JP2009232197A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 所望のカバー率を維持する無線通信システムを提供する。
【解決手段】基地局無線装置１と無線端末３−１〜３−ｎにて構成される無線システムを用いる。この無線システムの無線端末３−ｎにおいては、送信または受信を行なうときに、ロギングデータを内部メモリに蓄積保存する。このロギングデータは、位置、日時、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）値、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）値を含む。基地局無線装置１は、無線端末３−ｎのロギングデータを収集解析することで、日々のエリア内の通話回線品質を把握する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基地局無線装置と無線端末とが通信するデジタル無線通信システムに係り、特に通信した場所の回線品質データを記録する無線通信システムに関する。

現代において、デジタル無線システムは、電波帯域を効率的に使える点とその信頼性から基幹的な技術の一つとなっている。
このデジタル無線システムの一種である、マルチチャンネルアクセス（ＭＣＡ：Ｍｕｌｔｉ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）無線システムは、例えば、空港エリア内に存する航空機の保守や運行業務における連絡通信システムとして重要な使命を担って用いられている。
このような空港向けのＭＣＡ無線通信システムは、例えば、電波産業会（ＡＲＩＢ）により、空港内デジタル移動通信システム（ＡＲＩＢ ＳＴＤ Ｔ−８７「空港内デジタル移動通信システム」）として規格化されている。この空港内デジタル移動通信システムにおいては、一つの無線キャリアをフレームで区切り、フレームを４つのチャンネルに分けることによって、マルチチャンネル化するＴＤＭ／ＴＤＭＡ方式が用いられている。

このような空港エリア内の無線通信システムの応用例としては、例えば、特許文献１を参照すると、定期的な回線品質の計測のためにビット誤り率の測定を行う方法が記載されており、これにより信頼性を高めた無線通信システムを実現できる（以下、従来技術１とする。）。

特開２００７−２９５５３２号公報

しかしながら、従来技術１のような無線通信システムにおいては、誤り率の測定を自動的・定期的に行うシステムのための構成がないため、人手で無線端末の使用エリアを移動して測定する必要があった。このため、定期的とはいえ、所定の期間（例えば、１年）に１回の割合で、定期的な回線品質の計測のための測定が行われていた。
無線端末の使用エリアのカバー率が１００％に近いよう所望されている。しかし、例えば１年に１回の計測では、所望のカバー率を維持するのが難しかった。これは、使用エリア内の人の移動の変化や建物の増築等に伴って通信環境が日々変化しており、この環境の変化によって、通信回線の品質が落ちた使用エリア内の座標が発生してくる場合があるためである。
そのような場合、従来は、複数の端末使用ユーザからの申告があって、はじめてエリア内の環境の変化を知ることになっていた。
そして、改善の検討と対策の実施が行われるまで、長期に渡って使用エリア内の通信回線の品質が落ちたままの状態が継続しがちであった。すなわち、使用エリアのカバー率を所望の値に維持することが難しかった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消することを課題とする。

本発明の無線通信システムは、基地局無線装置と無線端末とが通信するデジタル無線通信システムにおいて、前記無線端末は、送信または受信を行った際に、位置を特定するデータを取得して、日時と無線端末のＲＳＳＩ値とＢＥＲ値とをロギングデータとして記憶する記憶手段を備え、前記基地局無線装置は、前記無線端末のロギングデータから、前記無線端末が通信した場所の回線品質データを解析するデータ解析手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、無線端末の送受信時にその端末の位置データ・送受信時刻とともにＲＳＳＩ値およびＢＥＲ値を内部メモリに記憶する無線端末を用いて、そのデータを収集し解析して日々のエリア内の回線品質を把握する無線通信システムを提供することで、ユーザが要望するエリアカバー率を維持することができる。

＜第１の実施の形態＞
〔制御構成〕
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るに無線通信システムＸの構成例について説明する。
この無線通信システムＸは、基地局無線装置１（データ解析部）と、アンテナ２と、無線端末３−１〜３−ｎを備えている。
基地局無線装置１は、固定された基地局に備えられており、多数の無線端末３−１〜３−ｎに対応し、使用エリア内で十分電波を送受信可能な大型のアンテナ２を備えている。さらに、後述するロギングデータを収集して解析するＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、汎用機、サーバ等である、データ解析装置（データ解析手段）を備えている。
無線端末３−１〜３−ｎは、例えば、空港構内等を移動するサービス車両等に備えられるか、サービスマンや整備員等の空港内職員がトランシーバとして携帯し、使用しており、他の端末と通話を行ないながら無線エリア内を動き回っている。

