JP2019161290A - センサ装置、無線品質分析装置、無線品質監視システム、データ取得方法、および、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(1)無線品質の監視において,包絡線データ(信号の波形情報)とヘッダデータ(プロトコルの動作上必要な制御情報)の取得が有効であるが、どちらか一方のみを観測するだけでは、問題の検知や原因特定に対し不十分な場合がある。
(2)包絡線データはそのままではデータ量が膨大となるため、データの転送や保存の際に通信帯域やストレージ容量の圧迫を引き起こす。
第1実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
図1は、第1実施形態に係る無線品質監視システム1000の概略構成図である。
無線品質分析装置100は、図2に示すように、第1通信処理部11と、時刻同期用データ処理部12と、包絡線データ収集部13と、ヘッダデータ収集部14と、分析部15と、第1通信インターフェース16とを備える。
センサ装置S_node1は、図3に示すように、アンテナAnt1と、RF処理部21と、同期用時刻管理部22と、IQデータ取得部23と、包絡線データ取得部24と、ヘッダデータ取得部25と、データ中継部26と、第2通信インターフェース27とを備える。
以上のように構成された無線品質監視システム1000の動作について、以下、図面を参照しながら説明する。
(1)同期用時刻管理部22から現在時刻を取得する。
(2)所定のまとまった個数のIQサンプル(IQサンプルグループ)をRF処理部21から取得し、そのIQサンプルグループに属するIQサンプルに対し、(1)で取得した時刻をタイムスタンプとして付与する。
(3)タイムスタンプとIQサンプルグループの組を、包絡線データ取得部24およびヘッダデータ取得部25に、データD1_IQとして、出力する。
Gk={t(k),IQ_s1 (k),IQ_s2 (k),・・・,IQ_sn (k)}
t(k):タイムスタンプ(現在時刻(IQサンプルグループGkの取得開始時刻)の時間情報)
IQ_si (k)={Ii (k),Qi (k)}
Ii (k):Gkのi番目のIQサンプルのI成分データ
Qi (k):Gkのi番目のIQサンプルのQ成分データ
IQデータ取得部23は、上記のようにして取得したIQサンプルのデータをデータD1_IQとして包絡線データ取得部24およびヘッダデータ取得部25に出力する。
ti (k)=t1 (k)+(i−1)/r
r:サンプリングレート(単位は「サンプル数/秒」)
により算出する。なお、rは、RF処理部21によりIQサンプルを取得するときのサンプリングレートである。
S_si (all)=10×log10[{Ii (all)}2+{Qi (all)}2]
に相当する処理により取得する。
D1_env_all={[S_s1 (all),t1 (all)],[S_s2 (all),t2 (all)],・・・,[S_sm (all),tm (all)]}
m:センサ装置S_node1で処理対象としている各IQサンプルグループに含まれるサンプル数の総和
ここで、包絡線データの図式表現について、説明する。
D1_env={(t0,p0),(t1,p1),(t2,p3),・・・}
として取得される。
(1)送信元MACアドレス
(2)受信先MACアドレス
(3)フレーム長(バイト数)
(4)フレームの種類(Beacon、Data、Ackなど)
(5)再送フラグ
(6)シーケンス番号
(7)データレート(6Mbps,54Mbpsなど)
ヘッダデータ取得部25においても、包絡線データ取得部24と同様に、IQサンプルグループごとのまとまりを解除し各IQサンプルを取得時刻順に基づき並べたデータ(グループ解除後データ)を用いて処理を行う。
(tk,dk,hk)
tk:フレームの開始時刻
tk:フレームの継続時間
hk:フレームのヘッダ部分から抽出した情報(送信元MACアドレス等)
そして、ヘッダデータ取得部25は、処理対象としている期間に含まれる複数のヘッダデータをヘッダデータD1_headとして、以下の形式で取得する。
D1_head={(t1,d1,h1),(t1,d2,h2),(t3,d3,h3),・・・}
