JP2006262403A - Radio signal transmission state estimating device, terminal device, radio signal transmission system, and radio signal transmission state estimating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,無線LANシステム等の無線信号伝送システムにおいて,無線信号の伝送状態(減衰,干渉の状態等)の空間的,時間的な分布を測定して評価する無線信号伝送状態評価装置,該無線信号伝送状態評価装置に前記伝送状態の実測情報を送信する端末装置,前記無線信号伝送状態評価装置を具備する無線信号伝送システム,無線信号伝送状態評価方法に関するものである。 The present invention relates to a wireless signal transmission state evaluation apparatus for measuring and evaluating a spatial and temporal distribution of a wireless signal transmission state (attenuation, interference state, etc.) in a wireless signal transmission system such as a wireless LAN system, The present invention relates to a terminal device for transmitting actual transmission state information to a wireless signal transmission state evaluation device, a wireless signal transmission system including the wireless signal transmission state evaluation device, and a wireless signal transmission state evaluation method.
屋内,屋外の様々な環境において,情報の送受信を無線で行うことが可能なシステムとして,無線LAN等の無線信号伝送システムが知られている。前記無線信号伝送システムは,ユーザ側の端末装置と該端末装置を無線信号の伝送対象とする基地局装置との間で,一方向若しくは双方向に前記情報が重畳された無線信号を伝送するシステムである。
前記無線信号伝送システムにおいて,出来るだけ安定した通信を実現するべく,前記基地局装置と前記端末装置とは,前記無線信号の強度を高レベルで受信可能とする位置関係で配置されるのが望ましい。
従って,前記基地局装置と前記端末装置との位置関係を決定する際には,前記無線信号の強度の分布情報を取得し,該分布情報に基づいて前記位置関係を決定する方法が従来から用いられている。
例えば,前記基地局装置の最も好適な配置位置を決定するための従来技術として,特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には,比較的軽量で持ち運び可能な擬似基地局を,前記基地局装置の配置位置の候補位置に順次設置し,前記端末装置各々と実際に無線通信を試みることにより,最適な前記基地局装置の位置決定を行う技術が開示されている。
また,測定者が無線LANカードを装着したノートPC等の無線LAN端末を携帯しつつ通信エリア内を移動することにより,該通信エリア内における無線信号の強度を測定する技術も知られている。
A wireless signal transmission system such as a wireless LAN is known as a system capable of wirelessly transmitting and receiving information in various indoor and outdoor environments. The radio signal transmission system is a system for transmitting a radio signal in which the information is superimposed in one or both directions between a user-side terminal device and a base station device that uses the terminal device as a radio signal transmission target. It is.
In the wireless signal transmission system, it is desirable that the base station device and the terminal device be arranged in a positional relationship that enables reception of the wireless signal at a high level in order to realize as stable communication as possible. .
Therefore, when determining the positional relationship between the base station device and the terminal device, a method of acquiring the wireless signal intensity distribution information and determining the positional relationship based on the distribution information has been conventionally used. It has been.
For example, as a conventional technique for determining the most suitable arrangement position of the base station apparatus, a technique described in
A technique is also known in which a measurer moves in a communication area while carrying a wireless LAN terminal such as a notebook PC equipped with a wireless LAN card, thereby measuring the strength of a wireless signal in the communication area.
ところで,無線LANシステム等において,前記無線信号は様々な設置物により反射される。このような反射信号は元の前記無線信号と干渉し,好適な無線信号の伝送を妨げる要因となる。その現象はマルチパス干渉と呼ばれる。
前記マルチパス干渉のない空間では,前記無線信号の強度は前記基地局装置からの距離に伴ってなだらかに減衰するが,前記マルチパス干渉が生じた場合にはより激しい前記無線信号の強度変化が生じる。例えば,前記基地局装置と前記端末装置との僅かな空間的位置のズレが原因で,前記無線信号の強度が通信不能なレベルにまで減衰する,若しくは異常な大きさの強度となる状況が生じ得る。また,マルチパス干渉の度合いは人の移動等に伴う環境の時間変化によっても激しく変化し得るものである。即ち,マルチパス干渉は,僅かな空間的,時間的変化に伴って前記無線信号の強度を大幅に変化させ得る。
上述のようなマルチパス干渉が生じうる状況下において,無線信号の強度は通信環境の良し悪しを決める基準としては不確実である。
つまり,前記無線信号の強度が大きかったとしても,マルチパス干渉の結果として前記無線信号の強度が大きくなった場合には,良好な通信状態は得られない。それは,以下の理由による。即ち,前記反射信号には元の無線信号からの遅れが発生するものである。マルチパス干渉が生じ,遅れが生じた前記反射信号と前記無線信号とが干渉した場合,前記無線信号に重畳される通信情報に変質が生じてしまい,正しい情報が伝送されない。
逆に,前記無線信号の強度が通信に必要最小限の強度であったとしても,マルチパス干渉の影響が小さければ,伝送すべき通信情報の内容には影響が少ないので,比較的良好な通信が可能である。
In the space without the multipath interference, the intensity of the radio signal is gradually attenuated with the distance from the base station apparatus, but when the multipath interference occurs, the intensity change of the radio signal is more severe. Arise. For example, due to a slight spatial position shift between the base station device and the terminal device, a situation occurs in which the strength of the radio signal is attenuated to a level at which communication is impossible or the strength is abnormal. obtain. In addition, the degree of multipath interference can change drastically even with changes in the environment with the movement of people. That is, multipath interference can significantly change the intensity of the radio signal with slight spatial and temporal changes.
Under the circumstances where multipath interference can occur as described above, the strength of the radio signal is uncertain as a criterion for determining the quality of the communication environment.
That is, even if the intensity of the radio signal is large, if the intensity of the radio signal increases as a result of multipath interference, a good communication state cannot be obtained. The reason is as follows. That is, the reflected signal is delayed from the original radio signal. When multipath interference occurs and the reflected signal with a delay interferes with the radio signal, the communication information superimposed on the radio signal is altered and correct information is not transmitted.
On the other hand, even if the strength of the radio signal is the minimum strength necessary for communication, if the influence of multipath interference is small, the content of communication information to be transmitted is little affected, so that relatively good communication is possible. Is possible.