次に、図２を参照して、無線端末３−１〜３−ｎの制御構成について詳しく説明する。以下の説明においては、無線端末３−１を代表例として記す。
無線端末３−１は、主に位置特定部１００と、データ保存部２００と、無線装置部３００とを備えており、それぞれの部位が例えば共通のバス等で接続されるように構成される。

位置特定部１００は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の受信機であるＧＰＳレシーバ４や、エリア内の特定のＩＤにより位置を認識するＩＤタグ認識部５を備えている、無線端末３−１の位置を特定するための部位である。

データ保存部２００は、後述するＲＳＳＩ値とＢＥＲ値を含むロギングデータ（Ｌｏｇｇｉｎｇ Ｄａｔａ）を記憶・保存するＲＡＭ（バッテリバックアップＳＲＡＭ）、フラッシュメモリ、その他の不揮発性メモリ、ＨＤＤ等であるメモリ６（記憶手段）を備えている。

無線装置部３００は、公知のＭＣＡ無線通信装置と同等の機能部位であり、アンテナである空中線７、空中線７から無線電波を送信する送信部８、空中戦７からの無線電波を受信する受信部９、ＣＰＵ（中央処理装置）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等である制御部１０、スイッチング電源等である電源部１１等の無線通信装置に関する部位により構成される。

〔無線端末３−１〜３−ｎの動作〕
無線端末３−１〜３−ｎは、送信または受信を行う際に、その位置を特定する位置の情報、日時（日、時、分、秒、及びそれ以下の単位の時間を含む）、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、受信レベル値）やＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ、ビット誤り率）を、ロギングデータとして端末のメモリ６に保存するという動作を繰り返す。
この保存されたロギングデータは、後述するように収集して解析することができ、これにより無線端末３−１〜３−ｎが受信した時間と場所における回線品質を知ることができる。
これにより、回線品質の向上のためのデータが得られ、無線通信システムＸの使用エリア内でのカバー率を１００％に近づけることができ、通信品質を向上させることができる。

〔無線通信システムＸの処理〕
次に、図３〜５を参照して、無線通信システムＸによる通信回線の品質の蓄積と解析の処理について、より具体的に説明する。

まず、ステップＳ１０１において、端末の位置を特定する位置特定部１００は、位置取得処理を行う。
位置特定部１００は、屋外においては、ＧＰＳ衛星からのデータをＧＰＳレシーバ４で受信することにより位置を特定する。
位置特定部１００は、屋内においては、使用エリア内の要所に設置されたＩＤタグから、位置を特定する固有番号情報などをＩＤタグ認識部５で受信し、概ねの位置を特定する。このＩＤタグ（ビーコン）は、公知の無線ＩＤタグを使用することができる。

次に、ステップＳ１０２において、無線装置部の制御部１０は、ロギングデータ保存処理を行う。
このロギングデータ保存処理としては、まず、制御部１０は、送信部８により他の端末と送信を行ったこと、または受信部９により受信を行ったことを検知する。
この検知が行われた際に、制御部１０は、ＲＳＳＩ値とＢＥＲ値を、送信部８又は受信部９から取得する。
さらに、制御部１０は、屋外においては、ＧＰＳレシーバ４から日時を測定する。また、屋内においては、無線装置部３００の図示しないＧＰＳと連動するリアルタイム・クロック（ＲＴＣ）から日時を測定する。
また、制御部１０は、上記ステップＳ１０１で取得した位置データを位置特定部１００から入力する。
制御部１０は、日時、位置データ、ＲＳＳＩ値、ＢＥＲ値、及び自らの端末番号の各データを含む各種のデータを、ロギングデータとして、データ保存部のメモリ６に記憶する。

無線端末３−１〜３−ｎでは、送信および受信をするたびに、上記ロギングデータをデータ保存部２００のメモリ６に記憶・保存する行為を繰り返す。
このことにより無線端末３−１〜３−ｎのメモリ６には、各無線端末が通信を行った場所における、上記データが蓄積、保存される。

