JP3838129B2 - 無線通信システムのセル設計プログラムおよび設計方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システム使用環境において、無線基地局の最適配置を算出するセル設計技術に関し、特に特定の無線端末に対する基地局の最適設置台数および配置位置等を算出する装置又はプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線ＬＡＮ等の無線通信システムは、有線ＬＡＮと接続した無線基地局と、無線通信機能を有する無線端末との間で無線通信が行なわれる。無線通信システムを実現するために必要な技術として、セル設計技術がある。
【０００３】
従来のセル設計技術は、無線通信システムの基地局の最適配置を決定するための技術である。具体的には、無線通信に影響する可能性のある建造物の形状、机等の構造物の位置情報と、基地局の候補位置から、特定の領域をカバーする基地局の数とその位置を算出する。この種の基地局の最適配置決定方法に関する技術として、特開２０００-３３３２３９号公報に記載の技術がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
無線通信システムの特徴の一つとして、配線が不要であるということが挙げられる。例えば屋内の無線ＬＡＮシステムは、この特徴により採用されるケースが多い。その場合は無線端末の移動頻度が低く、必ずしも屋内の全領域を無線通信可能とする必要はない。
【０００５】
上記従来の技術では、無線通信システムの網一つの特徴である、移動が可能であるという点を考慮したものであった。従って、対象となる屋内の領域を全てカバーすることを前提としていたため、実際は無線端末が設置される可能性が低い場所を通信可能とするために余分な無線基地局も含めて算出してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、無線通信をする可能性の高い領域に対する、効率的な無線基地局の配置を行うことが可能なセル設計プログラムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、無線通信システムを構成する無線端末装置場所に基づいて、無線基地局の設置台数と設置位置を算出する。そのために、本発明のセル設計プログラムでは、無線端末装置の設置位置を特定するステップと、特定した無線端末装置をカバーするための無線基地局の位置と台数を算出するステップを有する。
【０００８】
さらに本発明のセル設計プログラムでは、設置する無線端末装置が複数ある場合は、無線端末装置の優先度を特定するためのステップを備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
まず、図１から図１２を用いて、第一の実施の形態について説明する。第一の実施の形態は、無線端末装置の設置候補地の情報に基づいて、無線基地局の設置可能場所を算出するものである。無線基地局とは無線ＬＡＮにおけるアクセスポイントであり、固定的に設置される各種無線基地局がこれに該当する。アクセスポイントは、有線ネットワークと接続しており、有線ネットワークと無線のネットワークの中継機となる。有線ネットワークから受信したデータを無線信号として無線端末に送信する機能、無線端末から受信した無線信号を有線ネットワークに送信する機能を有する。無線端末とは無線ＬＡＮにおける無線ＬＡＮクライアントである。無線端末は移動可能なものである場合もあるが、本実施の形態が適用して特に効果を得るのは、移動する可能性がない端末、移動頻度が低い端末や、移動範囲が狭い無線端末である。
【００１１】
図１は、本実施の形態におけるコンピュータシステムの構成を示す。
【００１２】
コンピュータシステムは、演算装置100、主記憶装置105、制御装置110、入力装置120、記憶装置130、出力装置140を有する。演算装置100は、制御装置110を介して、入力装置120、記憶装置130、出力装置140と接続する。記憶装置130は本実施の形態のセル設計プログラム131、132を格納する、例えばハードディスクである。
【００１３】
演算装置100は、セル設計プログラムを実行する装置であり、例えばＣＰＵがこれに相当する。主記憶装置105は、演算装置100が演算処理するためのデータ等を一時格納するワーキングメモリとして使用されるものである。例えばDRAMなどの揮発性メモリなどである。
【００１４】
