JP2023131536A - ローカル５ｇ監視システム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の測定地点での測定を行ないながら、測定地点の変更や増設を柔軟に行なうことができるローカル５Ｇ監視システムを提供すること。【解決手段】ローカル５Ｇシステム１００の基地局１００ａからの電波を測定する測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定データを収集する第１のサーバ装置３と、第１のサーバ装置３が収集した測定データをインターネットを介して参照可能に構成する第２のサーバ装置４と、を備え、第１のサーバ装置３は、ローカル５Ｇシステム１００の敷設完了時の測定データをリファレンス情報とし、ローカル５Ｇシステム１００の運用中の測定データがリファレンス情報から閾値を超えて悪化した場合に異常状態であると判定し、ユーザに報知する。【選択図】図１

Description

本発明は、ローカル５Ｇシステムの運用パフォーマンスを監視するローカル５Ｇ監視システムに関する。
第５世代移動通信システム（以下、「５Ｇ」ともいう）で利用されている各種技術を使い、通信事業者ではない団体（自治体や企業など）が設備を持ち、自身が保有する土地でのサービス提供や自営の通信設備として占有利用するローカル５Ｇシステムが提供されてきている。
このようなローカル５Ｇシステムでは、ユーザの実フィールドに敷設し、その後の運用において、機器類の故障や停止、電波干渉などの要因で、伝送速度の低下や通信遅延などの異常状態が発生することがある。
ローカル５Ｇシステムは、比較的安価な無線ＬＡＮ（Local Area Network）を用いたネットワーク構成とは異なり、大容量と低遅延を重視した高価なシステムであり、伝送速度の低下、通信遅延などの異常状態となる時間は、極めて短く抑える必要がある。
特許文献１には、無線ネットワークの通信エリア内の無線環境の常時モニタについて記載されている。
特開２０２０－５００９号公報
しかしながら、ローカル５Ｇシステムの敷設時には問題が無くても、その後、全国５Ｇや隣接するローカル５Ｇシステムとの電波干渉や妨害波が発生する可能性がある。
このような異常状態を検出するためには、複数の地点で測定を行ない、測定地点の変更や増設を柔軟に行なえるようにすることが求められる。
そこで、本発明は、複数の測定地点での測定を行ないながら、測定地点の変更や増設を柔軟に行なうことができるローカル５Ｇ監視システムを提供することを目的としている。
本発明のローカル５Ｇ監視システムは、第５世代移動通信システムの技術を使って所定の地域内で無線通信システムを占有利用するローカル５Ｇシステムを監視するローカル５Ｇ監視システムであって、前記ローカル５Ｇシステムの基地局からの電波を測定する測定器と、無線通信により前記ローカル５Ｇ監視システムのネットワークに接続し、前記基地局からの電波を測定する無線端末と、前記無線端末による測定データを収集する第１のサーバ装置と、前記無線端末による測定データをインターネット経由で参照可能に構成する第２のサーバ装置と、を備え、前記第１のサーバ装置は、前記ローカル５Ｇシステムの敷設完了時の前記測定器及び前記無線端末による測定データをリファレンス情報とし、前記ローカル５Ｇシステムの運用中の前記測定器及び前記無線端末による測定データが前記リファレンス情報から閾値を超えて悪化した場合に異常状態であると判定し、ユーザに報知するものである。
この構成により、測定器と、無線通信によりローカル５Ｇ監視システムのネットワークに接続された無線端末とで測定が行なわれる。このため、複数の測定地点での測定を行なうことができ、かつ測定地点の変更や増設を柔軟に行なうことができる。
また、測定器と、無線端末とにより測定を行なえるようにしているため、高精度に測定を行なうことができる測定器と、簡易な測定を行なう無線端末とを組み合わせて、ユーザごとに最適なローカル５Ｇ監視システムを構築することができる。
また、本発明のローカル５Ｇ監視システムにおいて、前記測定器及び前記無線端末は、前記電波に加え、前記ローカル５Ｇシステムの無線ネットワークにおけるＩＰ（Internet Protocol）データ通信の状態を測定して前記測定データとするものである。
この構成により、ローカル５Ｇシステムの敷設時の測定データを基準に、ローカル５Ｇシステムの無線ネットワークのＩＰデータ通信の異常状態を検出することができる。
また、本発明のローカル５Ｇ監視システムにおいて、前記第２のサーバ装置は、前記測定器及び前記無線端末の状態の概要を示すモニタサマリ画面を表示するものである。
この構成により、測定器及び無線端末の状態の概要をインターネット経由で確認させることができ、異常状態への対応を迅速に行なうことができる。
また、本発明のローカル５Ｇ監視システムにおいて、前記第２のサーバ装置は、前記モニタサマリ画面において選択された前記測定器または前記無線端末の前記測定データを示す測定詳細画面を表示するものである。
この構成により、モニタサマリ画面において選択された測定器または無線端末の測定データが測定詳細画面として表示にされ、詳細な測定データを個別に表示させることができ、異常状態への対応を迅速に行なうことができる。
本発明は、複数の測定地点での測定を行ないながら、測定地点の変更や増設を柔軟に行なうことができるローカル５Ｇ監視システムを提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係るローカル５Ｇ監視システムの概略構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るローカル５Ｇ監視システムの異常状態検出方法の概念図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るローカル５Ｇ監視システムの測定器及び無線端末の状態の表示例を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るローカル５Ｇ監視システムについて詳細に説明する。
図１において、本発明の一実施形態に係るローカル５Ｇ監視システム１は、ローカル５Ｇシステム１００のサービスエリア内に設置される。
ローカル５Ｇ監視システム１は、ローカル５Ｇシステム１００の基地局１００ａからの電波の状態や、ローカル５Ｇシステム１００の無線ネットワークにおけるＩＰデータ通信の状態などを監視し、異常状態となっているか判定する。