次に、ステップＳ１０３において、基地局無線装置１のデータ解析装置は、ロギングデータ収集処理を行う。
このデータ解析装置は、無線システムの閑暇な時間帯に無線通信回線を使用したバッチ処理等で上記のロギングデータを収集する。
バッチ処理については、無線端末３−１〜３−ｎの端末番号ごとに、所定時刻、所定の順番で無線回線を介してデータをデータ解析装置に吸い上げることができる。
吸い上げの所定時刻としては、例えば、無線通信システムＸが閑暇してデータ帯域に空きがある時間を、ユーザが設定することができる。たとえば、夜間に閑暇していれば、夜間を所定時刻として設定可能である。
この吸い上げの際には、データ解析装置は、アンテナ２を介して、ロギングデータ収集のための所定のリクエストを、各無線端末３−１〜３−ｎに送信する。
それを受信した無線端末３−ｎの制御部１０は、データ保存部２００のメモリ６に記憶されたロギングデータのうち、データ解析装置が蓄積収集する分のデータを収集データとして、送信部８から送信する。
このような方法により、データ収集を効率的に、且つ保守員が手間をかけることなく行うことができる。

図４を参照して、収集データの一例について説明する。
収集データは、ロギングデータのうち、通信（測定）の「時刻」、位置を特定する「位置データ」（ＧＰＳの場合、北緯・東経の数値であり、ＩＤタグの場合は識別番号を用いる）、通信時の電界強度を示す「ＲＳＳＩ値」、伝送品質を示す「ＢＥＲ値」、測定（通信）した端末を示す「端末番号」を用いるのが好適である。
収集データは、この図のように、データ解析装置の記憶部のデータベースに表形式で記憶することができる。

なお、無線端末３−ｎが携帯型の無線端末であれば、例えば携帯端末を充電器に装着したときに、携帯端末３−ｎがデータ収集のための通信のリクエストを送信することもできる。このリクエストを受けたデータ解析装置は、通信帯域に所定レベルの空きがあれば、ロギングデータの回収処理を行うことができる。
なお、この他にも、データ解析装置は、無線端末３−ｎが電源をＯＦＦにする際に行う終了処理（基地局無線装置１へ、電源ＯＦＦにする旨の信号を送信する処理）を検知すると、ロギングデータを収集するようにしてもよい。
さらに、無線端末３−１〜３−ｎの蓄積保存されたデータを収集する方法として、保守員作業により１台ずつデータ解析装置に接続して収集する作業を行うことも可能である。

次に、ステップＳ１０４において、基地局無線装置１のデータ解析装置は、収集データ解析処理を行う。
データ解析装置は、時刻毎や場所毎に収集データを読み出し、表のままで解析及び管理することもできる。
これに加えて、データ解析装置は、使用エリアをマップにし、端末の各通信座標での通信回線の品質を、表示部に色やマークで表示させることができる。
このマップにより解析・管理することで、データ解析装置のユーザは、時刻毎のエリアの通信回線の品質を一目で把握することができる。

図５を参照して、データ解析装置の表示部にマップ上に色やマークで通信回線品質を表示させた例を示す。この例においては、無線端末３−１〜３−ｎのうち、端末番号１０１の端末について、２００７年１月１日の０時〜１時までの間の取得データを表示した。
この図では、収集データの位置データの座標を、星印で表示している。また、ＲＳＳＩ値とＢＥＲ値から通信回線の品質を所定の式を用いて算出した値を、星印の濃度として表現している。この算出方法は、より具体的には、ＲＳＳＩ値とＢＥＲ値を所定の値と比べるような、ヒューリスティックな算出方法を用いることができる。
ここでは、ＲＳＳＩ値が高くＢＥＲ値が低い場合は品質を「優」として星印の濃度を低く、ＲＳＳＩ値が低くＢＥＲが高い場合は品質を「不可」として星印の濃度を高く表示した。

この例では、端末番号１０１の端末の収集データのみを示したが、他の無線端末３−１〜３−ｎのデータを重ねて表示することも、当然、可能である。
加えて、平均の通信回線の品質を、座標ごとに等高線のように色分け表示したり、棒グラフ表示したりすることも可能である。
さらに、昼間と夜間といった特定の時間帯における収集データを検索・抽出して表示することも可能である。
また、端末番号から、その無線端末３−ｎの機種を判定して、その機種についての結果を表示することも可能である。加えて、特定の周波数帯（チャンネル等）におけるデータを抽出することもできる。

これらの解析結果から、無線端末３−１〜３−ｎに蓄積保存されたデータを定期的に収集し解析することで、各日時における環境を把握することができる。
これにより、環境の変化による通話環境の悪化が認められた場合は、アンテナを増やしたりギャップフィラーを用いたりする等で不感地域を無くすといった各種の対策を行なうことで、無線通信システムＸにおいて、安定したサービスの提供を行なうことが可能である。
たとえば、図５によると、無線通信システムＸの使用エリア中央部下の通信回線の通信回線の品質があまりよくないことが分かる。このような場所には、ギャップフィラー（補助アンテナ）を設置するなどの所定の対策を講じることが考えられる。

