JP2006352385A - 通信エリアの受信品質測定方法及びその装置並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 移動通信システムにおいて、ハンドオーバするエリアをより高精度に推定することが可能な通信エリアの品質測定方式を得る。
【解決手段】 推定対象のエリアを微小区間に区切って、各微小区間において、複数の設置基地局５１，５２からの受信品質をそれぞれ把握し、各微小区間における受信品質と、当該微小区間と隣接微小区間との受信品質の差を参照すると共に、ハンドオーバ条件となる受信品質と受信品質の差が変化する変化点を検出することによって、ハンドオーバが発生するエリアを正確に推定する。
【選択図】 図７

Description

本発明は通信エリアの受信品質測定方法及びその装置並びにプログラムに関し、特に移動通信システムにおける通信エリア内のハンドオーバ領域の推定を行うための受信品質測定方式に関するものである。

ユーザが移動する移動通信システムにおいて、ハンドオーバ（以下、簡単化のためにＨＯと呼ぶ）は通信品質に大きな影響を与えるために、設計や運用においては、ＨＯが行われるエリア（以下、ＨＯエリアと呼ぶ）を推定し、把握しておくことが好ましい。ＨＯエリアが明らかになれば、設計の際に、ＨＯの発生頻度が少ない設計を行うことや、運用の際にＨＯが障害の要因になっているのを判断することが可能になる。

従来のＨＯエリアを推定する方法としては、市販のサイトサーベイツールである“AirMagnet Surveyor (http://www.toyo.co.jp/wlan/d_airmagnet_sv.html, http://www.airmagnet.com/)”が挙げられる。このツールは、無線ＬＡＮの基地局からの受信電力を実測した結果と、その実測結果に基づいた推定によって、各地点における受信電力を、画面上に色彩表示（等高線別色彩表示）するというものである。このツールの一つの機能として、複数の基地局のカバーエリアがオーバラップしているエリアを、ＨＯエリアとして表示する機能が提供されている。

一方、実際のＨＯ処理は、接続中基地局からの受信品質が規定値（Ｑthとする）を下回るという条件と、移動先基地局と接続中基地局との受信品質の差が規定値（ｈとする）を上回るという条件との２つの条件が達成された時点で行われるものである。受信品質の例としては、受信電力、遅延スプレッド、ＳＮＲ（信号対雑音電力比）、ＳＩＲ（信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率（ビットエラーレートやブロックエラーレート）などが挙げられ、それら単一値、若しくは複数の組み合わせを用いることも可能である。

従って、移動中の端末は、接続中基地局の受信品質と、接続中基地局以外の基地局のうち最良の受信品質となる基地局の受信品質とを監視し、上記条件が達成された時点でＨＯ処理を行うことになる。これに対して、上述のサイトサーベイツールの技術により提供されているカバーエリアのオーバラップしているエリアは、単に接続中基地局と他の基地局の受信品質が、共に規定の品質を上回っているエリアであり、上記条件で示されるエリアとは異なることになる。すなわち、実際のＨＯは、接続中基地局の受信品質と、接続中基地局とＨＯ先基地局との受信品質差とから判定され、ＨＯ条件達成の変化点で行われるため、単なるカバーエリアの重なりはＨＯエリアとは一致しない。

なお、移動通信システムにおいて、サービスエリア内の複数の箇所における受信品質を測定して、これら測定結果に基づいて、基地局の配置パターンを決定する技術として、特許文献１，２が挙げられる。
特開２０００−３３３２３９号公報 特開２００１−２８５９２３号公報

上述した従来技術における問題点は、ＨＯエリアを正確に推定できないことである。その理由は、実際のＨＯの条件では、ＨＯが行われるエリアは単なるカバーエリアの重なりにはならないためである。また、特許文献１，２などに開示の技術では、サービスエリア内で基地局の配置を決定する際に、ハンドオーバが行われるであろう領域を予測するものではない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、移動通信システムにおいて、ハンドオーバするエリアを、より高精度に推定することが可能な通信エリアの受信品質測定方法及びその装置並びにプログラムを提供することにある。

本発明の他の目的は、上記により推定したＨＯエリアに対して、ユーザが移動する可能性のあるＨＯエリアを抽出することにより、ＨＯの頻度を推定できるようにした通信エリアの受信品質測定方法及びその装置並びにプログラムを提供することである。

本発明による無線通信エリアの受信品質推定方法は、複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生する領域を推定する推定方法であって、サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する第一のステップと、前記受信品質を参照してハンドオーバ領域であることを推定する第二のステップとを含むことを特徴とする。

本発明による無線通信エリアの受信品質推定装置は、複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生する領域を推定する推定装置であって、サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する受信品質把握手段と、前記受信品質を参照してハンドオーバ領域であることを推定するハンドオーバ領域推定手段とを含むことを特徴とする。

本発明によるプログラムは、複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生する領域を推定する推定装置の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する第一の処理と、前記受信品質を参照してハンドオーバ領域であることを推定する第二の処理とを含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。推定対象のエリアを微小区間に区切って、各微小区間において、複数の設置基地局からの受信品質をそれぞれ把握し、各微小区間における受信品質と、当該微小区間と隣接微小区間との受信品質の差を参照すると共に、ハンドオーバ条件となる受信品質と受信品質の差が変化する変化点を検出することによって、ハンドオーバが発生するエリアを正確に推定するものである。