なお、ヘッダ情報hkにより、例えば、図6の「ヘッダ内容」の欄に模式的表現で示すように、図6の1番目と2番目のフレームがノードAからノードBへのデータ(Data(A−>B)と表記)であり、図6の3番目のフレームがノードBからノードAへのACK(Ack(B−>A)と表記)であることが分かる。
(1)例えば、フレームロスの原因が干渉波によるものであるならば、干渉波の原因となる機器を特定し、その機器の位置の変更や通信に使用する周波数を変更するなどの対策を行う。
(2)例えば、フレームロスの原因が信号強度の不足によるものであるならば、送信側と受信側との距離を近づける、あるいは、送信側の送信電力を強くするなどの対策を行う。
次に、第2実施形態について、説明する。
図8は、第2実施形態に係る無線品質監視システム2000の概略構成図である。
以上のように構成された無線品質監視システム2000の動作を以下説明する。
D1_env={(t1,d1),(t2,d2),・・・}
上記により、第2モードの包絡線データ取得方法により取得されたデータD1_envは、信号強度が所定の期間において、閾値Th1以上であることと、その継続時間の情報のみを有するデータで構成されているため、第1モードの包絡線データ取得方法に比べて、そのデータ容量をかなり削減することができる。
図12は、第3モードによる包絡線データ取得方法を説明するための図である。図12の上図にデータD1_env_allを、図12の下図に第3モードにより取得した包絡線データD1_envを、時間軸を一致させて示している。
D1_env={(t1,p1max,p1ave,p1min),(t2,p2max,p2ave,p2min),・・・}
なお、上記の包絡線データD1_envの各要素に対応する継続時間は、タイムスロット幅Twにより決定される。
図13は、第4モードによる包絡線データ取得方法を説明するための図である。図13の上図にデータD1_env_allを、図13の下図に第4モードにより取得した包絡線データD1_envを、時間軸を一致させて示している。
D1_env={(t1,d1,p1),(t2,d2,p2),(t3,d3,p3),・・・}
tk:サンプルの取得時刻
dk:継続時間
pk:信号強度
上記のようにして、第4モードの包絡線データ取得方法により取得されたデータD1_envは、IQサンプルごとにデータを取得する場合に比べて、そのデータ容量をかなり削減することができる。
次に、第2実施形態の第1変形例について、説明する。
上記実施形態(変形例を含む)では、無線品質監視システムが図1の構成の場合を例に説明したが、無線品質監視システムの構成は、上記(図1等)に限定されるものではなく、センサ装置の位置、数等は、上記以外のものであってもよい。また、上記では、センサ装置が、通信機器とは別個に存在している場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、通信機器がセンサ装置を含む、あるいは、付加されたものであってもよい。
100、100A 無線品質分析装置
13 包絡線データ収集部
14 ヘッダデータ収集部
15、15A 分析部
S_node1、S_node2、S_node3、SA_node1、SA_node2、SA_node3、SB_node1 センサ装置
Ant1 アンテナ
21 RF処理部
22 同期用時刻管理部
23 IQデータ取得部
24、24A 包絡線データ取得部
25 ヘッダデータ取得部
26、26A,26B データ中継部
28 包絡線データ再生成要求処理部
Strg1 記憶部
Claims (11)
- 無線品質分析装置を含む無線品質監視システムに用いられるセンサ装置であって、
無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信した無線信号に対してRF処理を実行することでベースバンド信号を取得するRF処理部と、
前記無線品質監視システムで共通に使用される時間軸である単一時間軸に基づく時刻同期情報を取得する同期用時刻管理部と、
前記ベースバンド信号からI成分データとQ成分データと取得し、前記I成分データと前記Q成分データとを、前記I成分データと前記Q成分データとが取得された時刻情報であって、前記単一時間軸で規定される前記時刻情報と対応付けたIQサンプルデータを取得するIQデータ取得部と、
前記IQサンプルデータから、前記ベースバンド信号の信号強度の時系列データの特徴を示す包絡線データを、前記単一時間軸で規定される前記時刻情報と対応付けて取得する包絡線データ取得部と、