ローカル５Ｇ監視システム１は、測定器２１と、複数の無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、第１のサーバ装置３と、第２のサーバ装置４と、を含んで構成される。
測定器２１は、ローカル５Ｇシステム１００の基地局１００ａからの電波を測定する。測定器２１は、ローカル５Ｇシステム１００の無線ネットワークのＩＰデータ通信の測定を行なう。測定器２１は、ＩＰデータ通信の測定としては、スループットや通信遅延などを測定する。
無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、５Ｇの通信をサポートするスマートフォンや携帯端末などにより構成される。なお、本実施形態では、主として、無線端末２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを、所定の設置位置にそれぞれ固定して用いる。
無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、ローカル５Ｇシステム１００の基地局１００ａからの電波を測定する。無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、ローカル５Ｇシステム１００のＩＰデータ通信の測定を行なう。無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、ＩＰデータ通信の測定としては、スループットや通信遅延などを測定する。
無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、無線ＬＡＮやＬＴＥ（Long Term Evolution）などの無線通信を行なうことができるようになっており、無線通信によりローカル５Ｇ監視システム１の無線ＬＡＮやインターネット１１０にアクセスできるようになっている。
第１のサーバ装置３及び第２のサーバ装置４は、それぞれコンピュータ装置によって構成される。これらのコンピュータ装置は、それぞれ図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ハードディスク装置などの不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートと、表示装置と、ポインティングデバイスやキーボード装置などの入力装置とを有する。
これらのコンピュータ装置のＲＯＭ及びハードディスク装置には、それぞれのコンピュータ装置を制御するためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭ及びハードディスク装置に格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、本実施形態の制御を行なう。
第１のサーバ装置３と、測定器２１とは、ＬＡＮ１０により接続され、ＬＡＮ１０を介して相互にデータを送受信できるようになっている。
第１のサーバ装置３は、無線ＬＡＮに接続し、無線ＬＡＮを介して通信できるようになっている。第１のサーバ装置３と、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとは、ローカル５Ｇ監視システム１の無線ＬＡＮにより接続され、無線ＬＡＮを介して相互にデータを送受信できるようになっている。
第１のサーバ装置３は、インターネット１１０に接続されており、インターネットを介して電子メールを送受信したり、ＳＮＳ（Social Networking Service）にアクセスしたり、することができる。
第２のサーバ装置４は、インターネット１１０に接続されており、第１のサーバ装置３と、第２のサーバ装置４とは、インターネット１１０を経由して相互にデータを送受信できるようになっている。
第２のサーバ装置４は、例えば、Ｗｅｂサーバの機能を持ち、インターネット１１０を経由して、パーソナルコンピュータやスマートフォンに情報を提供することができるようになっている。
本実施形態において、第１のサーバ装置３は、ローカル５Ｇシステム１００の敷設時の測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定データをリファレンス情報とし、ローカル５Ｇシステム１００の運用中の測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定データがリファレンス情報から閾値を超えて悪化した場合に報知を行なう。
ローカル５Ｇシステム１００は、要求されるスループットや通信遅延などが設計され、設計されたスループットや通信遅延を満たすように、測定器２１や無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定を行ないながら基地局１００ａなどの敷設が行なわれ、設計通りのスループットや通信遅延を満たしたことが確認されて敷設が完了する。
第１のサーバ装置３は、例えば、入力装置への入力によりリファレンス情報の登録が選択されると、その時の測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定データをリファレンス情報としてハードディスク装置に格納する。
第１のサーバ装置３は、例えば、図２に示すように、ローカル５Ｇシステム１００の敷設時の測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定データをリファレンス情報としてリファレンス情報データベースに記憶しておく。リファレンス情報データベースは、例えば、第１のサーバ装置３のハードディスク装置に格納される。
測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定データとしては、例えば、図２に示すように、電波の状態（図では「電波」と示す）、スループット、遅延などが測定される。
電波の状態としては、例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）などが測定される。
無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄでのＲＳＲＰ、ＲＳＲＱの測定は、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの基本ソフトウェアで行なっているので、例えば、スマートフォンのアプリケーションなどで、その情報を取得して測定データとして第１のサーバ装置３に送るようにする。
スループットや遅延は、例えば、ローカル５Ｇシステム１００に設けられたサーバ装置や測定装置と通信を行なって測定する。