制御装置110は、演算装置100と、主記憶装置105、入力装置120、記憶装置130、出力装置140との間を流れるデータを制御する装置である。例えばバスコントローラ、メモリコントローラやＩ／Ｏコントローラなどである。制御装置110は、独立装置である場合や演算装置100内に内蔵される場合、また複数のチップから構成される場合がある。
【００１５】
入力装置120は、プログラムユーザ（以降、ユーザ）160のデータ入力を補助する装置である。例えばキーボード等の記号入力デバイス、マウス等のポインティングデバイスなどである。
【００１６】
記憶装置130は、本実施の形態のセル設計プログラム、ユーザ入力データ、演算結果を保存する装置であり、ＨＤＤ、ＦＤＤ、半導体メモリ、ＭＯ、ＤＶＤなどがこれに相当する。
【００１７】
記憶装置130に格納されるセル設計プログラムは２部構成をとる。一つは命令部131であり、プログラムの処理手順を保存する。もう一つはデータ部132であり、電磁界解析演算で参照するデータ、およびプログラムの処理結果を保存する。
【００１８】
データ部132に格納されるデータとしては、例えば、基地局毎の送受信特性、端末毎の送受信特性、構造物の材質、種別による特性情報がある。基地局ごとの送受信特性、端末ごとの送受信特性は、それぞれの通信可能エリアに関するものであり、電波界パターンとして格納されている場合、感度数値で格納されている場合などがある。
【００１９】
ここで構造物とは、セルを形成する物体、または、セル内にある物体であり、電磁波を遮断する性質をもつ。例として、パーティション、壁や、柱、ドア、窓、ＯＡ機器、家具、産業機器、医療機器がある。
【００２０】
構造物に関する特性情報としては、構造物を形成する材質毎の電波透過率情報および反射率、発生雑音および干渉特性、電子機器特性、産業機器特性、雑音発生有無、基地局設置不可情報である。発生雑音および干渉特性、電子機器特性、産業機器特性、雑音発生有無の例としては、通信電波の周波数帯域が重複する他の無線通信システム装置、電子レンジ、産業機器、医療機器がある。無線基地局の設置が不可能な場所の例としては、物理的に設置が不可能な窓や、誤動作を誘発する可能性のある産業機器、医療機器、金属体の近傍を通信不可エリアとする情報がある。これらは、それぞれの構造物、材質、形状の組合せ別の情報として格納されている。これらの数値については、本発明の本質的な部分でないため、説明を省略する。
【００２１】
その他、通信システムのチャネルおよび周波数帯域情報、基地局設定値項目、端末設定項目、多種警告情報、多種注意情報などを格納する。基地局設定項目および端末設定項目は、命令部131に追加された各機器、または各機器設定用プログラム、またはネットワークデータベースに問い合わせる処理手順により、収集、保存する構成としてもよいことはいうまでもない。
【００２２】
なお、後述するように、本実施の形態は無線端末を設置する候補地の位置を取得し、その情報を用いて無線基地局の設置可能場所を算出する構成であるが、取得した無線端末の候補地の位置は、データ部132に格納することとしてもよいし、主記憶装置105に格納することとしてもよい。
【００２３】
出力装置140は、ユーザ150に実行結果を表示する機器であり、例としてディスプレイ等の画面表示装置、プリンタ等の印刷装置がある。
【００２４】
なお、本実施の形態であるセル設計プログラムの適用は、上記構成のシステムに限られるものではない。例えば、図１のシステムをサーバとして構成し、サーバがさらにＬＡＮなどのネットワークに接続されているものとする。サーバは図示しない通信部からネットワークを介し、構造物情報などのセル情報や、無線端末候補地の情報を取得し、本システムでのプログラムの実施後、演算結果をネットワークに出力する構成とすることも可能である。従って、後述するプログラムの入力装置120を用いた入力ステップは、通信部からの情報の入力に代替することが可能である。
【００２５】
図２に、本実施の形態におけるセル設計プログラムの流れを示す。セル設計プログラムの動作は、入力ステップ210、演算ステップ220、出力ステップ230に大別できる。
【００２６】
入力ステップ210は、無線LANを設置する空間、すなわちセル設計の対象となるセルのレイアウトを定義する情報や、端末位置の設置候補地の情報を入力するステップである。セルとなる空間は、閉空間である場合と開空間である場合の二通りがある。閉空間はある程度の反射率を有する材質で囲まれた空間であり、例として事務所、住宅、工場がある。無線LANの場合、セルとなる空間は閉空間であることが多いが、開空間に対しても本実施の形態を適用できることはいうまでもない。
【００２７】