本発明によれば、接続中基地局の受信品質と、接続中基地局とＨＯ先基地局との受信品質の差とを参照して、ＨＯ条件達成の変化点となる領域を判断することによって、実際のＨＯ条件と等価な判定方法となるので、ＨＯエリアを正確に推定できるという効果がある。また、本発明によれば、正確に推定したＨＯエリアに、ユーザの移動頻度の情報を結合させることによって、ユーザが移動する可能性のあるＨＯエリアを抽出するようにしたので、ＨＯの頻度を推定できるという効果がある。

（第一の実施の形態）
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態による品質推定装置の概略機能ブロック図である。図１を参照すると、本発明の品質推定装置１は、設計情報入力部１０１と、伝搬特性取得部１０２と、ＨＯエリア推定部１０３と、結果出力部１０４とを有している。

設計情報入力部１０１は、推定対象とする無線通信エリアにおける構造物情報や無線通信システム情報の他、ユーザの情報などをも入力するものである。伝搬特性取得部１０２は、設計情報入力部であるシステム構成情報入力部１０１から提供された基地局の情報を参照して、伝搬特性を取得し、受信品質を把握するものである。ＨＯエリア推定部１０３は、伝搬特性取得部１０２で取得した受信品質を参照して、ＨＯエリアを推定し、記録するものである。結果出力部１０４は、ＨＯエリア推定部１０３において推定されたＨＯエリアを、ディスプレイ等を用いて出力するものである。

図２は本発明の第一の実施の形態の動作を示すフローチャートである。図１、図２を用いて、本発明の第一の実施の形態の動作について説明する。ステップＳ１０１においては、オペレータにより、システム構成情報入力部１０１を用いて、推定対象とする無線通信エリアにおける構造物や無線通信システム、ユーザに関する設計情報が入力される。具体的には、例えば、推定対象エリアの地図や、建物フロアなどの図面や、各構造物の情報、基地局の設置位置・送信電力・アンテナの指向性などの情報である。

ステップＳ１０２においては、伝搬特性取得部１０２において、システム構成情報入力部１０１を用いて入力された情報を用いて、伝搬特性が把握される。この把握される伝搬特性データは、推定対象エリアを、微小区間に区切った各区間を観測点グリッドとして定義したときの、各観測点グリッドにおける、各基地局からの受信品質である。具体的な伝搬特性の把握方法としては、レイトレーシングや統計的推定手法などの公知の手法を用いてシミュレーションを行ってもよいし、実際に設置した基地局から電波を送信して、測定器を用いて受信、測定してもよい。

ステップＳ１０３以降、ＨＯエリア推定部１０３において、ＨＯエリアの推定が行われる。ステップＳ１０３は観測点グリッド毎に推定が行われていくためのループ端である。以降、推定処理中の観測点グリッドを、推定対象観測点グリッドと呼ぶ。ステップＳ１０４は接続基地局毎に推定が行われていくためのループ端である。

なお、図においては、基地局をアクセスポイントとして、ＡＰと略記している。以下、推定処理中の接続基地局を推定対象接続基地局と呼ぶ。各観測点グリッドにおいて、各基地局を接続基地局とみなして推定が行われていくことになるが、これは、実際のＨＯが端末を有するユーザの移動推移によって同じ場所においても接続基地局が異なる可能性があるため、このような処理を行うのである。

ステップＳ１０５では、推定対象観測点グリッドが、推定対象接続基地局に接続することが可能であるか否かが判定される。推定対象観測点グリッドにおける、推定対象接続基地局からの受信品質が、通信可能な最低品質を満たさない場合、当該推定対象接続基地局は接続基地局とはなりえない。ステップＳ１０５がＮｏの判定であれば、ＨＯエリアにはなりえないので、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０５がＹｅｓの判定であれば、ＨＯエリアになる可能性があるので、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局に対して、ＨＯ先の候補となる基地局（以降、ＨＯ先基地局と呼ぶ）が抽出される。ＨＯ先基地局として抽出される基地局は、推定対象接続基地局以外の基地局で、推定対象観測点グリッドにおける受信品質が最も高い基地局であり、かつ、受信品質が通信可能となる最低品質を満たしていることが条件となる。抽出された基地局が最低品質を満たしていない場合、当該推定対象観測点グリッドはＨＯエリアにはなりえないので、ステップＳ１０９に進む。満たしている場合は、ＨＯエリアになる可能性があるので、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、推定対象観測点グリッドが、推定対象接続基地局の場合に、ＨＯを行うことになるか否かが推定される。以下の条件１，２のいずれかを満たす場合には、推定対象観測点グリッドはＨＯエリアであると推定される。なお、推定対象接続基地局からの受信品質に関する規定値としてＱth、推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差の規定値としてｈを定義する。

条件１：推定対象観測点グリッドと当該グリッドに隣接するグリッド（以下、隣接グリッドとする）の受信品質に関して、隣接グリッドにおける推定対象接続基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下で、かつ推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差が、所定規定値ｈ未満で、かつ隣接グリッドにおける推定対象観接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以上となる場合。

条件２：隣接グリッドにおいて推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差が、ｈ以上で、かつ推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局からの受信品質が、Ｑth以上で、かつ隣接グリッドにおける推定対象接続基地局からの受信品質が、Ｑth未満となる場合。