しかしながら,上述の特許文献1に記載の従来技術では,単に各端末装置における無線信号の強度を測定しているにすぎず,前記無線信号の強度が弱いことが判別されても,基地局装置からの距離に伴って減衰した結果弱くなっただけであり通信情報には変質が生じていない(つまり,通信に問題はない)のか,それともマルチパス干渉が生じた結果として通信情報の変質を伴う減衰が生じた(つまり,通信に問題がある)のか判別することは不可能である。
また,計測された前記無線信号の強度は恒常的なものであるのか,若しくは時間的に変化する前記マルチパス干渉が発生しているのかを判別する具体的手段は特許文献1には開示されていない。
また,測定者がノートPC等の端末を携帯しつつ通信エリアを移動する技術でも,前記測定者自身が前記マルチパス干渉の原因となってしまうため,前記マルチパス干渉の状態の評価精度の信頼性は低いものであった。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,良好な通信を得るための理想的な基地局装置,端末装置の配置を実現するために,マルチパス干渉等により空間的,時間的に変化する前記無線信号の受信状態の評価を正確に行うことが可能な無線信号伝送状態評価装置,該無線信号伝送状態評価装置に前記伝送状態の実測情報を送信する端末装置及び無線信号伝送状態評価方法を提供することにある。
However, in the prior art described in
Further,
Further, even in a technique in which a measurer moves a communication area while carrying a terminal such as a notebook PC, the measurer himself causes the multipath interference, and thus the reliability of evaluation accuracy of the state of the multipath interference is reliable. The nature was low.
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide multipath interference in order to realize an ideal base station apparatus and terminal apparatus arrangement for obtaining good communication. A wireless signal transmission state evaluation device capable of accurately evaluating the reception state of the wireless signal that varies spatially and temporally due to, for example, and transmits the actual measurement information of the transmission state to the wireless signal transmission state evaluation device It is to provide a terminal device and a radio signal transmission state evaluation method.
上記目的を達成するために本発明は,所定の基地局装置から送信される無線信号が複数の端末装置で受信される無線信号伝送システムに対して,前記基地局装置と前記端末装置各々との位置関係から推定される前記無線信号の強度を推定し,また,前記端末装置各々による前記無線信号の強度の実測情報を取得し,推定結果と前記実測情報とを比較することにより前記無線信号の受信状態を評価する無線信号伝送状態評価装置として構成される。
通常,前記無線信号の強度は前記基地局装置からの距離に伴い減衰するものであるから,前記基地局装置と前記端末装置各々との距離を予め記憶しておけば,前記端末装置各々における前記無線信号の強度が推定可能である。このような推定値と実測値とを比較することにより,マルチパス干渉等により変化する受信状態の空間的な分布の評価を得ることが可能である。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a radio signal transmission system in which a radio signal transmitted from a predetermined base station apparatus is received by a plurality of terminal apparatuses, between the base station apparatus and each of the terminal apparatuses. Estimating the strength of the wireless signal estimated from the positional relationship, obtaining actual measurement information of the strength of the wireless signal by each of the terminal devices, and comparing the estimation result with the actual measurement information to The wireless signal transmission state evaluation device is configured to evaluate the reception state.
Usually, since the strength of the radio signal is attenuated with the distance from the base station apparatus, if the distance between the base station apparatus and each of the terminal apparatuses is stored in advance, the terminal apparatus in each of the terminal apparatuses The intensity of the radio signal can be estimated. By comparing such an estimated value and an actual measurement value, it is possible to obtain an evaluation of the spatial distribution of the reception state that changes due to multipath interference or the like.
ここで,前記端末装置の一部又は全部が前記無線信号の送信機能を有するものであり,前記端末装置を前記基地局装置として順次切り替えつつ,基地局装置として用いられていない前記端末装置からの前記無線信号の実測情報に基づいて前記無線信号の受信状態を評価することが考えられる。
これにより,前記基地局装置が固定された上での前記無線信号の受信状態を評価するに留まらず,前記基地局装置の位置毎の望ましさも同様に評価することが可能であり,その評価を前記基地局装置の位置を決定する際の参考情報として用いることも可能である。
また,前記実測情報を時系列で累積記憶しておく場合には,その記憶情報に基づいて前記無線信号の受信状態の時間変化も評価することが可能である。
尚,本発明は,前記無線信号伝送システムを構成する前記端末装置,当該無線信号伝送状態評価装置を具備する無線信号伝送システム,或いは無線信号伝送状態評価方法として取らえることも可能である。
Here, a part or all of the terminal device has a function of transmitting the radio signal, and the terminal device is switched from the terminal device that is not used as a base station device while sequentially switching the terminal device as the base station device. It is conceivable to evaluate the reception state of the wireless signal based on the actual measurement information of the wireless signal.
Thereby, it is possible not only to evaluate the reception state of the radio signal after the base station apparatus is fixed, but also to evaluate the desirability of each position of the base station apparatus in the same way. Can also be used as reference information when determining the position of the base station apparatus.
Further, when the actual measurement information is accumulated and stored in time series, it is possible to evaluate the time change of the reception state of the radio signal based on the stored information.
The present invention can also be understood as the terminal device constituting the wireless signal transmission system, the wireless signal transmission system including the wireless signal transmission state evaluation device, or the wireless signal transmission state evaluation method.
本発明によれば,マルチパス干渉等により空間的,時間的に変化する無線信号の受信状態の評価を正確に行うことが可能であり,そのような評価を用いることにより,良好な通信を得るための理想的な端末装置の配置を実現することが可能である。
また,端末装置の一部又は全部が前記無線信号の送信機能を有するものであり,前記端末装置を基地局装置として順次切り替えつつ,基地局装置として用いられていない前記端末装置からの前記無線信号の実測情報に基づいて前記無線信号の受信状態を評価する場合には,該評価を前記基地局装置の位置を決定する際の参考情報として用いることも可能である。
According to the present invention, it is possible to accurately evaluate the reception state of a radio signal that varies spatially and temporally due to multipath interference or the like, and by using such evaluation, good communication can be obtained. Therefore, it is possible to realize an ideal terminal device arrangement.