前記IQサンプルデータから、前記ベースバンド信号に含まれるフレーム・ヘッダから、ヘッダデータを、前記単一時間軸で規定される前記時刻情報と対応付けて取得するヘッダデータ取得部と、
を備えるセンサ装置。 - 前記包絡線データ取得部は、
前記IQサンプルデータから、各サンプル時刻における信号強度を取得し、取得した信号強度が所定の閾値よりも大きい前記IQサンプルデータを用いて、前記包絡線データを取得する、
請求項1に記載のセンサ装置。 - 前記IQサンプルデータを記憶する記憶部と、
前記無線品質分析装置からの要求に従い、前記記憶部に記憶されている前記IQサンプルデータを用いて前記包絡線データを取得する包絡線データ再生成処理を実行する包絡線データ再生成要求処理部と、
をさらに備える、
請求項1または2に記載のセンサ装置。 - 前記包絡線データ再生成要求処理部は、
前記包絡線データ取得部が取得した包絡線データよりも精度の高い包絡線データを取得する方法により、前記包絡線データ再生成処理を実行する、
請求項3に記載のセンサ装置。 - 前記記憶部に前記IQサンプルデータを記憶させるときのアクセス制御を行うデータ中継部をさらに備え、
前記データ中継部は、前記IQサンプルデータの前記記憶部への記憶処理を停止させるための記録停止指令を入力したとき、前記IQサンプルデータの前記記憶部への記憶処理を停止させる、
請求項3または4に記載のセンサ装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載のセンサ装置であって、1または複数の前記センサ装置を含む無線品質監視システムに用いられる無線品質分析装置であって、
1または複数の前記センサ装置から、各センサ装置が取得した前記包絡線データを収集する包絡線データ収集部と、
1または複数の前記センサ装置から、各センサ装置が取得した前記ヘッダデータを収集するヘッダデータ収集部と、
前記包絡線データ収集部が収集した前記包絡線データと、前記ヘッダデータ収集部が収集した前記ヘッダデータとを、前記単一時間軸で解析することで、前記無線品質監視システムが属する無線環境の無線品質を分析する分析部と、
を備える無線品質分析装置。 - 前記分析部は、
前記包絡線データの精度が十分でないと判断したセンサ装置に対して、包絡線データを取得する包絡線データ再生成処理を要求する要求信号を生成する、
請求項6に記載の無線品質分析装置。 - 前記分析部は、
前記包絡線データの精度が十分でないと判断したセンサ装置に対して、前記包絡線データを再取得する期間を特定する情報を含めて、前記包絡線データ再生成処理を要求する要求信号を生成する、
請求項7に記載の無線品質分析装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載のセンサ装置と、
請求項6から8のいずれかに記載の無線品質分析装置と、
を備える無線品質監視システム。 - 無線品質分析装置を含む無線品質監視システムに用いられるセンサ装置であって、無線信号を受信するアンテナを含む前記センサ装置で使用されるデータ取得方法であって、
前記アンテナにより受信した無線信号に対してRF処理を実行することでベースバンド信号を取得するRF処理ステップと、
前記無線品質監視システムで共通に使用される時間軸である単一時間軸に基づく時刻同期情報を取得する同期用時刻管理ステップと、
前記ベースバンド信号からI成分データとQ成分データと取得し、前記I成分データと前記Q成分データとを、前記I成分データと前記Q成分データとが取得された時刻情報であって、前記単一時間軸で規定される前記時刻情報と対応付けたIQサンプルデータを取得するIQデータ取得ステップと、
前記IQサンプルデータから、前記ベースバンド信号の信号強度の時系列データの特徴を示す包絡線データを、前記単一時間軸で規定される前記時刻情報と対応付けて取得する包絡線データ取得ステップと、
前記IQサンプルデータから、前記ベースバンド信号に含まれるフレーム・ヘッダから、ヘッダデータを、前記単一時間軸で規定される前記時刻情報と対応付けて取得するヘッダデータ取得ステップと、
を備えるデータ取得方法。 - 請求項10に記載のデータ取得方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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