JP2007243652A

JP2007243652A - 受信強度測定システム

Info

Publication number: JP2007243652A
Application number: JP2006063991A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Hiroshima; 芳春広島; Masao Masugi; 正男馬杉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】データを送信する電波による混信を自動的に防止できる受信強度測定システムを提供する。
【解決手段】基地局からの電波を受信するためのアンテナ１１からの信号が各バンドパスフィルタ１２に入力される。各バンドパスフィルタ１２を通過した信号の強度についての閾値を超えた信号については、高調波周波数を計算する。そして、閾値を超えた最も高い周波数の信号を通過させたバンドパスフィルタの１つ上のバンドパスフィルタがもつ通過帯域の下限周波数を比較対象周波数とし、それがいずれの高調波周波数とも異なる場合、その比較対象周波数の電波により、ビーコン、受信信号、データが送受信される。
【選択図】図４

Description

本発明は、基地局が送信した電波を受信して受信強度を測定する受信強度測定システムに関する。

無線ＬＡＮ等の無線通信システムでは、無線端末が十分に大きな伝送速度で基地局と電波の送受信が行えるように、基地局の設置場所と設置数が定められる。伝送速度は、無線端末での電波の受信強度に相関するので、レイトレーシング法やＦＤ−ＴＤ法等のシミュレーションにより、通信エリア内の各所での受信強度を推定し、それにより基地局の設置場所等が定められる。また、かかる目的のソフトウェア（Quality Meisterなど）も販売されている（特許文献１参照）。

一方、各所を移動しながら、センサで受信強度を測定し、その結果により基地局の設置場所等を評価する事業も行われている。

シミュレーションでは、基地局から反射により無線端末に到達する経路の遅延特性等が考慮される場合と考慮されない場合があり、後者の場合に求まる受信強度は誤差を含む。
また、ソフトウェアは高価であるため、設置に関わるコストを上昇させることになる。

一方、受信強度を測定する方法では、各所を移動するので移動時間が必要となる。また、基地局を移設や増減した場合は、再度の測定が必要である。

そこで、予め各所にセンサを配置し、そのセンサにより受信強度を測定する受信強度測定システムが考案され、基地局の設置場所や設置数の決定を支援する置局支援ツールとして研究されるようになった。

このシステムでは、例えば、基地局が２．５ＧＨｚの電波を送信し、その受信強度を測定した各センサは、２．５ＧＨｚの電波に影響しない３１５ＭＨｚの電波で測定値を含むデータを送信する。そして、このデータを受信した制御機が測定結果を出力する（非特許文献１参照）。
特開平１１−２３１００３号公報広島、櫻井、秋山、山根、「無線通信システム基地局設置支援ツールの開発」、電子情報通信学会技術研究報告ＥＭＣＪ２００５−８５、２００５年１０月

しかしながら、上記システムでは、データを送信する電波の周波数が３１５ＭＨｚ等に予め設定されているので、その周波数の電波を送信する基地局とともに使用すると、その電波とデータを送信する電波とが混信するおそれがある。そのため、データを送出する電波の周波数を変える必要がある。

ところで、無線通信システムの基地局を設置するに際して、既に無線通信システムが設置されている場合や、隣接する建物で無線通信システムが使用されている場合がある。また、移動無線等の電波が往来する場合がある。つまり、変えた周波数が既に使用されている可能性がある。そのため、既に使用されている周波数を調査し、それとは異なる周波数の電波でデータを送信しなければならない。

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、任意の周波数において電界を測定し、かつデータを送信する電波による混信を自動的に防止できる受信強度測定システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明では、センサが、受信した電波の周波数とは異なる周波数の電波でデータを送信することで、混信を自動的に防止することができる。

また、本発明では、センサが、受信した電波の高調波の周波数を計算し、受信した電波の周波数ならびに計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことで、混信を自動的に防止することができる。

また、本発明では、センサが、電波を受信したアンテナからの信号を通過帯域が連続するバンドパスフィルタに入力し、バンドパスフィルタを通過した信号の強度についての予め設定された閾値を超えた信号について、高調波の周波数を計算し、閾値を超えた最も高い周波数の信号を通過させたバンドパスフィルタの１つ上のバンドパスフィルタがもつ通過帯域の下限周波数以上の周波数であり、かつ、計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことで、混信を自動的に防止することができる。