また、エリア内の各座標に関する情報だけでなく、特定のチャンネルに限って受信精度が悪い場合は、何らかの干渉が起こっているといった推測を行うことができる。さらに、ある端末だけＲＳＳＩやＢＥＲの値が悪い場合は、その端末の特性や故障について検討することが可能になる。

なお、無線端末３−１〜３−ｎは、その数が多いほど収集されるデータが増え、より詳細な環境の把握をすることができる。
以上により、通信回線の品質の蓄積と解析の処理を終了する。

〔無線通信システムＸの効果〕
従来より、特定エリア内で用いる無線通信システムにおいては、使用エリア内の利用者の人や車両等の移動、エリア内の混雑度の変化、エリア建物内のレイアウト変更や建物の増築等の影響により、日々刻々とエリア内の通信環境が変化している。
つまり、無線通信システムにおいては、上記のような環境の変化によって、ある日時において所要受信電界入力レベルを満たさない、通信回線の品質が落ちた位置が発生する場合がある。

ここで、従来技術の無線端末においては、使用エリア内はすべて端末の所要受信電界入力レベルを満たすよう、システム導入時に設計されている。しかしながら、上述のような通信回線の品質が落ちた位置が発生した場合、これまではそれを早急に把握する方法がなかった。
すなわち、従来は、複数の端末使用ユーザからの申告があって、はじめてエリア内の環境の変化を知ることになり、それから通信事業者やメーカーによる調査が行われるという手順を用いていた。
これにより、改善の検討および対策実施が行われるまでの間長期に渡ってエリア内の回線品質が落ちたままの状態が継続してしまうことになりがちであった。

また、従来技術のような無線通信システムにおいては、無線端末の使用エリアのカバー率が１００％に近い所望の値であるように要望されている。
しかしながら、従来技術１のような無線通信システムにおいては、例えば１年に１回といった頻度で通信回線品質の計測を行うため、日々変化する通信回線品質に追随するのは困難であった。このため、所望のカバー率を常に維持するのは難しかった。

これに対して、本発明の実施の形態に係る無線通信システムＸにおいては、日常のユーザへの通話サービスを行ないながら、その通話ポイントにおける通話回線品質を収集・把握・管理することができる。
このため、サービス提供エリアにおける品質を維持することと、万一回線品質の低下が確認されたときに迅速に対処することが可能になる。
よって、所望の値に近いカバー率を達成することができる。

本発明は、無線端末の送受信時にその端末の位置データ・送受信時刻とともにＲＳＳＩ値およびＢＥＲ値を内部メモリに保存することで、そのデータを収集解析して日々のエリア内の回線品質を把握し、ユーザが所望するエリアのカバー率を維持することができる。

また、本発明の無線端末は、基地局無線装置と無線端末を備える無線通信システムの無線端末であって、送信または受信したときに、日時、前記無線端末の位置、ＲＳＳＩ値、及びＢＥＲ値を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の無線端末は、ＧＰＳ又はＩＤタグにより位置の情報を取得することを特徴とする。
また、本発明の無線方法は、基地局無線装置と無線端末とが通信するデジタル無線通信システムにおける無線方法において、無線端末が送信または受信を行った際に、位置を特定するデータを取得し、日時と無線端末のＲＳＳＩ値とＢＥＲ値とを記憶し、基地局無線装置のデータ解析装置により、無線端末が通信した場所の回線品質データを解析することを特徴とする。

なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムＸの構成例を示すのシステム構成図である。 本発明の実施の形態に係る無線端末３−１の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る通信回線の品質の蓄積と解析の処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る収集データの例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係るデータ解析装置が通信回線品質を表示するマップの概念図である。

符号の説明

１ 基地局無線装置
２ アンテナ
３−１〜３−ｎ 無線端末
４ ＧＰＳレシーバ
５ ＩＤタグ認識部
６ メモリ
７ 空中線
８ 送信部
９ 受信部
１０ 制御部
１１ 電源部
１００ 位置特定部
２００ データ保存部
３００ 無線装置部
Ｘ 無線通信システム

Claims (1)

1. 基地局無線装置と無線端末とが通信するデジタル無線通信システムにおいて、
   前記無線端末は、
   送信または受信を行った際に、位置を特定するデータを取得して、日時と無線端末のＲＳＳＩ値とＢＥＲ値とをロギングデータとして記憶する記憶手段を備え、
   前記基地局無線装置は、
   前記無線端末のロギングデータから、前記無線端末が通信した場所の回線品質データを解析するデータ解析手段を備える
   ことを特徴とする無線通信システム。

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