演算ステップ220は、入力ステップで入力された情報と、記憶装置130に格納してある情報を参照して、主に無線基地局の配置候補場所を演算するステップである。出力ステップ230は、演算ステップで得た演算結果を表示装置等に出力するステップである。
【００２８】
図３に、セル設計プログラムの入力ステップ210の詳細を示す。
【００２９】
セル設計プログラムが起動し入力ステップを開始すると、演算装置100が、プログラムに従ってユーザ150に対し構造物情報入力要求を発行する（ステップ300）。ユーザ150は、入力装置120を用いて構造物情報入力により、セル設計エリアの構造物情報を入力する（ステップ301、302）。各構造物情報として、構造物の種別、形状、材質、位置を入力する。一連の構造物データ入力により、設計対象となるセルのエリアを定義することができる。
【００３０】
入力方法は、図面入力や汎用ＣＡＤデータを取り込む構成とする。その他、電子地図等の電子地理情報、または紙等のレイアウト情報、または人工衛星情報が発信する地理情報をスキャナ等の適切な装置を図１のシステムに接続し、手動または自動入力する構成としてもよい。このように入力装置120から入力された構造物情報302は、記憶装置130に転送され（ステップ302）、セル設計エリアの構造物情報が記憶装置130に保存される。
【００３１】
次に、演算装置100がユーザ150に対し端末位置の入力要求303を発行する。ユーザ150が入力装置120に対し端末位置情報入力304を実施（ステップ304）し、無線端末がある位置、またはこれから無線端末を置く候補位置を入力する。入力方法としては、本実施の形態では構造物データ入力と同様にCAD入力による行なう構成とするが、監視カメラ等の動画または静止画情報による位置情報入力で実施しても構わない。各入力作業を自動で実施すれば利便性が更に向上する。
【００３２】
また、端末位置の入力に際し、記憶装置130に複数の無線端末の性能情報が格納されていることとし、端末の種別を選択入力する構成としてもよい。または、無線端末位置の入力の際に、ユーザ150が個別に無線端末の受信強度基準値を入力する構成としてもよい。この無線端末の位置情報についても、記憶装置130に転送され、保存される（ステップ305）。
【００３３】
次に、演算装置100は基地局配置条件入力要求306を発行する。この基地局配置条件とは、基地局に接続される端末の許容台数や、既に配置すべき位置を決定している場合のその既決位置を特定する情報や、基地局を置きたい候補地を特定する条件をいう。入力装置120に基地局配置条件入力が実施される（ステップ307）。この基地局配置条件は、記憶装置130に転送され、保存される（ステップ308）。ただし、基地局配置条件は、本実施の形態における必須の構成ではなく、オプションとしての機能である。
【００３４】
次に、図４乃至図９を用いて、本実施の形態における演算処理について説明する。図４は、図２の演算ステップ220の構成を示すものであり、図５乃至図８が、演算ステップの詳細を示す図である。図９は、演算処理結果の概要を示す図である。
【００３５】
図４において、演算ステップは、４つのサブルーチンからなる。基地局の最適設置台数および配置位置の算出411、基地局の最適設定値の算出412、第３が端末の最適設定値の算出413、第４が警告および注意の有無確認414である。各ステップについて、以下説明する。
【００３６】
図５は、無線基地局の最適設定台数及び設置位置の算出処理の一例を示すフロー図である。
【００３７】
セル設計プログラムの演算ステップが開始すると、演算装置100は記憶装置130に格納されている端末位置データ303を参照し、端末を設置している位置または設置候補位置の情報を取得する。取得した端末の位置から、端末の位置での電波強度が基準値以上となる基地局位置を算出する。
【００３８】
算出方法は、予め記憶装置130に格納されていた端末の送受信特性と電波強度基準値、また基地局の送受信特性を用いる。具体的には、これらの組合せで特定される半径の、基地局を中心とした円内に全ての端末がカバーされる位置があるか否かを算定する。一つの基地局によって全ての端末位置がカバーできない場合は、基地局の設置台数を+１台ずつ増やし、二つの基地局の設置で全ての端末がカバーされるか否かを判定する。
【００３９】
なお、算定する場合には、基地局設置条件308、構造物情報302も用いる。例えば、最初に基地局の設置候補位置が基地局設置条件308として設定されている場合は、最初の設置位置として算定する。予め配置位置を絞り込めるため演算時間が短縮する利点がある。