また、本発明では、センサが、データを送信する周波数の電波でビーコンを送信し、制御機が、アンテナの出力を周波数掃引し、ビーコンが検出された周波数の電波で受信信号を送信し、センサが、受信信号を受信したときにデータ送信を行うことで、混信を自動的に防止するとともに、制御機２が確実にデータを受信することができる。

また、本発明では、センサはデータに自身のセンサ識別情報を含ませ、制御機は、各センサの位置情報とセンサ識別情報の対応表を備え、受信した各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、その位置に、そのデータ内の測定値が示す受信強度をマッピングすることで、受信強度の分布を知ることができる。

また、本発明では、センサはデータに自身のセンサ識別情報を含ませ、制御機は、各センサの位置情報とセンサ識別情報の対応表、ならびに、受信強度と伝送速度の変換表を備え、受信した各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、そのデータ内の測定値が示す受信強度を変換表により伝送速度に変換し、その位置にマッピングすることで、伝送速度の分布を知ることができる。

本発明によれば、センサが、受信した電波の周波数とは異なる周波数の電波でデータを送信することで、混信を自動的に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る受信強度測定システムとその利用形態を示す図である。

図１の受信強度測定システムは、ここでは無線通信システムを構成する基地局の設置場所や設置数を求めるために使用される。無線端末の使用が想定される通信エリアは、ここでは居住域であり、そこは壁ａ１で仕切られ、家具ａ２などの障害物が置かれている。また、通信エリアである居住域には、複数のセンサ１と１つの制御機２が配置されている。また、ここでは通信エリア内に当初は２つの基地局Ａが配置されている。基地局Ａは、例えば、２．５ＧＨｚの電波を送信するものである。

図２は、センサ１の構成図である。

センサ１は、基地局Ａからの電波やセンサ１の場所を往来するその他の電波を受信するアンテナ１１と、通過帯域が連続する複数のバンドパスフィルタ１２と、これを通過した信号を増幅する増幅器１３と、増幅器１３用の電源１３ａと、増幅後の電波の強度（受信強度）を測定し、その測定値を含むデータなどを制御機２との間で電波により送受信する送受信機１４と、電波を送受信するためのアンテナ１５と、データなどを送信する電波の周波数を選択する選択部１６とを備える。

送受信機１４は、他のセンサ１と同じに予め設定されたタイミングで時間間隔をとりながら、例えば、一定間隔で、基地局Ａからの電波に合わせて予め設定された周波数で受信強度を測定し、そのときの測定値ならびに自身を示すセンサ識別情報からなるデータを生成し、選択された周波数の電波によりビーコンを制御機２に送信し、ビーコンを受信した旨の受信信号を受信したときは、選択された周波数の電波によりデータを送信するようになっている。

図３は、制御機２の構成図である。

制御機２は、センサ１との間で電波を送受信するためのアンテナ２１と、アンテナ２１の出力を周波数掃引して、センサ１からのビーコンを含む周波数を選択する選択部２２と、ビーコンを受信した旨の受信信号をその周波数の電波によりアンテナ２１から送信する送信部２３と、選択された周波数において続いて受信されるデータを記録する記録部２４と、記録されたデータ内の測定値を元に受信強度や伝送速度をマッピングするマッピング部２５とを備える。

マッピング部２５は、図示しないが、各センサ１の位置情報とセンサ識別情報の対応表と、受信強度と伝送速度の変換表とを予め備えている。

（動作）
次に、図４を参照して、受信強度測定システムの動作を説明する。

各センサ１の送受信機１４は、予め設定されたタイミングと周波数で受信強度を測定し、そのときの測定値ならびに自身を示すセンサ識別情報からなるデータを生成する。

また、各センサ１では、基地局Ａが送信した電波、他の無線通信システムや移動通信で使用される電波をアンテナ１１が受信し、そのときのアンテナ１１からの信号が各バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２に入力される。選択部１６には、各バンドパスフィルタ１２を通過した信号の強度についての閾値が予め設定されており、それを超えた信号については、第２次高調波から第５次高調波までの周波数（高調波周波数）を計算する。そして、閾値を超えた最も高い周波数の信号を通過させたバンドパスフィルタ１２の１つ上のバンドパスフィルタ１２の下限周波数を比較対象周波数とし、それがいずれの高調波周波数とも異なる場合、その比較対象周波数を選択する。一方、等しい場合は、その比較対象周波数に対し予め定められた周波数を加算し、それを比較対象周波数とし、それがいずれの高調波周波数とも異なる場合、その比較対象周波数を選択する。等しい場合は、同じようにして、比較対象周波数を変化させ、その後も同様にする。