測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、例えば、ローカル５Ｇシステム１００に設けられたサーバ装置と、基地局１００ａを介した無線通信を行なって、スループットや遅延を測定する。
測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、例えば、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）の"echo request"パケットをサーバ装置に送信し、サーバ装置から"echo reply"が返って来るまでの時間（ラウンドトリップタイム：Round-Trip Time）によりローカル５Ｇシステム１００の無線ネットワークの遅延を測定する。
無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、例えば、スマートフォンのアプリケーションなどで、ローカル５Ｇシステム１００に設けられたサーバ装置と、基地局１００ａを介した無線通信を行なって、スループットや遅延を測定する。
第１のサーバ装置３は、例えば、所定の時間間隔で測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる測定データをリファレンス情報と比較し、測定データがリファレンス情報から閾値を超えて悪化した場合に異常状態であると判定する。
第１のサーバ装置３は、例えば、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定したＲＳＲＰの値の少なくとも１つがリファレンス情報から閾値を超えて小さくなった場合に異常状態であると判定する。
第１のサーバ装置３は、例えば、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定したスループットの少なくとも１つがリファレンス情報から閾値を超えて低下した場合に異常状態であると判定する。
第１のサーバ装置３は、例えば、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定したネットワークの遅延の少なくとも１つがリファレンス情報から閾値を超えて大きくなった場合に異常状態であると判定する。
なお、少なくとも１つの測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定データがリファレンス情報から閾値を超えて悪化した場合に異常と判定したが、所定の数の測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定データがリファレンス情報から閾値を超えて悪化した場合に異常と判定してもよい。
また、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの設置位置などに応じて閾値を変えたりしてもよい。
第１のサーバ装置３は、異常状態が発生したことを検知すると、そのことをユーザに報知する。
第１のサーバ装置３は、例えば、表示装置などによる警告表示や、ブザー等によるアラーム音、電子メールの送信、ＳＮＳへの投稿などによりユーザへの報知を行なう。
第１のサーバ装置３は、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定データを第２のサーバ装置４に送信する。
第１のサーバ装置３は、異常状態が発生したことを検知すると、その情報を測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定データとともに第２のサーバ装置４に送信する。第１のサーバ装置３は、例えば、異常状態と判定された測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの情報や、測定データの閾値との差分などを異常状態の情報として第２のサーバ装置４に送信する。
第２のサーバ装置４は、第１のサーバ装置３から受信した測定データを時系列に蓄積管理し、例えば、パーソナルコンピュータやスマートフォンのブラウザなどから参照できるようにする。
第２のサーバ装置４は、例えば、図２に示す表のように、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄごとに測定データを表示させる。
第２のサーバ装置４は、例えば、測定データが異常状態であると判定された測定データや測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄについては、色を変えて表示させるなどして他の測定データや測定器または無線端末とは異なる表示をさせる。
第２のサーバ装置４は、例えば、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄごとの測定データを時系列に分析し、異常状態の予兆を検知した測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄについては、色を変えて表示させるなどして他の測定器とは異なる表示とさせる。
第２のサーバ装置４は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence）を用いて異常状態の予兆を検知する。
第２のサーバ装置４は、例えば、図３に示すように、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの状態を表示するようにしてもよい。
図３において、モニタサマリ画面３１は、測定器２１や無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの状態の概要を表示する。
モニタサマリ画面３１において、例えば、プローブ部分が入力装置により選択されると、第２のサーバ装置４は、端末設定画面３２を表示する。
端末設定画面３２では、例えば、モニタサマリ画面３１のプローブの部分に表示する名前を設定させたり、５Ｇ通信、Wi-Fi（登録商標）通信、Bluetooth（登録商標）通信のオンまたはオフを選択させたり、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを再起動させたりできるようになっている。
モニタサマリ画面３１には、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄそれぞれに対応するアイコン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが表示される。