また、構造物情報302を用いて、設置不可能な領域に設置しないように算定することができる。
【００４０】
さらに、構造物情報302とデータ部132の情報から、構造物からの反射を考慮する構成としてもよい。基地局、端末が受信する電波には直接波と間接波がある。図１４に閉空間における電磁波の反射の様子を示す。1400が無線基地局、1401が無線端末、1403が構造物、1404が直接は、1405が間接波である。
【００４１】
直接波1404は構造物1403の透過率分減衰し端末に至る。間接波1405は閉空間を構成する材質の反射率２回分減衰し端末1402に至る。端末1402における電磁界強度は、直接波の強度と間接波の強度の和である。従って、これらの情報を条件として考慮することで、さらに厳密なセル設計を行なうことが可能となる。
【００４２】
また、3次元の構造物情報を入力できる構成の場合は、床からの高さも含めた基地局の設置位置を決定する。その場合は、上記円が球となることはいうまでもない。
【００４３】
このように、全ての端末をカバーするように、基地局の位置と台数を算定することによって、効率的で現実的セル設計を行なうことが可能となる。すなわち、本実施の形態においては、端末装置の設置場所を入力し、その入力場所での電場強度基準値を基準として基地局の位置を決定する。従って、セルの全領域を網羅することを前提とした場合と比較し、無線端末装置が設置される可能性が非常に低い場所をもカバーするための基地局の台数を節減することが可能となる。
【００４４】
図６に、本実施の形態における基地局の最適設定値の算出処理の一例を示す。図６では、上記最適設定台数及び設置位置の算出処理で算出された３台の無線基地局に割り当てる最適チャネルを算出する手順を示している。図６の右図はフローチャートであり、左図は、具体例を説明する図である。
【００４５】
まず、入力ステップ201において構造物データ入力により、演算装置100が雑音源となる構造物が入力されたか否かを判別する（ステップ601）。これは、記憶装置130に格納されている構造物データ302とデータ部132を参照する。雑音源が入力されている場合は、その雑音が発生する周波数領域の情報を、構造物データ302から取得する。例えば、無線システムのチャネルのチャネル４，５に発生する雑音源が入力されているものとする。
【００４６】
次に、雑音源と周波数帯域が重複しないチャネルを選別する（ステップ602）。この場合は、全チャネル１からチャネル７までの間、雑音源と重複するチャネル４，５以外の５つのチャネルが選別される。
【００４７】
次に、チャネルの予約があるか否かを確認する（ステップ306）。これは、基地局設置条件入力307において、基地局に割り当てられるチャネルが入力されているか否かを、記憶装置130に格納されている基地局設置条件情報308で参照する。ここでは、３台の基地局のうち、１台にチャネル１が予約されているものとする。この場合、予約されている基地局に、チャネル１を先行して割当いる処理を行なう（ステップ604）。
【００４８】
次に、チャネル間隔を算出する（ステップ605）。これは、隣接するチャネル間では干渉が生じるため、相互に隣接しないチャネルを選定する処理である。ここでは、先行的にチャネル１が割り当てられているため、チャネル３と、チャネル７を選択する。チャネル６ではなくチャネル７を選択したのは、チャネル５の領域に雑音源があることを考慮し、雑音源との干渉を避けるためである。なお、雑音源の電波強度特性を用いて雑音源の影響のない基地局が存在する場合は、その基地局にチャネル６を割り当てる構成としてもよいし、チャネル４または５を割り当てる構成としもよい。これは、多数の基地局を設置しなければならない場合に有効である。
【００４９】
ステップ605でチャネルを選択し、それらのチャネルを残り２台の基地局に割り当てる処理を行なう（ステップ606）。
【００５０】
上記最適設定値の算出により、割り出した位置、台数の基地局に周波数の割当を行なうことが可能となる。
【００５１】
次に、本実施の形態における端末の最適設定値の算出処理について説明する。図７は、無線ＬＡＮ端末の接続先変更の最適しきい値を算出する手順を示す。複数の基地局から受信可能な範に端末の配置場所がある場合、すなわち、複数の基地局の通信可能領域がオーバーラップしており、そのオーバーラップ領域に端末がある場合は、基地局の接続先を変更しやすく、ローミングの頻発が生じる可能性がある。従って、そのようなローミングの頻発によって、端末の通信スループットが低下するため、どちらかの基地局に接続しやすい設定とすることが望ましい。本実施の形態では、ローミングの発生率を低減するために、端末の接続先変更の最適しきい値の設定により、接続の傾向を決めるものとする。