このように、推定対象接続基地局の受信品質と、推定対象接続基地局とＨＯ先基地局の受信品質の差分を考慮すると共に、推定対象観測点グリッドとのその隣接グリッドとの間で、規定値を跨いで変化することを検出することによって、ＨＯ条件達成の変化点を検出することが可能となるために、実際のＨＯ条件と同等となるエリアを推定することが可能になる。

なお、第一の実施の形態においては、推定対象観測点グリッドから隣接グリッドに移動する際に、ハンドオーバが発生するとみなすので、段落「００２１」及び「００２２」で述べた最低品質の判定に関しては、推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局の受信品質、および隣接グリッドにおけるＨＯ先基地局の受信品質が、最低品質を満たしていれば十分である。

また、シミュレーションなどを用いて把握した電波伝搬特性に対して、上記手法によりハンドオーバが行われるエリアを推定すると、冗長な領域が推定されることがある。これは、推定に際して、単純に受信品質だけを判定の材料にしているためであり、現実の動作を考慮して、当該エリアをより限定することもできる。エリアをより限定するために、前記条件に以下の制限を、いすれか、若しくは両方を加えることもできる。

制限１：推定対象接続基地局と推定対象観測点グリッドとの距離、および推定対象接続基地局と隣接グリッドとの距離を算出し、前者より後者のほうが大きい、すなわち、推定対象観測点グリッドから隣接グリッドへの移動が、推定対象接続基地局に対して遠ざかることを意味する場合のみ、ＨＯエリアであるとみなす。これは、現実の動作として、接続中の基地局から距離が遠ざかることによって、別の基地局へハンドオーバすることが通常であるためである。

制限２：推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差の規定値としてｈ’（ｈ’＞ｈとする）を定義し、推定対象観測点グリッドおよび隣接グリッドにおける推定対象接続基地局とＨＯ先基地局と受信品質差が、両者共にｈ’以上である場合、ＨＯエリアではないとみなす。これは、両グリッドにおけるＨＯ先基地局の受信品質が既に十分大きくなっている場合には、当該推定対象グリッドに至る以前に、ハンドオーバをしている可能性が大きいと考えられるためである。

ステップＳ１０７において、ＨＯエリアであると推定されると、ステップＳ１０８に進み、当該推定対象観測点グリッドが推定対象接続基地局のときに、ＨＯ先基地局へＨＯするＨＯエリアであることが記録される。ＨＯエリアであると推定されない場合、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９は、推定対象観測点グリッドにおいて推定対象接続基地局に接続しているときにＨＯするか否かの推定を終えたループ端である。ここで、ステップＳ１０４に戻り、推定対象接続基地局が別の基地局とされて、ステップＳ１０５以降のフローが実行され、全ての基地局が推定対象接続基地局とされるまで、上記処理が繰り返される。

ステップＳ１１０は、一つの推定対象観測点グリッドにおいて、各基地局を接続基地局とみなしたときの推定を終えたループ端である。ここで、ステップＳ１０３に戻り、推定対象観測点グリッドが別の観測点グリッドとされて、ステップＳ１０４以降のフローが実行され、全ての観測点グリッドが推定対象観測点グリッドとされるまで、上記処理が繰り返される。

以上の動作フローによって、全ての観測点グリッドにおいて、全ての基地局が接続基地局とみなされたときに、ＨＯエリアとなるか否かの推定が行われることになる。ＨＯエリア推定部１０３はこの推定結果を結果出力部１０４に提供するのである。

ステップＳ１１１において、結果出力部１０４はＨＯエリアの推定結果を出力する。出力する際には、観測点グリッド毎にＨＯエリアの推定結果に応じて、色、あるいは模様を変化させる。受信品質を色や模様で表現することによって、推定した結果を推定対象エリア全体にわたって俯瞰することが容易となる。具体的な結果出力方法としては、例えば、ディスプレイなどの表示装置を用いて、推定対象エリアの地図や建物フロア図などの構造物情報の上に重ねて、ＨＯエリアのみを彩色表示する。このように表示することによって、実際の構造物の位置関係とＨＯエリアとが、閲覧者にとって分かり易く、設計や運用に活用し易すいものとなる。

（第二の実施の形態）
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態では、上述した第一の実施の形態の動作フローである図２のステップＳ１０７における処理が、以下のように行われる。なお、本実施の形態の品質推定装置の機能ブロック、およびその他の動作フローは、先の第一の実施の形態と同一であるものとする。

ステップＳ１０７は、推定対象観測点グリッドが、推定対象接続基地局の場合にＨＯが行われることになるか否かを推定するステップであり、本例では、以下の条件３，４のいずれかを満たす場合、推定対象観測点グリッドはＨＯエリアであると推定される。なお、推定対象接続基地局からの受信品質に関する規定値として、Ｑth1 およびＱth2 、推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差の規定値として、ｈ１およびｈ２を、それぞれ定義するものとする。

条件３：推定対象観測点グリッドと隣接するグリッドの受信品質に関して、推定対象接続基地局からの受信品質がＱth1 以下で、かつ推定対象接続基地局とＨＯ先基地局からの受信品質の差が、ｈ１以上ｈ２以下の場合。

条件４：推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質の差がｈ１以上で、かつ推定対象接続基地局からの受信品質がＱth1 以上Ｑth2 以下の場合。