Further, part or all of the terminal device has a function of transmitting the radio signal, and the radio signal from the terminal device that is not used as a base station device while sequentially switching the terminal device as a base station device. When the reception state of the radio signal is evaluated based on the actual measurement information, it is also possible to use the evaluation as reference information when determining the position of the base station apparatus.
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施形態に係る無線信号伝送状態評価装置を含む無線信号伝送システムの概略図,図2は無線信号伝送システムで用いられる端末装置の概略構成を表すブロック図,図3は本発明の実施形態に係る無線信号伝送状態評価装置の概略構成を表すブロック図,図4は端末装置の有する制御部による受信レベル記録部の制御手順を示すフローチャート,図5は端末装置の有する制御部による処理手順を示すフローチャート,図6は本発明の実施形態に係る無線信号伝送状態評価装置が保持する端末装置2a〜2f各々で受信された無線信号の受信状態の評価等を表すリスト,図7は本発明の実施形態に係る無線信号伝送状態評価装置の処理手順を示すフローチャートである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that the present invention can be understood. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless signal transmission system including a wireless signal transmission state evaluation device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a terminal device used in the wireless signal transmission system. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a radio signal transmission state evaluation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of a reception level recording unit by a control unit of the terminal device, and FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure by the control unit, and FIG. 6 is a list showing the evaluation of the reception state of the wireless signal received by each of the
以下,図1を参照しつつ,本発明の実施形態に係る無線信号伝送状態評価装置3を含む無線信号伝送システムAの概略について説明する。
図1に示されるように,前記無線信号伝送システムAは,複数の端末装置2a〜2f,本発明の実施形態に係る無線信号伝送状態評価装置3,イーサーネット4等により概略構成され,基地局装置1と前記端末装置との間で双方向に無線信号の送受信が可能な通信システムである。
前記基地局装置1は,例えばIEEE802.11等により規定の通信規格において無線信号の送受信が可能な装置である。詳しくは,前記基地局装置1はインターネット5に接続されており,前記インターネット5より取得された情報を前記通信規格に従って無線信号化する機能,及び該無線信号を前記端末装置2a〜2fに向けて伝送する機能を有する。
前記基地局装置1は,定期的に(例えば,0.1秒などの周期で)ビーコン信号に自らのIDを重畳させて送信する。尚,前記ビーコン信号は無線通信において本来的に基地局から定期的に送信される信号である。前記ビーコン信号(無線信号の一種)は,詳しくは後述するように,前記無線信号伝送状態評価装置3により各端末装置2a〜2fにおける前記無線信号の受信状態の評価に用いられる。具体的には前記端末装置2a〜2fによる強度測定の対象となる信号であり,無線信号の受信強度の実測情報として用いられる。
Hereinafter, an outline of a radio signal transmission system A including a radio signal transmission
As shown in FIG. 1, the wireless signal transmission system A is roughly configured by a plurality of
The
The
複数の前記端末装置2a〜2fは前記無線信号の受信側の端末である。前記ビーコン信号が受信された際には,それに重畳されているIDを識別した上で,前記ビーコン信号の受信強度(受信時の信号レベル)を測定可能である。また,前記端末装置2a〜2fも,前記基地局装置1と同様に自らのIDを重畳してビーコン信号を出力することが可能である(つまり,無線信号の送信機能を備えた送受信型端末装置である)。また,前記端末装置2a〜2fのいずれかが前記ビーコン信号を発した際にも,それ以外の前記端末装置2a〜2fは前記ビーコン信号のIDを識別した上で,その受信強度が測定可能である。尚,前記端末装置2a〜2fの概略構成については図2を用いて後に詳述する。
前記端末装置2a〜2f各々は,前記イーサーネット4を介して前記無線信号伝送状態評価装置3に接続されている。これにより,詳しくは後述するように,前記ビーコン信号の受信強度の実測情報の送信を要求する内容の(以下,データ送信要求の)通信パケット,時計14(図2参照)の時刻同期の要求を表す内容の(以下,時刻同期要求の)通信パケット,前記端末装置2a〜2fが受信すべき無線信号の周波数チャネルの設定変更の要求を表す内容の(以下,設定変更要求の)通信パケット等を前記無線信号伝送状態評価装置3から受信することが可能であり,また,前記無線信号伝送状態評価装置3に対して(前記データ送信要求の通信パケットに対する応答として)前記ビーコン信号の受信強度の実測情報を表す受信強度信号を送信することが可能である。
The plurality of
Each of the
前記無線信号伝送状態評価装置3は,図3に示されるようにCPU6,記憶部7,I/O部8等を有するデータ処理サーバである。前記無線信号伝送状態評価装置3は,前記端末装置2a〜2f各々に対して上述のような各内容要求の通信パケットを送信することが可能である。
例えば,前記データ送信要求の通信パケットを前記端末装置2a〜2f各々に対して前記I/O部8から送信し,また,該I/O部8(受信強度取得手段の一例)よりそれの応答結果,即ち前記端末装置2a〜2fにより受信された前記ビーコン信号(無線信号の一例)の強度の実測情報を表す前記受信強度信号を前記入力(取得の一例)することが可能である。また,前記時刻同期内容の通信パケット,前記設定変更要求の通信パケットの送信により,前記端末装置2a〜2f各々に対してそれらの有する時計14(図2参照)の時刻同期,強度測定を行う前記ビーコン信号の周波数チャネルの設定変更等を要求することが可能である。
The wireless signal transmission
For example, the communication packet of the data transmission request is transmitted from the I /
また,前記記憶部7(位置関係情報記憶手段の一例)には,前記基地局装置1と前記端末装置2a〜2f各々との間の位置関係情報,具体的には,前記基地局装置1及び前記端末装置2a〜2fの位置情報が2次元の座標情報として記憶されている。このような記憶内容を用いれば,前記無線信号(ビーコン信号)が前記基地局装置1からの距離に伴ってなだらかに減衰するとの仮定(即ち,マルチパス干渉等の外乱がないとの仮定)のもとで,前記CPU6(受信強度推定手段の一例)が前記位置関係情報を用いて演算処理を行うことにより,前記端末装置2a〜2f各々における前記無線信号(ビーコン信号)の受信強度を推定することが可能である。
また,前記無線信号伝送状態評価装置3の有する前記CPU6(受信状態評価手段の一例)は,前記I/O部8(受信強度取得手段の一例)により入力された前記ビーコン信号(無線信号の一例)の受信強度の実測情報(前記受信強度信号の表す情報)と,前記CPU6(受信強度推定手段の一例)による前記受信強度の推定結果との比較から,前記端末装置2a〜2f各々におけるマルチパス干渉の発生(無線信号の受信状態)を評価することが可能である。
尚,前記無線信号伝送状態評価装置3は,以下のような空間的,時間的各々のマルチパス干渉を評価することが可能である。
空間的なマルチパス干渉は以下のようなものである。即ち,前記端末装置2a〜2fの設置位置が,本来的に前記無線信号の反射の影響を受け易く,恒常的に前記無線信号の強度が強められたり弱められたりするものである。
時間的なマルチパス干渉は以下のようなものである。即ち,人の移動などが多く,前記無線信号の反射の影響度が時間的に比較的高周波に変動し得るものである。
これらのマルチパス干渉各々の評価方法は後に詳述する。
Further, in the storage unit 7 (an example of the positional relationship information storage means), positional relationship information between the
Further, the CPU 6 (an example of the reception state evaluation unit) included in the wireless signal transmission
Note that the wireless signal transmission
Spatial multipath interference is as follows. That is, the installation positions of the
Temporal multipath interference is as follows. That is, there are many movements of people and the influence of reflection of the radio signal can fluctuate to a relatively high frequency with time.