【００５２】
まず、複数の基地局の通信可能領域がオーバーラップしている領域がある場合は、演算装置100によりその領域内に端末装置の設置場所が入力されているか否かを判定する（ステップ701）。その結果、端末装置がある場合は、接続先切り替え感度を鈍感に設定する（ステップ702）。この接続先切り替え感度とは、その無線端末の電波強度基準値であって、鈍感に設定するとは、感度を電波強度基準値より下げて設定することをいう。この下げ値は、予め決められた値分下げる構成にしてもよいし、段階的に下げる構成としてもよい。
【００５３】
オーバーラップしている領域にある全ての端末装置について同様の作業を行なったあと（ステップ703、ステップ702）、オーバーラップ領域外に存在している無線端末の接続先切り替え感度を敏感に設定する（ステップ705）。これは、オーバーラップ領域内の端末と相対的に区別しやすくするためのものである。従って、ステップ702における基準値の下げ値が十分なものであれば、必ずしも行なう必要はない。
【００５４】
この構成により、その無線端末が接続先を切り替える場合の電波強度が低くなり、接続先の切り替えの発生率を下げることが可能となる。
【００５５】
なお、このフローにおいて、基地局に接続される端末の接続台数を調整することもできる。入力した端末装置の多数の設置場所すべてに端末装置を一度に設置する場合は、基地局の負荷分散を考慮する必要がある。従って、オプションとして、入力した端末装置の設置候補地の情報を用いて、基地局に接続される端末台数を調整する構成としてもよい。
【００５６】
例えば、オーバーラップ座標内に端末装置がある場合は、接続先切り替え感度の調整を行なうのではなく、端末の接続台数が少ない基地局側に接続するように端末装置を割り当てる構成とする。または、最大接続台数が設定されている場合は、さらに１台基地局を設ける構成としてもよい。その場合は、再度ステップ401に戻り、基地局の設置場所の算出演算を行なうものとする。
【００５７】
次に、本実施の形態における警告および注意の算出処理について説明する。図８に、端末が通信不可エリア内に存在する場合の警告算出、および端末が雑音到達エリア内に存在する場合の注意算出を処理する手順を示す。
【００５８】
まず、演算装置100は通信不可座標内に端末があるか否かを判定する。この通信不可座標は、記憶装置130に格納されている構造物データ302と、データ部132の情報を用いて算出する。例えば、構造物データ302より、窓際や金属製の構造物など、無線端末を置かないほうが望ましい位置を判定し、データ部132からその構造物についての通信不可領域を算出する。
【００５９】
通信不可座標内に無線端末がある場合は、構造物の種別に対応した警告文をデータ部132から抽出し、該当する端末の情報に貼り付ける（ステップ802）。
【００６０】
次に、雑音源があるか否かを記憶装置130内の構造物データ302から判定し（ステップ803）、雑音源がある場合は、その雑音源の雑音到達領域をデータ部132から抽出する。その領域内に端末があるか否かを判定し（ステップ804）、ある場合は、その雑音源に対応する注意文を該当する端末情報に貼り付ける（ステップ805）。
【００６１】
本実施の形態では、先に無線端末の設置箇所を特定してから無線基地局の設置場所を変更する構成のため、上記のように入力したセルの構成物やセル内の構造物による影響を考慮し、ユーザに無線端末の設置場所として不具合が生じる可能性を示すことにより、無線端末の設置場所の変更をユーザに提示する余地を与えることが可能となる。
【００６２】
図９に、図７、図８の処理により算出した端末装置の設定結果を記憶装置130に格納したテーブル901、およびデータのリンク関係の一例を示す。テーブル901は、端末位置データ303と同じファイルとしてもよいし、独立したファイルとして構成してもよい。
【００６３】
テーブル901の項目は、位置情報901a、設定値情報901b、文リンク901cがある。位置情報901aには、入力ステップにより格納された無線端末の位置が格納される。また、設定値901bは、図７のフローにより設定された接続先切り替え感度の設定値である。この設定値は、別のファイルとして、強度の数値に置き換えられる。文リンク901cは、図８のフローにより、通信不可エリア内、または雑音到達範囲内に存在する端末に対して表示する、警告文、注意文のデータ部132のアドレスを示すものである。
【００６４】
次に、図10を用いて、演算ステップで算出した情報を出力する処理を説明する。