このように、推定対象接続基地局の受信品質と、推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質の差分が考慮されると共に、２値の規定値の範囲内にあることが検出されることによって、ＨＯ条件達成の変化点とみなすことで、実際のＨＯ条件と同等となるエリアの推定が可能となる。

本第二の実施の形態では、先の第一の実施の形態と比較して、ある観測点グリッドに対して、他の観測点グリッドと比較する必要がなくなるので、処理を高速に行うことが可能である。また、Ｑth1 ，Ｑth2 ，ｈ１，ｈ２を決定する際に、平均的なユーザの移動速度を考慮し、移動速度が高いときには、Ｑth1 とＱth2 、ｈ１とｈ２の幅を、それぞれに広く取るようにすることで、より正確なＨＯエリアを推定することが可能となる。接続基地局とＨＯ先基地局からの受信品質を測定する際に、移動速度が速い場合、ある測定点から次の測定点にいたるまでに、長い距離を移動することになるためである。

（第三の実施の形態）
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。本第三の実施の形態では、先の第一の実施の形態および第二の実施の形態を用いて推定されたＨＯエリアについて、地図や建物フロア図におけるユーザの動線などのような、移動機である端末の使用者の移動性向によって重み付けをなすことによって、ＨＯの発生頻度を推定するようになっている。

図３は本第三の実施の形態による品質推定装置の機能ブロック図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本品質推定装置１は、システム構成情報入力部１０１、伝搬特性取得部１０２、ＨＯエリア推定部１０３、動線把握部１０５、ＨＯ発生頻度計算部１０６、結果表示部１０７を含んで構成されている。

システム構成情報入力部１０１では、推定対象エリアにおけるユーザの動線情報などを含むものとする。図４は本実施の形態の動作を示す処理フロー図である。図３および図４を参照して、本実施の形態の動作について説明する。

先ず、図４のステップＳ３０１において、先の第一の実施の形態や第二の実施の形態による手法を用いて、ＨＯエリアが推定される。次に、ステップＳ３０２では、動線把握部１０５において、システム構成情報入力部１０１から得られたユーザの動線情報が参照されて、伝搬特性取得部１０２で規定される観測点グリッド毎の移動頻度が算定される。具体的な移動頻度の算定方法の例としては、各観測点グリッドにおいて、グリッド上を通る動線の本数を数えて数値化する方法などがある。

ステップＳ３０３では、ステップＳ３０１とステップＳ３０２において導出された観測点グリッド毎のＨＯエリアおよび移動頻度を結合して、ＨＯ発生頻度が計算される。具体的な計算例としては、ステップＳ３０２で把握された移動頻度の数値に対して、当該観測点グリッドがＨＯエリアと推定されている場合には“１”を、ＨＯエリアと推定されていない場合には“０”を、それぞれ乗算することによって、動線上で、かつＨＯエリアとなっている観測点グリッドのみが、値を持つように計算される。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で計算されたＨＯ発生頻度を表示する。表示の際には、観測点グリッド毎にステップＳ３０３で計算されたＨＯ発生頻度の値に応じた色や模様を用い、ディスプレイなどの表示装置を用いて、地図やフロア図上に重ねる形で表示される。このように、ＨＯの発生頻度を推定した結果を、推定対象エリアの地図や建物フロア図の上に重ねて表示すると、容易にＨＯの発生頻度の高いエリアを把握することができる。その結果、設計の際に基地局の設置位置や送信電力を調整することによって、ＨＯの発生頻度を低減させるように考慮することが可能となる。

（第四の実施の形態）
次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。この第四の実施の形態では、上述した第一の実施の形態の動作フローである図２のステップＳ１０７における処理が、以下のように行われる。なお、本実施の形態の品質推定装置の機能ブロックおよびその他の動作フローは、先の第一の実施の形態と同一であるものとする。

本実施の形態では、ステップＳ１０７では、推定対象観測点グリッドが、推定対象基地局の場合に、ＨＯできない通信不安定領域となるか否かが推定される。以下の条件５を満たす場合には、推定対象観測点グリッドは通信不安定領域であると推定される。なお、第一の実施の形態と同様に、推定対象接続基地局からの受信品質に関する規定値としてＱthを、推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差の規定値としてｈを、それぞれ定義する。

条件５：推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下、かつ推定対象接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以下の場合。

このように、推定対象接続基地局に対する受信品質が、ハンドオーバを行う品質にまで低下しているにもかかわらず、ＨＯ先基地局の品質が十分ではない場合には、通信が不安定になることが予想されるので、通信不安定領域として定義する。通信不安定領域に関しても、ＨＯエリアと同様に表示装置を用いて、地図や建物フロア図などの構造物情報の上に重ねて彩色表示することによって、実際の構造物の位置関係と通信不安定領域とが把握でき、通信不安定領域を減少させるようにパラメータを調整することが可能となる。本実施の形態は、第一や第二の実施の形態と組み合わせて使用することも可能である。

（第一の実施例）
以下に、本発明の第一の実施の形態についてより良く理解すべく、本実施の形態に従った第一の実施例について説明する。図５は本実施例を説明するための模式的な図であり、推定対象エリアを碁盤目状に区切り、一つの格子を観測点グリッドとして、左上から順に識別番号を付している。また、基地局は２つ設置されており、それぞれ基地局５１、基地局５２とする。図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０２を経て、これらの基地局から、各観測点グリッドへの受信品質が取得され、例えば、図内の各グリッドでは、図６に示すようなデータが得られる。