A method for evaluating each of these multipath interferences will be described in detail later.
図2は,前記端末装置2a〜2f各々の概略構成を表すブロック図である。また,図4は前記端末装置2a〜2fの有する受信レベル記録部11の動作の手順を示すフローチャート,図5は前記端末装置2a〜2fの有する制御部13の動作の手順を示すフローチャートである。以下,図4,図5のフローチャートを参照しつつ,図2に示される前記端末装置2a〜2fの概略構成及び動作について詳述する。
図2に示されるように,前記端末装置2a〜2fは,無線LANモジュール10,受信レベル記録部11,バッファメモリ12,制御部13,時計14等を有する。
前記端末装置2a〜2fはアンテナ9に接続されており,該アンテナ9を介して前記基地局装置1(また,自身以外の前記端末装置2a〜2f)から送信された前記無線信号,前記ビーコン信号を入力する。前記無線信号,前記ビーコン信号は前記IEEE802.11規格に準拠して動作する無線LANモジュール10に入力される。前記無線LANモジュール10は,前記基地局装置1(自身以外の前記端末装置2a〜2f)から送信された前記ビーコン信号に重畳されている前記IDを識別し,前記ビーコン信号が前記基地局装置1から発信されたものであるか,自身以外の前記端末装置2a〜2fのいずれから発信されたものであるかを判別する。
また,前記無線LANモジュール10(信号強度検出手段の一例)は,前記ビーコン信号の受信強度を判別し,その判別結果を前記IDに対応付けて前記無線LANモジュール10の有する内部メモリに記憶する。
以上は,前記制御部13の制御によらず,前記ビーコン信号の入力の度に自動で前記無線LANモジュール10が行う。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of each of the
As shown in FIG. 2, the
The
The wireless LAN module 10 (an example of signal strength detection means) determines the reception strength of the beacon signal, and stores the determination result in the internal memory of the
The above is automatically performed by the
以下,図4を参照しつつ,前記受信レベル記録部11の動作手順について説明する。尚,図4に示される各手順は,前記制御部13がその記憶部(ROM)に記憶されている制御プログラムに従って,前記時計14による計時情報を参照しつつ,前記受信レベル記録部11を制御することにより実行されるものである。図4に示されるS101,S102…は動作手順(ステップ)の番号を表しており,前記端末装置2a〜2fの通電開始時,若しくは当該無線信号伝送状態評価装置3による所定の状態評価開始予告信号の入力時等に,ステップS101の動作から開始される。
ステップS101では,前記制御部9が前記時計14による前記計時情報を参照し,所定時間(例えば,1秒など)が経過したか否かを判別する。尚,前記基地局装置1が前記ビーコン信号を送信する周期は既知であり,前記所定時間はこれに応じて決定し,前記端末装置2a〜2fの初期設定時等に入力すればよい。例えば,前記基地局装置1が送信した前記ビーコン信号を悉く強度測定の対象とするのであれば,前記所定時間と前記周期とを同一にする。
所定時間が経過したと判別された場合にはステップS102に進む一方(S101のYES),経過したと判別されていないうちはステップS101の判別を繰り返す(S101のNO)。
ステップS102では,前記制御部13は前記受信レベル記録部11を制御し,上述のように自動で前記無線LANモジュール10の前記内部メモリに記憶されている前記ビーコン信号の受信強度の測定及び前記IDの読み出しを行わせる。
ステップS102に続くステップS103では,前記制御部13は前記受信レベル記録部11を制御し,前記ビーコン信号の受信強度,前記ID,周波数チャネル,前記時計14の示す現在時刻を対応付けて前記バッファメモリ12に記憶させる。尚,前記バッファメモリ12はリングバッファとなっており,容量が一杯になると古いデータから消去されていく。
ステップS103に続くステップS104では,前記制御部13は(前記設定変更要求の通信パケットを受信した場合に),前記受信レベル記録部11を制御し,前記無線LANモジュール10が(受信強度の)測定を行う周波数チャネルを設定させる。
Hereinafter, the operation procedure of the reception
In step S101, the control unit 9 refers to the timekeeping information by the clock 14 and determines whether or not a predetermined time (for example, 1 second) has elapsed. Note that the period at which the
If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S102 (YES in S101), while the determination in step S101 is repeated unless it is determined that the predetermined time has elapsed (NO in S101).