こうして、いずれかは周波数が選択される。つまり、閾値を超えた最も高い周波数の信号を通過させたバンドパスフィルタ１２の１つ上のバンドパスフィルタ１２がもつ通過帯域の下限周波数以上の周波数であり、かつ、いずれの高調波周波数とも異なる周波数が選択される。

周波数が選択されると、送受信機１４は、その周波数の電波により、まずはビーコンを送信する。

制御機２の選択部２２が、アンテナ２１の出力を周波数掃引し、ビーコンを検出すると、その周波数を選択し、そのときは、送信部２３が、ビーコンを受信した旨の受信信号をその周波数でアンテナ２１から送信する。

センサ１の送受信機１４は、受信信号を受信すると、選択された周波数の電波により、今度は生成したデータを送信する。

制御機２では、そのデータが受信され、それを記録部２４が記録する。

こうして、全てのセンサ１からのデータが記録されることとなる。

次に、図５のフローチャートを参照して、マッピング部２５の動作を説明する。

マッピング部２５は、記録された各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、その位置に、そのデータ内の測定値が示す受信強度をマッピングする（Ｄ１）。次に、記録された２以上のデータからなる各組につき、それらのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する各位置情報を読み出し、各位置情報により中間位置を求め、それらのデータ内の各測定値が示す受信強度を補間し、補間された受信強度を中間位置にマッピングする（Ｄ２）。例えば、マッピングした受信強度を大きさにより分類し、分類毎に配色して、図６に示すような受信強度のマップが得られる。

また、マッピング部２５は、記録された各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、そのデータ内の測定値が示す受信強度を変換表により伝送速度に変換し、その位置にマッピングする（Ｄ３）。次に、記録された２以上のデータからなる各組につき、それらのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する各位置情報を読み出し、各位置情報により中間位置を求め、それらのデータ内の測定値が示す各受信強度を補間し、補間された受信強度を変換表により伝送速度に変換し中間位置にマッピングする（Ｄ４）。例えば、マッピングした伝送速度を大きさにより分類し、分類毎に配色して、図６に示すような伝送速度のマップが得られる。

これらのマップにおいて、受信強度や伝送速度が小さすぎる場所や大きすぎる場所が所見されたときは、基地局Ａを移設や増減した上で上記動作を行う。こうして、所望の受信強度や伝送速度が得られるような基地局Ａの設置場所や設置数が求められることとなる。なお、複数のバンドパスフィルタを用いる代わりに、１つのバンドパスフィルタの通過帯域を段階的に変化させ、その間は信号を常に入力し、各段階で通過した信号を、各バンドパスフィルタを通過した信号と同様に扱うようにしてもよい。

また、１つの場所だけで無線端末の使用が想定される場合は、センサ１としては、その場所だけに配置した上で、上記動作を行うようにしてもよい。

また、通信エリアは居住域に限らず、例えば、オフィスなどでも良い。

また、基地局の設置場所や設置数を求めるのでなく、単に受信強度などを求めるようにしてもよい。

また、マッピング部２５は、制御機２とは別に設けられたコンピュータにソフトウェアをインストールして構成してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、センサ１が、受信した電波の周波数とは異なる周波数の電波でデータを送信するので、混信を自動的に防止することができる。送信する電波の周波数を求めるときに受信する電波は、受信強度を測定する電波に限らないので、他の無線通信システムや移動通信等で使用される電波との混信をも防止することができる。

また、本実施の形態では、センサ１が、受信した電波の高調波の周波数を計算し、受信した電波の周波数ならびに計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことで、混信を自動的に防止することができる。

また、アンテナ１１からの信号を通過帯域が連続するバンドパスフィルタ１２に入力し、バンドパスフィルタ１２を通過した信号の強度についての予め設定された閾値を超えた信号について、高調波の周波数を計算し、閾値を超えた最も高い周波数の信号を通過させたバンドパスフィルタの１つ上のバンドパスフィルタがもつ通過帯域の下限周波数以上の周波数であり、かつ、計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことで、混信を自動的に防止することができる。