ステップＳ１０３で一つの観測点グリッドが取り上げられ、ステップＳ１０４で一つの基地局が接続基地局として取り上げられる。ここでは、観測点グリッド１７が推定対象観測点グリッドとして取り上げられ、基地局５１が推定対象接続基地局として取り上げられているとする。ステップＳ１０５では、観測点グリッド１７において、接続基地局である基地局５１からの受信品質が接続可能品質であるかが判定される。ここでは、接続可能品質（最低品質）を受信電力−８０ｄＢｍとする。観測点グリッド１７における基地局５１からの受信電力は−６４ｄＢｍであり、接続可能品質を上回っているので、接続可能であると判定される。

次に、ステップＳ１０６において、推定対象接続基地局以外の基地局で最高の受信品質となる基地局がＨＯ先基地局として選択されるが、この例では、基地局５１以外の基地局は基地局５２しかないので、基地局５２がＨＯ先基地局として選択される。第一の実施の形態では、推定対象観測点グリッドにおけるＨＯ先基地局の品質は確認する必要はない。

ステップＳ１０７において、ＨＯエリアであるか否かの推定が行われる。推定に用いられる規定値Ｑthとｈを、ここでは、それぞれ−７０ｄＢｍ，５ｄＢとする。

ＨＯエリアの推定にあたって、先ず、観測点グリッド１７の右隣の隣接グリッドである観測点グリッド１８の受信品質を確認する。観測点グリッド１７と１８における、接続基地局である基地局５１からの受信電力は、−６４ｄＢｍから−７１ｄＢｍに変化しており、これはＱthの値である−７０ｄＢｍを跨いで変化していることになる。これは、条件２の一部に合致している。次に、接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差は−８ｄＢから４ｄＢとなっており、隣接グリッドにおける受信品質の差はｈの値を下回っている。観測点グリッド１７における右隣の隣接グリッドとの関係においては、Ｑthを跨いで変化しているが、隣接グリッドにおける受信品質の差はｈを下回っているため、ＨＯエリアであるという推定はなされない。

一方、観測点グリッド１７の下の隣接グリッドである観測点グリッド２９の受信品質から判断すると、接続基地局である基地局５１からの受信電力は−６４ｄＢｍから−６０ｄＢｍに変化し、これは両者共にＱthの値である−７０ｄＢｍを上回っている。また、接続基地局とＨＯ先基地局との受信品質差は−８ｄＢから−８ｄＢとなっており、どちらもｈの値を下回っている。従って、ＨＯエリアであるという推定はなされない。

このように、推定対象エリア内の各観測点グリッドに対して、隣接グリッドの受信品質を参照しながら、ＨＯエリアの推定を行っていく。ＨＯエリアとして推定される観測点グリッドの例としては、観測点グリッド６８が挙げられる。観測点グリッド６８とその下隣接グリッドである８０において、接続基地局である基地局５１からの受信品質は−７７ｄＢｍから−７８ｄＢｍへと変化しており、隣接グリッドにおける受信品質がＱth（−７０ｄＢｍ）以下となっている。

また、ＨＯ先基地局である基地局５２と、接続基地局である基地局５１との受信品質の差は、１７ｄＢから４ｄＢへと、ｈの値である５ｄＢを跨いで変化している。この両グリッドの関係は、先の条件１を満たしているので、観測点グリッド６８はＨＯエリアであると推定されることになる。なお、図５において、曲線５３は接続ＡＰの受信品質がＱthとなる位置を示し、曲線５４は受信品質差がｈとなる位置を示している。

また、この例では、隣接するグリッドとして、右および下のグリッドを取り上げたが、上や左、右上、右下、左上、左下などのように、全方位に対して同様の推定を行っても良い。

以上のようなＨＯエリアの推定を、各基地局を推定対象接続基地局として、各観測点グリッドを推定対象観測点グリッドとして実行する。図７は推定対象の建物フロア図に重ねて、ＨＯエリアと推定したグリッドを、例えば、赤などで着色して表示させるものであるが、本図では、網掛けで表している。このフロア図には、部屋や机が矩形状に記載されている。このように、地図や建物フロア図と重ねて表示することによって、ＨＯが発生する可能性がある場所を容易に確認することができる。

（第二の実施例）
次に、本発明の第二の実施の形態についてより良く理解すべく、本実施の形態に従った第二の実施例について説明する。図８は本実施例を説明するための模式的な図であり、図８では、推定対象エリアを碁盤目状に区切り、一つの格子を観測点グリッドとして、左上から識別番号を付している。また、基地局は二つ設置されており、基地局５１，５２であることは図５と同様である。

図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０２を経て、これらの基地局から、各観測点グリッドへの受信品質が取得され、例えば、図８の各グリッドでは図９に示すようなデータが得られるとする。ステップＳ１０３で、一つの観測点グリッドが取り上げられ、ステップＳ１０４で、一つの基地局が接続基地局として取り上げられる。ここでは、観測点グリッド３０が推定対象観測点グリッドとして取り上げられ、基地局５１が推定対象接続基地局として取り上げられているとする。