In step S102, the
In step S103 following step S102, the
In step S104 following step S103, the
以下,図5を参照しつつ,前記制御部13の処理手順について説明する。尚,図5に示される各手順は,前記制御部13がその記憶部(ROM)に記憶されている制御プログラムに従って,前記時計14による計時情報を参照しつつ実行されるものである。図5に示されるS201,S202…は動作手順(ステップ)の番号を表しており,前記端末装置2a〜2fの通電開始時,若しくは当該無線信号伝送状態評価装置3による所定の状態評価開始予告信号の入力時等に,ステップS201の動作から開始される。
ステップS201では,前記制御部13は,前記無線信号伝送状態評価装置3からの通信パケットを受信すべく待機する。前記通信パケットを受信すると次のステップS202に進む一方(S201のYES),受信するまでは待機を継続する(S201のNO)。
Hereinafter, the processing procedure of the
In step S201, the
ステップS202では,前記制御部13(信号強度送信手段の一例)は前記通信パケットの内容がデータ送信要求の通信パケットであるか否かを判別する。データ送信要求であれば(S202のYES)S203に進み,前記バッファメモリ12に記憶されている前記無線信号の受信強度の情報のうち,対応付けられた現在時刻が最新である情報(以下,受信強度情報)を判別して前記無線信号伝送状態評価装置3に受信強度判別信号として送信する。一方,データ送信を要求するものでなければ(S202のNO),ステップS204に進む。
ステップS204では,前記制御部13は,前記通信パケットの内容が設定変更要求であるか否かを判別する。設定変更要求であると判別した場合には(S204のYES)ステップS205に進み,前記無線信号伝送状態評価装置3により指定された周波数チャネルを前記通信パケットから読み取り,前記受信レベル記録部11を制御し,前記無線LANモジュール10が(受信強度の)測定を行う周波数チャネルを設定させる(前述のステップS104と同内容である)。一方,設定変更の指示でないと判別した場合には(S204のNO),ステップS206に進む。
ステップS206では,前記制御部13は,前記通信パケットの内容が時刻同期要求であるか否かを判別し,時刻同期要求であれば(S206のYES)S207に進む。S207では,前記通信パケットに重畳された時刻同期情報に基づいて前記時計14の時刻を設定する。一方,時刻同期要求でなければ,ステップS1に戻る(RETURN)。
In step S202, the control unit 13 (an example of signal strength transmission means) determines whether or not the content of the communication packet is a communication packet for a data transmission request. If it is a data transmission request (YES in S202), the process proceeds to S203, and among the information on the reception strength of the radio signal stored in the
In step S204, the
In step S206, the
図6は,前記無線信号伝送状態評価装置3が保持する,前記端末装置2a〜2f各々で受信された前記ビーコン信号の強度,及び前記ビーコン信号の受信状態の評価を表すリストである。
前記リストは前記記憶部7に予め記憶されており,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記端末装置2a〜2f各々から前記受信強度情報を受信した際に前記リストを順次更新する。
前記リストは以下のようなデータ構成になっている。即ち,前記端末装置2a〜2f各々の識別情報61に対して,ID情報62,位置情報63,受信強度リスト情報64,マルチパス干渉評価情報65等が対応付けられたものである。前記ID情報62は,前記受信強度情報を受信した際に送信元を特定するための情報である。前記位置情報63は,前記端末装置2a〜2f各々の位置を座標で表したものである。前記受信強度リスト情報64は,前記受信強度情報により示される,前記端末装置2a〜2f各々による一定回数(N回)分の前記無線信号の受信強度測定結果であり,言い換えると,N秒(所定の時間帯の一例)に渡る前記ビーコン信号の受信強度の実測情報である。前記マルチパス干渉評価情報65は,前記受信強度リスト情報64と,前記位置情報63から推定される前記ビーコン信号の受信強度の予測結果との比較に基づく空間的,時間的各々における前記マルチパス干渉の判別結果である。
ここで,前記位置情報63は前記基地局装置1との距離であってもよい。また,前記ビーコン信号の受信強度がある程度推定できる場合には,そのような推定情報を記憶しておくことも考えられる。
尚,前記受信強度リスト情報64により前記実測情報を累積記憶する前記記憶部7が受信強度累積記憶手段の一例である。
FIG. 6 is a list representing the strength of the beacon signal received by each of the
The list is stored in advance in the storage unit 7, and the wireless signal transmission
The list has the following data structure. That is,
Here, the
The storage unit 7 for accumulating and storing the actual measurement information based on the reception
図7は,無線信号伝送状態評価装置3の処理手順を示すフローチャートである。以下,図7を参照しつつ,前記無線信号伝送状態評価装置3の処理手順について説明する。尚,図7に示される各手順は,前記無線信号伝送状態評価装置3が前記記憶部7に記憶されている制御プログラムに従い,やはり前記無線信号伝送状態評価装置3の有する不図示のタイマによる計時情報を参照しつつ実行されるものである。図7に示されるS301,S302…は動作手順(ステップ)の番号を表しており,ステップS301の動作から開始される。
ステップS301では,前記無線信号伝送状態評価装置3の有する前記CPU6の演算により,前記タイマによる計時情報を参照し,前記端末装置2a〜2fに対して時刻同期要求を表す通信パケットを送信するべきか否かを判別する。尚,前記時刻同期要求を行うべきタイミングのルールは,例えば1時間に1回等のようなルールが前記記憶部7に記憶されており,前記ルールに前記計時情報を照合することにより当該ステップS301の処理を実行する。送信すべきであると判別された場合には(S301のYES)S302に進み,前記時刻同期要求を表す通信パケットを前記I/O部8から前記端末装置2a〜2fに送信する一方,送信すべきでないと判別された場合には(S301のNO)S303に進む。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the wireless signal transmission
In step S301, whether or not a communication packet representing a time synchronization request should be transmitted to the