また、本実施の形態では、センサ１が、データを送信する周波数の電波でビーコンを送信し、制御機２が、アンテナ２１の出力を周波数掃引し、ビーコンが検出された周波数の電波で受信信号を送信し、センサ１が、受信信号を受信したときにデータ送信を行うことで、混信を自動的に防止するとともに、制御機２が確実にデータを受信することができる。

また、本実施の形態では、制御機２は、受信した各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、その位置に、そのデータ内の測定値が示す受信強度をマッピングするので、受信強度の分布を知ることができる。

また、本実施の形態では、制御機２は、受信した各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、そのデータ内の測定値が示す受信強度を変換表により伝送速度に変換し、その位置にマッピングするので、伝送速度の分布を知ることができる。

本受信強度測定システムとその利用形態を示す図である。センサ１の構成図である。制御機２の構成図である。本受信強度測定システムの動作説明図である。マッピング部２５のフローチャートである。本受信強度測定システムで得られるマップを示す図である。

符号の説明

１センサ
２制御機
Ａ基地局
１１、１５、２１アンテナ
１２バンドパスフィルタ
１３増幅器
１４光送受信機
１６、２２選択部
２５、１３４制御部
２３送信部
２４記録部
２５マッピング部

Claims

１以上の場所に配置され、基地局が送信した電波を受信して受信強度を測定し、そのときの測定値を含むデータを送信するセンサと、当該データを受信する制御機とを備える受信強度測定システムにおいて、
前記センサは、受信した電波の周波数とは異なる周波数の電波で前記データを送信することを特徴とする受信強度測定システム。
前記センサは、受信した電波の高調波の周波数を計算し、受信した電波の周波数ならびに計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことを特徴とする請求項１記載の受信強度測定システム。
前記センサは、電波を受信したアンテナからの信号を通過帯域が連続するバンドパスフィルタに入力し、バンドパスフィルタを通過した信号の強度についての予め設定された閾値を超えた信号について、高調波の周波数を計算し、閾値を超えた最も高い周波数の信号を通過させたバンドパスフィルタの１つ上のバンドパスフィルタがもつ通過帯域の下限周波数以上の周波数であり、かつ、計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことを特徴とする請求項１記載の受信強度測定システム。
前記センサは、データを送信する周波数の電波でビーコンを送信し、
前記制御機は、データを受信するためのアンテナの出力を周波数掃引し、ビーコンが検出された周波数の電波で当該ビーコンを受信した旨の受信信号を送信し、
前記センサは、受信信号を受信したときにデータ送信を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の受信強度測定システム。
前記センサは、前記データに自身のセンサ識別情報を含ませ、
前記制御機は、各センサの位置情報とセンサ識別情報の対応表を備え、受信した各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、その位置に、そのデータ内の測定値が示す受信強度をマッピングすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の受信強度測定システム。
前記センサは、前記データに自身のセンサ識別情報を含ませ、
前記制御機は、各センサの位置情報とセンサ識別情報の対応表、ならびに、受信強度と伝送速度の変換表を備え、受信した各データにつき、そのデータ内のセンサ識別情報に対応表で対応する位置情報を読み出し、そのデータ内の測定値が示す受信強度を変換表により伝送速度に変換し、その位置にマッピングすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の受信強度測定システム。
１以上の場所に配置され、基地局が送信した電波を受信して受信強度を測定し、そのときの測定値を含むデータを送信するセンサであって、
当該データを受信する制御機とともに用いられ、
受信した電波の周波数とは異なる周波数の電波で前記データを送信することを特徴とするセンサ。
受信した電波の高調波の周波数を計算し、受信した電波の周波数ならびに計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことを特徴とする請求項７記載のセンサ。
電波を受信したアンテナからの信号を通過帯域が連続するバンドパスフィルタに入力し、バンドパスフィルタを通過した信号の強度についての予め設定された閾値を超えた信号について、高調波の周波数を計算し、閾値を超えた最も高い周波数の信号を通過させたバンドパスフィルタの１つ上のバンドパスフィルタがもつ通過帯域の下限周波数以上の周波数であり、かつ、計算した周波数のいずれとも異なる周波数の電波でデータ送信を行うことを特徴とする請求項７記載のセンサ。
データを送信する周波数の電波でビーコンを送信し、前記制御機が、データを受信するためのアンテナの出力を周波数掃引し、ビーコンが検出された周波数の電波で当該ビーコンを受信した旨の受信信号を送信し、自身が当該受信信号を受信したときにデータ送信を行うことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のセンサ。