ステップＳ１０５では、観測点グリッド３０において、接続基地局である基地局５１からの受信品質が接続可能品質であるかが判定される。接続可能品質を受信電力−８０ｄＢｍとすると、観測点グリッド１７における基地局５１からの受信電力は−７１ｄＢｍであるので、接続可能であると判定される。次に、ステップＳ１０６において、接続基地局以外の基地局で最高の受信品質となる基地局がＨＯ先基地局として選択されるが、この例では、基地局５１以外の基地局は基地局５２しかないので、基地局５２がＨＯ先基地局として選択され、同基地局が接続品質を満たすかが判定される。推定対象基地局以外の基地局が複数ある場合には、受信電力が最大となる基地局が選択される。

観測点グリッド３０における基地局５２からの受信電力は−６７ｄＢｍであり、接続可能品質である受信電力−８０ｄＢｍ以上となっているので、ＨＯ先基地局として抽出されることになる。そして、ステップＳ１０７において、ＨＯエリアであるか否かの推定が行われる。推定に用いられる規定値Ｑth1 ，Ｑth2 ，ｈ１，ｈ２を、ここでは、それぞれ−７２ｄＢｍ，−７０ｄＢｍ，３ｄＢ，５ｄＢとする。

観測点グリッド３０の接続基地局である基地局５１からの受信電力は−７１ｄＢｍで、接続基地局である基地局５１とＨＯ先基地局である基地局５２との受信電力の差は４ｄＢである。これらの値は、受信品質の差がｈ１以上で、かつ受信品質がＱth1 以上、Ｑth2 以下である条件４に相当しているので、ＨＯエリアであると推定される。

このように、推定対象エリア内の各観測点グリッドに対して、ＨＯエリアの推定を行っていく。ＨＯエリアとして推定されない観測点グリッドの例としては、観測点グリッド６６が挙げられる。観測点グリッド６６は、接続基地局である基地局５１からの受信電力が−７１ｄＢｍ、接続基地局である基地局５１とＨＯ先基地局である基地局５２との受信電力の差が−１ｄＢである。受信品質差が−１ｄＢであるため、条件３、条件４共に満たすことがなく、ＨＯエリアとは推定されない。なお、図８において、曲線８３は接続ＡＰの受信品質がＱth1 となる位置を示し、曲線８４は受信品質差がｈ２となる位置を示し、曲線８５は接続ＡＰの受信品質がＱth2 となる位置を示す。

また、この例では、隣接するグリッドとして、右および下のグリッドを取り上げたが、上や左、右上、右下、左上、左下などのように、全方位に対して同様の推定を行っても良い。

以上のようなＨＯエリアの推定を、各基地局を推定対象接続基地局として、各観測点グリッドを推定対象観測点グリッドとして実行する。図１０は、推定対象の建物フロア図に重ねて、ＨＯエリアと推定したグリッドを、例えば、赤などで着色して表示させるものであるが、本図では、網掛けで表している。このフロア図には、部屋や机が矩形状に記載されている。地図や建物フロア図と重ねて表示することによって、ＨＯが発生する可能性がある場所を容易に確認することができる。

（第三の実施例）
次に、本発明の第三の実施の形態についてより良く理解すべく、本実施の形態に従った第三の実施例について説明する。図１１は無線通信システムを設計しようとする建物のフロア図と、そこで無線通信システムを利用することになるユーザの動線の例を示したものである。フロア図には、矩形状の部屋や机が記載されており、曲線で動線が記載されている。

先ず、この設計対象建物に対して、先に説明した第一または第二の実施の形態による方法を用いて、ＨＯエリアを推定する（図４のステップＳ３０１）。この場合のＨＯエリアを推定した例が、図１２に網掛けで示されており、この例では、基地局５１，５２が、図示のように、フロアの左上の部分と右下の部分とに配置されているものとする。

次に、観測点グリッド毎に移動頻度を把握する（図４のステップＳ３０２）。図１３はこの移動頻度を把握した例であり、動線の密度によって移動頻度１（最低）〜４（最高）の４段階を定義し、それぞれ異なる色、あるいは模様で観測点グリッドを表すことができるが、図１３では、移動頻度１に対して左下がり斜線、２に対して右下がり斜線、３に対して白、４以上に対して網掛け（灰色）などで区分けしている。

この後、ＨＯエリアの推定結果と移動頻度の把握結果を結合して、ＨＯ頻度を計算する。この例では、ＨＯエリアの推定値を０（ＨＯエリアではないと推定）、また１（ＨＯエリアとして推定）とし、移動頻度の１〜４と乗算することによって、０〜４の５段階で評価する。図１４は、このようにして算出した結果を、フロア図と共に表示したものであり、例えば、ＨＯ頻度０を白、１を左下がり斜線、２を右下がり斜線、３を薄い灰色、４を濃い灰色に、それぞれ表示することが可能である。

この結果から、フロア中央部分ではＨＯの頻度が高くなり、受信品質の劣化が見込まれることが容易に推測できる。従って、この結果を活用すると、基地局の位置や送信電力を変更することによって、ＨＯエリアを移動させてＨＯ頻度が低くなるように設計することができる。