【００６５】
セル設計プログラムが出力ステップを開始すると、記憶装置130に格納されている配置情報を参照し、図５の処理で算出した無線基地局の最適設置台数および配置位置表示を実施する（ステップ1001）。
【００６６】
警告注意情報901cを参照し、図8で求めた警告注意事項表示を実施する（ステップ1002）。その後、基地局、端末の最適設定値表示を実施する。基地局設定値の例として、無線ＬＡＮチャネルがある。端末設定値の例としては、接続先変更感度のローミング設定値、接続先基地局登録設定値がある。この表示内容は、入力装置120の入力により変更可能とする。
【００６７】
次に最適値表示終了確認を実施する。これは、入力装置からの入力により確認するものであり、入力がなく終了しない場合は、ポイント確認へ戻る。
【００６８】
終了確認がされた場合は、基地局、端末の最適設定値反映を実施する。反映する方法の例として、セル設計プログラムが基地局設定ソフトや端末設定ソフトと連動して設定値を自動反映する方法と、セル設計プログラムが実行形式ファイルを生成してユーザがファイルを起動し設定値を自動反映する方法がある。設定値の自動反映を見越し、入力ステップにおいて、基地局および端末のネットワークアドレス情報、基地局および端末設定認証情報、ネットワーク識別子、暗号キーを入力、かつ保存しても構わない。
【００６９】
他の出力機能としては、出力結果を汎用ＣＡＤデータにフィードバックする機能があっても構わない。
【００７０】
図１１、１２に、表示画面例を示す。図１１は、入力ステップのための入力画面の一例であり、図１２は、算出結果の出力画面の一例である。
【００７１】
図１１において、本実施の形態の入力用画面1107は、左側の複数のプルダウンメニューと、右側のレイアウト入力画面1108から構成されている。プルダウンメニューは、構造物情報、基地局配置条件の各入力に用いられるものである。レイアウト入力画面は、構造物の形状、端末装置の位置を入力するために用いられるものである。
【００７２】
プルダウンメニューのうち、壁・パーティション・扉ボタン1100は、移動不可能な構造物に関するものであり、プルダウンにより材質を選択することが可能である。これらの構造物を入力するたびに、材質を選択肢、レイアウト入力により、その形状とその位置を入力する。柱ボタン1101は、形状と材質をプルダウンで選択するものであり、位置と大きさは、レイアウト入力画面1107で入力する。家具ボタン1102は、形状、材質、種別を選択するものであり、位置と大きさをレイアウト入力画面110７に入力する。
【００７３】
なお、本実施の形態では、構造物を更に３つの分類、（１）移動不可能で空間を仕切る性質のもの、（２）その他の移動不可能なもの、（３）移動可能なもの、に分類する。上記例では、（１）の分類にはパーティション、壁、ドア、窓が分類される。（２）の分類には柱が、（３）の分類には、OA機器、家具、産業機器、医療機器が分類される。また、セルが開放空間である場合の例としては、建築物、山岳、樹木などがある。
【００７４】
端末ボタン1103は、端末の位置を入力するためにクリックするボタンである。図では、二つの端末の種類があるが、次の実施の形態において説明するので、説明を省略する。
【００７５】
既決設置点ボタン1104、天井への設置ボタン1105、最大接続端末台数1106は、基地局配置条件の入力に用いるボタンである。既決設置点ボタン1104は、既に基地局を設置する場所が決まっている場合に入力する際に用いるボタンである。既決設置点を入力する場合は、既決設置設置点ボタン1104を選択しレイアウト入力画面1107に既決設置点を記述する。既決設置点は床からの高さも入力可能としてもよい。
【００７６】
天井への設置ボタン1105、最大接続端末台数1106は、一台の基地局に接続する端末の許容量を設定する場合や、前述の基地局配置条件の入力において説明していなかったが、基地局配置条件として、基地局への天井の設置が可能である場合に用いるものである。天井の設置だけでなく床下設置有無ボタンにより、床下設置可否について入力する構成としてもよい。また、最大接続端末台数1106については、基地局１台がカバーすべき端末数が既決の場合、最大接続端末台数窓７０６に入力する。未設定の場合、プログラムが用意した初期値を代入する。
【００７７】
雑音源近傍に無線基地局を設置せざるを得ない状況、かつ雑音の周波数帯域が既知である場合を考慮し、雑音を回避するチャネルまたは周波数帯域をユーザに提示し予約チャネルを選択可能であるとする。
【００７８】