S303では,前記無線信号伝送状態評価装置3の有する前記CPU6の演算により,前記タイマによる計時情報を参照し,前記端末装置2a〜2fに対して設定変更要求を表す通信パケットを送信するべきか否かを判別する。尚,前記時刻同期要求を行うべきタイミングのルールも前記記憶部7に(1分に1回など)記憶されており,前記ルールに前記計時情報を照合することにより当該処理を実行する。送信すべきであると判別された場合には(S303のYES)S304に進み,前記設定変更要求を表す通信パケットを前記I/O部8から前記端末装置2a〜2fに送信する一方,送信すべきでないと判別された場合には(S303のNO)S305に進む。
S305では,前記無線信号伝送状態評価装置3の有する前記CPU6の演算により,前記タイマによる計時情報を参照し,前記端末装置2a〜2fに対してデータ送信要求を表す通信パケットを送信するか否かを判別する。尚,前記データ送信要求を行うべきタイミングのルールも前記記憶部7に(1秒に1回など)記憶されており,前記ルールに前記計時情報を照合することにより当該処理を実行する。送信すべきであると判別された場合には(S305のYES)S306に進み,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記データ送信要求を表す通信パケットを前記I/O部8から前記端末装置2a〜2fに送信してS307に進む一方,送信すべきでないと判別された場合には(S305のNO)S301に戻る。
In S303, whether or not a communication packet representing a setting change request should be transmitted to the
In S305, whether or not to transmit a communication packet indicating a data transmission request to the
ステップS307では,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記データ送信要求に対する前記端末装置2a〜2fからの応答,即ち受信強度情報を表す前記受信強度判別信号の受信を行い,前記端末装置2a〜2f各々で判別された前記ビーコン信号の強度を前記受信強度判別信号から読み取る。また,その読み取り情報に基づいて前記受信強度リスト情報64を更新する。
ステップS307に続くステップS308では,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記端末装置2a〜2f全てによる応答を受信し,前記受信強度リスト情報64を更新したか否かを判別する。全てに対する応答を受信するまでは(S308のNO)S306に戻りステップS306〜S308の処理を繰り替す一方,全てからの応答が受信された場合には(S308のYES)前記受信強度リスト情報64の更新が終了次第ステップS309に進む。
In step S307, the wireless signal transmission
In step S308 following step S307, the wireless signal transmission
ステップS309では,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記タイマによる計時情報を参照し,マルチパス干渉の評価を行うべきか否かを判別する。尚,マルチパス干渉の評価を行うべきタイミングのルールは,例えば10分に一回等のようなルールが前記記憶部7に記憶されており,前記ルールに前記計時情報を照合することにより当該ステップS309の処理を実行する。マルチパス干渉の評価を行うべきでないと判別された場合には(S309のNO)ステップS301に戻る一方,評価を行うべきであると判別された場合には(S309のYES)ステップS310に進む。
ステップS310では,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記位置情報63及び前記受信強度リスト情報64に基づいて,前記CPU6の演算処理により,前記端末装置2a〜2f各々の位置に空間的なマルチパス干渉があるか否かを判別する。
空間的なマルチパス干渉があるか否かの判別は,以下のように行う。即ち,前記位置情報63から予測される前記端末装置2a〜2f各々における前記ビーコン信号の受信強度(以下,予測強度)と,前記端末装置2a〜2fから受信された前記受信強度判別信号の表す前記ビーコン信号の実測による受信強度(以下,実測強度)との比較を行い,実測と予測とがかけ離れている場合に,マルチパス干渉があると判別する。尚,空間的にマルチパス干渉があるか否かの判別は,前記受信強度リスト情報64のうちの最新の(図6に示される「今回」の)情報のみが用いられ,従って判別結果も最新の状態を表すものである。
ここで,前記偏差の代わりに実測と予測との比率を計算することも考えられる。
In step S309, the wireless signal transmission
In step S310, the wireless signal transmission
Whether or not there is spatial multipath interference is determined as follows. That is, the reception intensity of the beacon signal in each of the
Here, it is also conceivable to calculate a ratio between actual measurement and prediction instead of the deviation.
前記無線信号伝送状態評価装置3による前記ビーコン信号の受信強度の予測は,以下のように行われる。即ち,前記ビーコン信号の受信強度は,前記基地局装置1からの距離に基づいてなだらかに,例えば−log型に従って減衰するとし,以下の式(1)を仮定する。
前記CPU6は,前記実測強度を式(1)に適用し,最小二乗法等のフィッティングによりα,Ptを決定する。尚,α,Ptは既知であるとしてその値を予め前記記憶部7に記憶しておいても良い。
また,前記CPU6は,α,Ptの決定により確定された(1)式に,前記端末装置2a〜2fの座標を代入する。その代入の結果得られたf(x,y)が前記端末装置2a〜2f各々の位置における予測強度であり,マルチパス干渉等の外乱要素がない場合には実測強度と略一致すべき値である。
更に,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記実測強度と前記予測強度との偏差(絶対値)を算出し,該偏差が所定の閾値以上か否かを判別する。前記偏差が閾値以下である場合には,その端末装置2a〜2fの周囲ではマルチパス干渉が生じていないと判別する。一方,前記偏差が前記閾値を上回る場合には,マルチパス干渉が生じていると判別する。以上がステップS310の処理内容である。
Prediction of the reception intensity of the beacon signal by the wireless signal transmission
The CPU6 is the measured intensity is applied to Equation (1), the fitting of such a least square method alpha, determining the P t. Note that α and Pt may be known and their values may be stored in the storage unit 7 in advance.