（第四の実施例）
以下に、本発明の第四の実施の形態についてより良く理解すべく、本発明の第四の実施例について説明する。本実施例では、第一の実施例と同様に、図５、図６を用いて説明する。図５と図６を参照すると、観測点グリッド１８における接続基地局である基地局５１の受信電力は−７１ｄＢｍであり、ＨＯ先基地局である基地局５２の受信電力は−６７ｄＢｍである。推定に用いられる規定値Ｑthとｈを、ここでは、それぞれ−７０ｄＢｍ，５ｄＢｍとすると、観測点グリッド１８は、受信電力がＱth以下で、接続基地局とＨＯ先基地局との受信電力の差が４ｄＢｍであるので、条件５を満たすことになるため、通信不安定領域と判断される。以上のような通信不安定領域の推定を、各基地局を推定対象接続基地局として、各観測点グリッドを推定対象観測点グリッドとして実行する。

なお、上述した各実施の形態の動作フローは、予めＲＯＭなどの記録媒体に、その動作手順を格納しておき、これをコンピュータにより読み取らせて実行させることができることは明白である。上記実施例では、受信品質として受信電力値を用いているが、これに限定されることなく、例えば、受信データのエラーレートやＳＩＲ（信号対干渉波電力比）などを用いても良いものである。

本発明の第一および第二の実施の形態による品質推定装置の概略機能ブロック図である。 本発明の第一および第二の実施の形態の動作を示すフロー図である。 本発明の第三の実施の形態による品質推定装置の概略機能ブロック図である。 本発明の第三の実施の形態の動作を示すフロー図である。 本発明の第一の実施例を説明するための模式図である。 図５の各観測点グリッドにおける受信電力の例を示す図である。 図５の推定対象エリア全体におけるＨＯエリア推定例を示す図である。 本発明の第二の実施例を説明するための模式図である。 図８の各観測点グリッドにおける受信電力の例を示す図である。 図８の推定対象エリア全体におけるＨＯエリア推定例を示す図である。 本発明の第三の実施例における建物フロア図と利用者の動線の例を示す図である。 本発明の第三の実施例におけるＨＯエリアの推定例を示す図である。 本発明の第三の実施例における観測点グリッド毎の移動頻度の把握例である。 本発明の第三の実施例におけるＨＯ頻度の推定結果表示例を示す図である。

符号の説明

１ 品質推定装置
１０１ システム構成情報入部
１０２ 伝搬特性取得部
１０３ ＨＯエリア推定部
１０４ 結果出力部
１０５ 動線把握部
１０６ ＨＯ発生頻度計算部
１０７ 結果表示部

Claims (30)