その他、設置する無線基地局の機種を入力する窓を設置しても構わない。この場合、演算ステップにおける通信範囲算出に各無線基地局の電磁界パターンをプログラムデータ部132より参照するものとする。さらに、無線基地局の設置予算上、設置可能な基地局台数が既決の場合を考慮して、予定配置台数窓を表示しても構わない。
【００７９】
図14に、セル設計プログラムの出力画面の一例を示す。
【００８０】
円1200の中心にある黒い直方体が無線基地局であり、円1200で囲まれた範囲が無線セルである。無線セルとは、一つの基地局がカバー可能な領域をいう。他の出力画面例として、各基地局の視点で通信範囲等を表示する画面、各端末の視点で無線セルの重複状況等を表示する画面、レイアウトを３次元入力し、立体的にセル設計結果を表示する画面でものよい。
【００８１】
市松模様近傍の黒いエリア1202は、構造物の種別、性質により通信に影響が生じる通信不可エリアである。このエリアに端末装置が存在すると、図に示されるように、警告文1203が表示される。他の警告、注意表示方法としては、該当端末にリモートアクセスし端末画面に警告表示、または警告音を鳴らす方法がある。
【００８２】
1204、1204‘の領域にある無線端末は、それぞれ二つの基地局のセルエリアが重複している部分に存在している。従って、図７で説明した端末の接続台数算出の対象である。
【００８３】
このように、無線基地局の設置台数および配置位置、または基地の最適設定値、または端末の最適設定値、または警告または注意を通信システム設計者に表示、または各機器へ自動反映するため、設計者は表示された位置に機器を設置することが容易となる。
【００８４】
以上、本実施の形態では、無線端末を設置する候補地を特定し、その候補場所と無線端末、無線基地局の性能を加味して、無線基地局の設置場所の候補を算出する。このような構成により、無線ＬＡＮを提供する全空間をカバーしなくても、無線端末が設置される可能性が高い領域についてカバーするセル設計を行なうことが可能となる。
【００８５】
また、無線端末を設置する候補地と構造物の種別、設置場所を特定することにより、無線端末の候補地が無線通信に支障がない位置であるかいなかを検証する。このような構成により、無線端末の設置に不適な位置をユーザに検知することが可能となる。
【００８６】
また、上記構成により、固定無線端末用基地局の最適設置台数および配置位置、または基地局の最適設定値、または端末の最適設定値、または警告または注意の算出を、省労力、省リソースで実現することができる。
【００８７】
次に、設置する無線端末の候補地に優先順位をつける第二の実施の形態について説明する。ネットワーク使用頻度が高い無線端末、または重要な役職に就く者が使用する無線端末など、優先的に良好な電波状態を供する必要がある無線端末が存在する場合がある。このような無線端末に対しては、重要度情報を入力し、優先順位をつけて無線基地局からの電波状況がよくなるように、無線基地局の設置場所を算出する。
【００８８】
無線端末の重要度情報の入力は、図３の端末位置データ入力（ステップ304）の際に、設置する無線端末の重要度を併せて入力する。入力の仕方は図１１の端末ボタンにおいて、重要度の高い端末の場合は「ＶＩＰ端末」を選択してレイアウト入力画面1107に入力する。入力された情報は、記憶装置130に、端末位置・重み情報305‘として格納される。
【００８９】
本実施の形態では、特に良好な電波強度を供すべき端末をＶＩＰ端末と呼び、それ以外の端末を通常端末と呼ぶことにする。また、ＶＩＰ端末として入力された端末は、端末位置・重み情報305'により電波強度基準値が高く設定しなおされることとなる。このように、ＶＩＰ端末と通常端末の区分けとしては、電波強度の区分け（例、電波強、中、弱）や、無線ＬＡＮ動作モード（例、１１Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ）を用いることができる。
【００９０】
その他、レイアウト入力画面に設置してから、重要度を入力する構成としてもよいことはいうまでもない。さらには、ネットワーク個人情報による重み情報入力、またはネットワーク使用頻度情報による重み情報入力を入力する方法にしてもよい。
【００９１】
図１3に、無線端末の設置場所に優先順位をつけた場合に、基地局の設定台数、配置位置の算出フローを示す。これは、図４のステップ411に相当するものである。
【００９２】