Further, the CPU6 is, alpha, in the determined by the determination of P t (1) formula, substituting the coordinates of the
Further, the wireless signal transmission
ステップS310に続くステップS311では,前記無線信号伝送状態評価装置3は時間的なマルチパス干渉の判定を行う。
人の移動,設置物の動作等に伴って時間的なマルチパス干渉が生じた場合,前記端末装置2a〜2fにより受信される前記ビーコン信号の干渉の度合いは時間に伴って変化し,同様に受信強度も変化する。従って,当該ステップS311では,そのような受信強度の時間変化が測定される。前述のように,前記受信強度リスト情報64は,前記端末装置2a〜2f各々による一定回数(N回)分の前記無線信号の受信強度測定結果による測定結果を含むものであり(図6参照),つまり現在から一定期間までの前記受信強度(前記実測強度)の時系列情報であると考えられる。前記CPU6(受信状態評価手段の一例)は,前記記憶部7(受信強度累積記憶手段の一例)の上述のような記憶情報に基づいて,前記端末装置2a〜2f各々における前記ビーコン信号(無線信号)の時間的なマルチパス干渉(受信状態の一例)を以下のように評価する。
前記無線信号伝送状態評価装置3は,前記端末装置2a〜2f毎に前記受信強度リスト64に含まれるN回分の前記受信強度の測定結果(前記実測強度)の平均値を算出する。また,前記N回分の測定結果各々と前記平均値とを比較して偏差(絶対値)を算出し,該偏差のいずれか1つでも前記記憶部7に予め記憶されている偏差閾値を上回る場合には,その端末装置周辺では時間的なマルチパス干渉があると判別する。以上がステップS311の内容である。
一方,時間的なマルチパス干渉を判別するステップS311の別例として,以下のような処理も考えられる。即ち,前記無線信号伝送状態評価装置3は,前記受信強度リスト64に含まれる前記N回分の前記受信強度の測定結果(前記実測強度)の分散値を算出する。算出された分散値が前記記憶部7に予め記憶されている分散閾値を上回る場合に,前記無線信号伝送状態評価装置3は,その端末装置周辺では時間的なマルチパス干渉が生じているものと判別する。
In step S311 following step S310, the radio signal transmission
When temporal multipath interference occurs with movement of a person, operation of an installation, etc., the degree of interference of the beacon signals received by the
The wireless signal transmission
On the other hand, as another example of step S311 for determining temporal multipath interference, the following processing may be considered. In other words, the wireless signal transmission
ステップS311が終了すると,ステップS312に進む。ステップS312では,前記無線信号伝送状態評価装置3は,上述のステップS310による空間的なマルチパス干渉の判別結果,ステップS311による時間的なマルチパス干渉の判別結果に基づいて,前記リスト(図6参照)における前記マルチパス干渉評価情報65を更新する。また,その更新後の前記マルチパス干渉評価情報65を評価の結果として出力する。
出力の方法としては,前記無線信号伝送状態評価装置3に接続されたディスプレイに,図6の前記リストを表示させる方法,又は前記無線信号伝送状態評価装置3に接続された画像形成装置(プリンタ)に前記リストの印字処理を行わせる方法などが考えられる。更に,前記端末装置2a〜2fのいずれかがマルチパス干渉により望ましくない通信環境にあると判別された場合に,そのような前記端末装置に対して設定位置の変更要求等を表す警告信号等を送信する場合も考えられる。このように,通信環境が良好であるか否かが判別され,良好でない前記端末装置に対しては設置位置の変更を促すことが可能であり,その結果前記端末装置2a〜2fの良好な配置が実現される。
ステップS312が終了するとステップS1に戻る。
以上のように,前記無線信号伝送状態評価装置3が前記端末装置2a〜2fにおいて受信された前記ビーコン信号の受信強度を取得し,この受信強度を解析することにより,空間的,時間的に発生するマルチパス干渉を評価することが可能であり,その評価結果に基づいて良好な通信状態を得るような前記端末装置2a〜2fの配置を実現することが可能である。
When step S311 ends, the process proceeds to step S312. In step S312, the wireless signal transmission
As an output method, a method of displaying the list of FIG. 6 on a display connected to the wireless signal transmission
When step S312 ends, the process returns to step S1.
As described above, the wireless signal transmission
尚,前述のように,前記端末装置2a〜2fは自らのIDを重畳させてビーコン信号を送信することが可能な,送受信型の端末装置である。また,前記無線信号伝送状態評価装置3は前記端末装置2a〜2fを基地局装置として機能させるための制御信号を前記I/O部8(基地局設定手段の一例)より出力することが可能である。
これにより,前記無線信号伝送状態評価装置3は,前記端末装置2a〜2f各々の現在の設置位置に前記基地局装置1を設けた場合の,各設置位置毎の望ましさを評価することが可能である。
即ち,図6に示されるようなリストを,前記基地局装置として機能させる前記端末装置が設定される毎に作成し,基地局装置として機能中の端末装置の識別番号(前記ビーコン信号に重畳されるIDと考えられる)と共に対応付けて前記記憶部7に記憶する。前記リストには,基地局装置として機能中の前記端末装置以外の前記端末装置2a〜2fから,前記I/O部8(受信強度取得手段の一例)を介して受信された,前記受信強度信号の表す前記受信強度の実測情報を前記受信強度リスト情報64として記載する。このような情報に基づいて,前記CPU6(受信状態評価手段の一例)は,図7に示されるステップS310,S311の処理により空間的,時間的なマルチパス干渉(無線信号の受信状態)を評価する。
As described above, the
Thereby, the said radio | wireless signal transmission-
That is, a list as shown in FIG. 6 is created each time the terminal device that functions as the base station device is set, and the identification number of the terminal device functioning as the base station device (superimposed on the beacon signal). And stored in the storage unit 7 in association with each other. In the list, the reception strength signal received from the
上述の例では,基地局装置1と端末装置2a〜2fとが双方向に無線信号の送受信を行うものであったが,本発明はこれに限られるものではない。即ち,前記基地局装置1から前記端末装置2a〜2fへと一方向の,いわゆる放送形態で無線信号の伝送を行うものであっても良い。
また,前記端末装置2a〜2fは,無線信号伝送状態評価装置3とイーサーネット4を介して通信パケット,無線強度信号の送受信を行う例について開示したが,前記イーサーネット4の代わりに無線通信を用いても構わない。
更に,前記端末装置2a〜2fは所定の箇所に設置される設置型の端末である場合には限られず,無線装置を搭載した車両(即ち,移動型の端末である場合)が考えられる。マルチパス干渉は,このような移動型の端末に対して特に悪影響を及ぼすことが知られており,従って本発明の効果は特に際立つものと考えられる。
また,前記無線信号伝送状態評価装置3が前記端末装置2a〜2f各々の外部に設けられた例について開示したが,これに限られるものではなく,前記端末装置2a〜2fのいずれかに前記無線信号伝送状態評価装置としての機能を設けておき,他の端末装置2a〜2fからの前記無線強度信号の表す受信強度の実測情報を集計して受信強度の状態評価を行っても良い。
In the above-described example, the
Moreover, although the said
Furthermore, the
Moreover, although the example in which the wireless signal transmission
A…無線信号伝送システム
1…基地局装置
2…端末装置
3…本発明の実施形態に係る無線信号伝送状態評価装置
4…イーサーネット
5…インターネット
6…CPU
7…記憶部
8…I/O部
9…アンテナ
10…無線LANモジュール
11…受信レベル記録部
12…バッファメモリ
13…制御部
14…時計
A ... Wireless
7 ...