モニタサマリ画面３１において、例えば、測定器２１を示すアイコン３１ａが入力装置により選択されると、第２のサーバ装置４は、測定詳細画面３３ａを表示する。
測定詳細画面３３ａでは、例えば、電波強度としてＲＳＲＰ、ＲＳＲＱが表示され、通信状態としてスループット（図では「Throughput」）、通信遅延（図では「Delay」）が表示される。
モニタサマリ画面３１において、例えば、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを示すアイコン３１ｅが入力装置により選択されると、第２のサーバ装置４は、測定詳細画面３３ｂを表示する。
測定詳細画面３３ｂでは、例えば、電波強度としてＲＳＲＰ、ＲＳＲＱが表示され、通信状態として通信遅延（図では「PingRTT」）、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）通信によるスループット（図では「FTP」）、ＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）通信によるスループット（図では「HTTP」）が表示される。
第２のサーバ装置４は、複数の第１のサーバ装置３からの測定データを蓄積管理して、インターネット１１０を経由して情報提供できるようにしてもよい。
このようにすることで、離れた場所に敷設された複数のローカル５Ｇシステム１００を一元管理することができ、システムの監視を効率よく行なうことができる。
このように、上述の実施形態では、測定器２１と、５Ｇの通信をサポートする無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとにより測定を行なっているため、複数の測定地点での測定を行なうことができる。
また、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと第１のサーバ装置３との間を無線ＬＡＮで接続しているため、測定地点の変更や増設を柔軟に行なうことができる。
また、測定器２１と、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとにより測定を行なえるようにしているため、高精度に測定を行なうことができる測定器２１と、簡易な測定を行なう無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを組み合わせて、ユーザごとに最適なローカル５Ｇ監視システム１を構築することができる。
また、高度な測定が可能な測定器２１を備えているため、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄでは検出できないスペクトラムでの干渉などの確認や詳細な原因究明を行なうことができる。
また、測定器２１によりモニタしているため、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄでは検出できない高精度レイテンシ測定により、測定データにて干渉などの確認や詳細な原因究明を行なうことができる。
また、ローカル５Ｇシステム１００で使用している電波の周波数の隣接周波数の電波を受信する無線端末を設けることで、隣接周波数の状態を知ることができ、全国５Ｇや隣接するローカル５Ｇシステムとの電波干渉や妨害波の検出を行なうことができる。
また、測定器２１をインターネット１１０に接続可能に構成し、測定器２１、無線端末２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの測定データをインターネット１１０を経由して第２のサーバ装置４に直接送信し、第２のサーバ装置４で異常状態の検出を行なったり、電子メールの送信、ＳＮＳへの投稿などによりユーザに報知を行なったり、測定データを参照可能としたりしてもよい。
なお、本実施形態においては、測定器が１台、無線端末が４台の場合を示したが、測定器が複数台あっても、もっと多くの無線端末があってもよい。
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
１ ローカル５Ｇ監視システム
３ 第１のサーバ装置
４ 第２のサーバ装置
２１ 測定器
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 無線端末
３１ モニタサマリ画面
３３ａ、３３ｂ 測定詳細画面
１００ ローカル５Ｇシステム
１００ａ 基地局

Claims (4)

  1. 第５世代移動通信システムの技術を使って所定の地域内で無線通信システムを占有利用するローカル５Ｇシステム（１００）を監視するローカル５Ｇ監視システム（１）であって、
    前記ローカル５Ｇシステムの基地局（１００ａ）からの電波を測定する測定器（２１）と、
    無線通信により前記ローカル５Ｇ監視システムのネットワークに接続し、前記基地局からの電波を測定する無線端末（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）と、
    前記無線端末による測定データを収集する第１のサーバ装置（３）と、
    前記無線端末による測定データをインターネット経由で参照可能に構成する第２のサーバ装置（４）と、を備え、
    前記第１のサーバ装置は、前記ローカル５Ｇシステムの敷設完了時の前記測定器及び前記無線端末による測定データをリファレンス情報とし、前記ローカル５Ｇシステムの運用中の前記測定器及び前記無線端末による測定データが前記リファレンス情報から閾値を超えて悪化した場合に異常状態であると判定し、ユーザに報知するローカル５Ｇ監視システム。
  2. 前記測定器及び前記無線端末は、前記電波に加え、前記ローカル５Ｇシステムの無線ネットワークにおけるＩＰデータ通信の状態を測定して前記測定データとする請求項１に記載のローカル５Ｇ監視システム。
  3. 前記第２のサーバ装置は、前記測定器及び前記無線端末の状態の概要を示すモニタサマリ画面（３１）を表示する請求項１または請求項２に記載のローカル５Ｇ監視システム。
  4. 前記第２のサーバ装置は、前記モニタサマリ画面において選択された前記測定器または前記無線端末の前記測定データを示す測定詳細画面（３３ａ、３３ｂ）を表示する請求項３に記載のローカル５Ｇ監視システム。
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