全てに無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置１０を移動し終えた時に、小型端末７０から測定終了処理を起動させる（ステップＡ９）。一方、サイトサーベイプログラムは、測定開始処理から測定終了処理までに測定情報データベースに蓄積されたデータを元に作図処理を起動し（ステップＡ１０）、その作図結果を小型端末７０のディスプレイ７１に表示させる（ステップＡ１１，Ａ１２）。なお、表示形式は一般的な作図ソフトウェアの形式で出力されるため、手動で間取りを入力することにより、後述の図８のような図面を作成することができる。また、測定者が作図結果をプリンタ７２に印刷したい場合は、プリンタインターフェイス回路７３にプリンタ７２を接続して、小型端末７０から印刷処理を起動することにより、紙媒体に印刷することができる（ステップＡ１３，Ａ１４）。

図７は、本実施形態における測定情報データベースの記録例を示す図表である。以下、この図面に基づき説明する。

測定情報データベースには、項番、測定日付、測定時間、強制測定フラグ値、受信信号の無線ＬＡＮ規格、チャンネル（周波数）、ＲＳＳＩ値（受信電界強度）、Ｐｉｎｇ（通信試験）結果値、位置情報（Ｘ軸）、位置情報（Ｙ軸）などの情報が記録される。図７に示す例では、自動測定間隔を５秒に設定し、項番１６において強制測定処理を手動で起動させている。

Ｐｉｎｇ結果値から、項番３，４，５の地点では無線ＬＡＮ通信はできない、と判断できる。なお、無線ＬＡＮ規格はＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格である。項番５，６でチャンネルが４ｃｈから１１ｃｈに推移していることから、この地点で無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置が移動したことにより別の無線ＬＡＮ中継装置に切り替わった（ローミング動作した）ことがわかる。

図８は、本実施形態における作図結果の表示例及び印刷例を示す図である。以下、この図面に基づき説明する。

この図は、作図ソフトウェアにより測定エリアの間取りと合成した例である。斜線のエリアが無線ＬＡＮ使用可能エリアである。表示例も印刷例も同じ内容である。

以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば次の効果を奏する。図２において、台車６０で測定領域を走行中に、台車６０の二次元的な位置を位置検出部２０で検出し、その位置における電界強度を電界強度検出部３０で検出し、検出された位置と電界強度とを検出データ処理部４０で対応付けることにより、二次元的な電界強度分布を作図データ処理部５０で画像化できるので、二次元的な電界強度分布の作図を容易に自動化できる。

本発明に係る無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステムの一実施形態を概念的に示すブロック図である。 本実施形態の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステムを更に具体的に示す斜視図である。 本実施形態における左前輪を示す斜視図である。 本実施形態における位置検出部を示すブロック図である。 本実施形態における電界強度検出部を示すブロック図である。 本実施形態の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステムの動作を示すフローチャートである。 本実施形態における測定情報データベースの記録例を示す図表である。 本実施形態における作図結果の表示例及び印刷例を示す図である。

符号の説明

１０ 無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置
２０ 位置検出部
３０ 電界強度検出部
４０ 検出データ処理部
５０ 作図データ処理部
６０ 台車
７０ 小型端末
７１ ディスプレイ
７２ プリンタ
９０ 無線ＬＡＮ中継装置
１００ 無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステム

Claims (6)

1. 位置検出部、電界強度検出部、検出データ処理部、作図データ処理部及び台車を備えた無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置であって、
   前記位置検出部は、測定領域における前記台車の二次元的な位置を検出し、
   前記電界強度検出部は、アンテナを有するとともに当該アンテナを用いて電界強度を検出し、
   前記検出データ処理部は、前記位置検出部で検出された位置と前記電界強度検出部で検出された電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として記憶し、
   前記作図データ処理部は、前記検出データ処理部で記憶された前記二次元的な電界強度分布を画像化し、
   前記台車は、前記位置検出部、前記電界強度検出部、前記検出データ処理部及び前記作図データ処理部を載置するとともに前記測定領域を走行する、
   ことを特徴とする無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置。
2. 前記位置検出部は、前記台車の車速を検出する車速センサと、前記台車の角速度を検出する角速度センサとを有する、
   請求項１記載の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置。
3. 前記検出データ処理部は、前記位置検出部で検出された位置を二次元直交座標（ｘ，ｙ）で表し、この位置（ｘ，ｙ）において前記電界強度検出部で検出された電界強度Ｅを対応付けて（ｘ，ｙ，Ｅ）として記憶する、
   請求項１又は２記載の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置。
   
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置と、この無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ装置に対して電波を送受信する無線ＬＡＮ中継装置と、
   を備えた無線ＬＡＮ自動サイトサーベイシステム。
   
5. アンテナ、位置検出部、電界強度検出部、検出データ処理部及び作図データ処理部を具備した台車で測定領域を走行しつつ、
   前記位置検出部によって前記測定領域における前記台車の二次元的な位置を検出すると同時に、前記電界強度検出部によって前記アンテナを介して電界強度を検出し、
   前記検出データ処理部によって、前記位置検出部で検出された位置と前記電界強度検出部で検出された電界強度とを対応付けて二次元的な電界強度分布として記憶し、
   前記作図データ処理部によって、前記検出データ処理部で記憶された前記二次元的な電界強度分布を画像化する、
   無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ方法。
6. 前記検出データ処理部によって、前記位置検出部で検出された位置を二次元直交座標（ｘ，ｙ）で表し、この位置（ｘ，ｙ）において前記電界強度検出部で検出された電界強度Ｅを対応付けて（ｘ，ｙ，Ｅ）として記憶する、
   請求項５記載の無線ＬＡＮ自動サイトサーベイ方法。

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