1. 複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生する領域を推定する推定方法であって、
   サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する第一のステップと、
   前記受信品質を参照してハンドオーバ領域であることを推定する第二のステップとを含むことを特徴とする無線通信エリアの受信品質推定方法。
2. 前記受信品質として、受信電力、遅延スプレッド、ＳＮＲ（信号対雑音電力比）、ＳＩＲ（信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率のうち単一、あるいは複数の組み合わせを用いることを特徴とする請求項１記載の受信品質推定方法。
3. 前記第二のステップは、
   推定対象箇所と当該箇所に隣接する箇所の受信品質を参照して、前記隣接する箇所における接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ未満で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以上となる場合、
   または、前記隣接する箇所において前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記ｈ以上で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中基地局からの受信品質が前記Ｑth以上で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局からの受信品質が前記Ｑth未満となる場合、
   当該箇所を前記ハンドオーバ領域であると推定することを特徴とする請求項１または２記載の受信品質推定方法。
4. 前記第二のステップにおいて、接続中基地局と推定する箇所との距離、および推定する箇所と隣接する箇所との距離を算出し、前記推定する箇所との距離より前記推定する箇所と隣接する箇所との距離のほうが大きい場合に、当該箇所を前記ハンドオーバ領域であると推定することを特徴とする請求項３記載の受信品質推定方法。
5. 前記第二のステップにおいて、推定する箇所および推定する箇所と隣接する箇所における接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が、両者とも前記規定値ｈより大きい所定規定値ｈ’以上である場合、当該箇所を前記ハンドオーバ領域と推定しないことを特徴とする請求項３記載の受信品質推定方法。
6. 前記第二のステップは、
   推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth1 以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ１以上および所定規定値ｈ２以下の場合、または前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記ｈ１以上、かつ前記接続中基地局の受信品質が前記Ｑth1 以上所定規定値Ｑth2 以下の場合、当該箇所を前記ハンドオーバ領域と推定することを特徴とする請求項１または２記載の受信品質推定方法。
7. 前記第二のステップは、推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以下の場合、当該箇所をハンドオーバできない通信不安定領域と推定することを特徴とする請求項１または２記載の受信品質推定方法。
8. 推定した前記ハンドオーバ領域とユーザの移動頻度の情報とを結合させて、ハンドオーバの頻度を推定する第三のステップを、更に含むことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の受信品質推定方法。
9. 前記第二のステップによる推定結果を色または模様で表現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する第四のステップを、更に含むことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の受信品質推定方法。
10. 前記第三のステップによる推定結果であるハンドオーバの頻度を色または模様で表現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する第四のステップを、更に含むことを特徴とする請求項８記載の受信品質推定方法。
11. 複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生する領域を推定する推定装置であって、
    サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する受信品質把握手段と、
    前記受信品質を参照してハンドオーバ領域であることを推定するハンドオーバ領域推定手段とを含むことを特徴とする無線通信エリアの受信品質推定装置。
12. 前記受信品質として、受信電力、遅延スプレッド、ＳＮＲ（信号対雑音電力比）、ＳＩＲ（信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率のうち単一、あるいは複数の組み合わせを用いることを特徴とする請求項１１記載の受信品質推定装置。
13. 前記ハンドオーバ領域推定手段は、
    推定対象箇所と当該箇所に隣接する箇所の受信品質を参照して、前記隣接する箇所における接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ未満で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以上となる場合、
    または、前記隣接する箇所において前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記ｈ以上で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中基地局からの受信品質が前記Ｑth以上で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局からの受信品質が前記Ｑth未満となる場合、
    当該箇所を前記ハンドオーバ領域であると推定することを特徴とする請求項１１または１２記載の受信品質推定装置。
14. 前記ハンドオーバ領域推定手段は、
    接続中基地局と推定する箇所との距離、および推定する箇所と隣接する箇所との距離を算出し、前記推定する箇所との距離より前記推定する箇所と隣接する箇所との距離のほうが大きい場合に、当該箇所を前記ハンドオーバ領域であると推定することを特徴とする請求項１３記載の受信品質推定装置。
15. 前記ハンドオーバ領域推定手段は、
    推定する箇所および推定する箇所と隣接する箇所における接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が、両者とも前記規定値ｈより大きい所定規定値ｈ’以上である場合、当該箇所を前記ハンドオーバ領域と推定しないことを特徴とする請求項１３記載の受信品質推定装置。
16. 前記ハンドオーバ領域推定手段は、
    推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth1 以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ１以上および所定規定値ｈ２以下の場合、または前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記ｈ１以上、かつ前記接続中基地局の受信品質が前記Ｑth1 以上所定規定値Ｑth2 以下の場合、当該箇所を前記ハンドオーバ領域と推定することを特徴とする請求項１１または１２記載の受信品質推定装置。
17. 前記ハンドオーバ領域推定手段は、
    推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以下の場合、当該箇所をハンドオーバできない通信不安定領域と推定することを特徴とする請求項１１または１２記載の受信品質推定装置。
18. 推定した前記ハンドオーバ領域とユーザの移動頻度の情報とを結合させて、ハンドオーバの頻度を推定する頻度推定手段を、更に含むことを特徴とする請求項１１〜１７いずれか記載の受信品質推定装置。
19. 前記頻度推定手段による推定結果を色または模様で表現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する表示手段を、更に含むことを特徴とする請求項１８記載の受信品質推定
20. 前記ハンドオーバ領域推定手段による推定結果であるハンドオーバの頻度を色または模様で表現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する表示手段を、更に含むことを特徴とする請求項１１〜１９いずれか記載の受信品質推定装置。
21. 複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生する領域を推定する推定装置の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する第一の処理と、
    前記受信品質を参照してハンドオーバ領域であることを推定する第二の処理とを含むことを特徴とするプログラム。
22. 前記受信品質として、受信電力、遅延スプレッド、ＳＮＲ（信号対雑音電力比）、ＳＩＲ（信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率のうち単一、あるいは複数の組み合わせを用いることを特徴とする請求項２１記載のプログラム。
23. 前記第二の処理は、
    推定対象箇所と当該箇所に隣接する箇所の受信品質を参照して、前記隣接する箇所における接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ未満で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以上となる場合、
    または、前記隣接する箇所において前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記ｈ以上で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中基地局からの受信品質が前記Ｑth以上で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局からの受信品質が前記Ｑth未満となる場合、
    当該箇所を前記ハンドオーバ領域であると推定することを特徴とする請求項２１または２２記載のプログラム。
24. 前記第二の処理において、接続中基地局と推定する箇所との距離、および推定する箇所と隣接する箇所との距離を算出し、前記推定する箇所との距離より前記推定する箇所と隣接する箇所との距離のほうが大きい場合に、当該箇所を前記ハンドオーバ領域であると推定することを特徴とする請求項２３記載のプログラム。
25. 前記第二の処理において、推定する箇所および推定する箇所と隣接する箇所における接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が、両者とも前記規定値ｈより大きい所定規定値ｈ’以上である場合、当該箇所を前記ハンドオーバ領域と推定しないことを特徴とする請求項２３記載のプログラム。
26. 前記第二の処理は、
    推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth1 以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ１以上および所定規定値ｈ２以下の場合、または前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記ｈ１以上、かつ前記接続中基地局の受信品質が前記Ｑth1 以上所定規定値Ｑth2 以下の場合、当該箇所を前記ハンドオーバ領域と推定することを特徴とする請求項２１または２２記載のプログラム。
27. 前記第二の処理は、推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値Ｑth以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規定値ｈ以下の場合、当該箇所をハンドオーバできない通信不安定領域と推定することを特徴とする請求項２１または２２記載のプログラム。
28. 推定した前記ハンドオーバ領域とユーザの移動頻度の情報とを結合させて、ハンドオーバの頻度を推定する第三の処理を、更に含むことを特徴とする請求項２１〜２７いずれか記載のプログラム。
29. 前記第二の処理による推定結果を色または模様で表現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する第四の処理を、更に含むことを特徴とする請求項２１〜２８いずれか記載のプログラム。
30. 前記第三の処理による推定結果であるハンドオーバの頻度を色または模様で表現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する第四の処理を、更に含むことを特徴とする請求項２８記載のプログラム。

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