Claims (7)
前記基地局装置と前記端末装置各々との間の位置関係情報を記憶する位置関係情報記憶手段と,
前記位置関係情報に基づいて前記端末装置各々における前記無線信号の受信強度を推定する受信強度推定手段と,
複数の前記端末装置各々から前記無線信号の受信強度の実測情報を取得する受信強度取得手段と,
前記受信強度推定手段による推定結果と前記受信強度取得手段による取得情報との比較に基づいて前記端末装置各々における前記無線信号の受信状態を評価する受信状態評価手段と,
を具備してなることを特徴とする無線信号伝送状態評価装置。 A radio signal transmission state evaluation device for evaluating a reception state of the radio signal by each of the terminal devices for a radio signal transmission system in which a radio signal transmitted from a predetermined base station device is received by a plurality of terminal devices,
Positional relationship information storage means for storing positional relationship information between the base station device and each of the terminal devices;
Reception strength estimation means for estimating the reception strength of the radio signal in each of the terminal devices based on the positional relationship information;
Reception intensity acquisition means for acquiring actual measurement information of the reception intensity of the radio signal from each of the plurality of terminal devices;
A reception state evaluation unit that evaluates a reception state of the radio signal in each of the terminal devices based on a comparison between an estimation result by the reception strength estimation unit and acquisition information by the reception strength acquisition unit;
A radio signal transmission state evaluation apparatus comprising:
複数の前記送受信型端末装置を順次1つずつ前記基地局装置として機能させる基地局設定手段を具備し,
前記受信状態評価手段が,前記基地局設定手段により前記基地局装置として機能させる前記送受信型端末装置が設定されるごとにそれ以外の前記端末装置から前記受信強度取得手段により得られた前記受信強度の実測情報に基づいて前記端末装置各々における前記無線信号の受信状態を評価するものである請求項1又は2のいずれかに記載の無線信号伝送状態評価装置。 A part or all of the plurality of terminal devices are transmission / reception type terminal devices having a function of transmitting the radio signal,
Comprising base station setting means for causing a plurality of the transmission / reception type terminal devices to sequentially function as the base station devices one by one,
The reception strength obtained by the reception strength acquisition unit from the other terminal device each time the transmission / reception type terminal device that the reception state evaluation unit causes the base station setting unit to function as the base station device is set. The radio signal transmission state evaluation apparatus according to claim 1, wherein the reception state of the radio signal in each of the terminal apparatuses is evaluated based on the actual measurement information.
前記受信状態評価手段が,前記受信強度累積記憶手段の記憶情報に基づいて前記端末装置各々における前記無線信号の受信状態を評価するものである請求項1〜3のいずれかに記載の無線信号伝送状態評価装置。 A reception strength accumulation storage means for accumulating and storing the measurement information of the reception strength over a predetermined time period;
The radio signal transmission according to any one of claims 1 to 3, wherein the reception state evaluation unit evaluates a reception state of the radio signal in each of the terminal devices based on information stored in the reception intensity accumulation storage unit. Condition evaluation device.
前記基地局装置から受信される前記無線信号の強度を検出する信号強度検出手段と,
前記信号強度検出手段による検出結果を,該端末装置あるいは該端末装置と通信可能に接続された外部装置に設けられ,複数の前記端末装置各々による前記無線信号の受信状態を評価する無線信号伝送状態評価装置へ送信する信号強度送信手段と,
を具備してなることを特徴とする無線信号伝送システムを構成する端末装置。 A terminal device constituting a radio signal transmission system in which a radio signal transmitted from a predetermined base station device is received by a plurality of terminal devices,
Signal strength detection means for detecting the strength of the radio signal received from the base station device;
A wireless signal transmission state in which the detection result by the signal strength detection means is provided in the terminal device or an external device connected to be communicable with the terminal device, and the reception state of the wireless signal by each of the plurality of terminal devices is evaluated. A signal strength transmitting means for transmitting to the evaluation device;
The terminal device which comprises the radio signal transmission system characterized by comprising.
前記基地局装置から受信される前記無線信号の強度が検出可能な複数の端末装置と,
請求項1〜4のいずれかに記載の無線信号伝送状態評価装置と,
を具備してなることを特徴とする無線信号伝送システム。 A radio signal transmission system in which radio signals transmitted from a predetermined base station apparatus are received by a plurality of terminal apparatuses,
A plurality of terminal devices capable of detecting the strength of the radio signal received from the base station device;
A wireless signal transmission state evaluation device according to any one of claims 1 to 4,
A wireless signal transmission system comprising:
予め記憶手段に記憶された前記基地局装置と前記端末装置各々との間の位置関係情報に基づいて前記端末装置各々における前記無線信号の受信強度を推定する受信強度推定工程と,
複数の前記端末装置各々から前記無線信号の受信強度の実測情報を取得する受信強度取得工程と,
前記受信強度推定工程による推定結果と前記受信強度取得工程による取得情報との比較に基づいて前記端末装置各々における前記無線信号の受信状態を評価する受信状態評価工程と,
を有してなることを特徴とする無線信号伝送状態評価方法。 A wireless signal transmission state evaluation method for evaluating a reception state of the wireless signal by each of the terminal devices for a wireless signal transmission system in which wireless signals transmitted from a predetermined base station device are received by a plurality of fixedly arranged terminal devices There,
A reception strength estimation step of estimating the reception strength of the radio signal in each of the terminal devices based on the positional relationship information between the base station device and each of the terminal devices stored in advance in storage means;
A reception strength acquisition step of acquiring measured information of the reception strength of the radio signal from each of the plurality of terminal devices;
A reception state evaluation step for evaluating a reception state of the radio signal in each of the terminal devices based on a comparison between an estimation result obtained by the reception strength estimation step and acquisition information obtained by the reception strength acquisition step;
A wireless signal transmission state evaluation method comprising:
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