まず、記憶装置1300の端末位置・重み情報305'を参照して、ＶＩＰ端末存在確認を実施する（ステップ1300）。ＶＩＰ端末がある場合は、基地局設置条件情報や308、構造物情報302等を参照し、ＶＩＰ端末としての電波強度基準値以上の電波強度となる基地局の位置を算出する。基地局位置はＶＩＰ端末を中心とした電波強度基準値の範囲円、および基地局設置条件の論理積である。電波強度基準値の範囲は各基地局の電磁界パターンを参照する。
【００９３】
この際には、算出した基地局からの電波強度が基準値以上となる通常端末の位置も算出する。演算結果は、記憶装置130に対し基地局位置として保存する。また、このセルでカバーされた端末の情報を端末位置および重み情報305'にカバー終了フラグとして保存する。このカバー終了フラグは、いずれかの基地局により端末がカバーされているか否かを確認するために用いられるものであるが、その他ＶＩＰ端末を基準とした基地局位置演算においてすでにカバーされている無線端末と、次のステップ1303でカバーする必要がある無線端末とを区別するためにも用いられる。
【００９４】
カバー終了フラグにより全てのＶＩＰ端末のカバーを確認し（ステップ1302）、ＶＩＰ端末のカバーが終了している場合は、次に通常端末が基準以上となるセルの基地局位置演算を実施する（ステップ1303）。この場合も基地局設置条件情報308、構造物情報302等を参照する。基地局位置は未カバー端末の位置座標が極大、もしくは極小である端末、すなわち、領域内にある未カバーの端末で外側にある端末の位置を中心とした電波強度基準値の範囲円と基地局設置条件の論理積である。
【００９５】
なお、ステップ1303の演算の対象となる無線端末位置は、前述のステップ1301においてカバーされていない無線端末である。演算結果は、ＶＩＰ端末の場合と同様に、記憶装置130に格納される。また、新たな基地局のセルでカバーされた端末の情報を端末位置および重み情報305‘に対しカバー終了フラグとして保存する。
【００９６】
最後に、カバー終了フラグを参照し、全端末のカバー終了確認を実施（ステップ1304）する。
【００９７】
なお、本実施の形態では、ＶＩＰ端末装置を基準とした基地局設置場所の演算と、未カバーの通常端末装置を基準とした基地局設置場所の演算を分けて行なったが、これらを同時に行なうことも可能である。すなわち、端末の電波強度基準値は、それぞれの端末の設置場所を中心とした円または球で近似することが可能である。ＶＩＰ端末と通常端末との相違は、ＶＩＰ端末の円または球の半径と比較し、通常端末の円または球の半径が大きくなる。これらの円または球の半径を、各端末装置及び無線基地局の送受信特性と電波強度値別に予めデータ部132に設定しておき、これらの円または球の重複部分に優先的に基地局を設置する構成とすればよい。このようにすれば、単純な演算結果で基地局の設置場所を算出することが可能となる。
【００９８】
以上のように、端末装置に優先順位をつけて基地局の設定位置を算出することによって、優先順位の高い端末装置の位置での通信環境がよくなるように、基地局位置を決めることが可能となる。また、優先順位に従って基地局設置場所を算出するため、既決設置点が入力されていない場合にも、予め配置位置を絞り込めるため演算時間が短縮する利点がある。
【００９９】
【発明の効果】
本発明は、無線端末の設置候補地に基づいて無線基地局の配置台数および配置位置を算出する構成により、短時間、省リソースのセル設計を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム構成の一例を示す図である。
【図２】セル設計の動作概要の一例を示すである。
【図３】入力ステップのデータフローの一例を示す図である。
【図４】演算ステップの一例を示す図である。
【図５】基地局の最適設置台数・配置位置の算出処理の一例を示す図である。
【図６】基地局の最適設定値の算出処理の一例を示す図である。
【図７】端末の最適設定値の算出処理の一例を示す図である。
【図８】警告・注意の算出処理の一例を示す図である。
【図９】端末位置情報と他の情報との参照関係の一例を示す図である。
【図１０】出力ステップの動作フローチャート・データフローの一例である。
【図１１】入力画面の一例を示す図である。
【図１２】出力画面の一例を示す図である。
【図１３】基地局の最適設置台数・配置位置の算出処理の他の例を示す図である。
【図１４】閉空間における電磁波の反射の様子を説明する図である。
【符号の説明】
100：演算装置
110：制御装置
120：入力装置
130：記憶装置
131：セル設計プログラム命令部
132：セル設計プログラムデータ部
140：出力装置
302：構造物データ
303：端末位置データ
308：基地局配置条件データ

Claims (8)

1. 無線通信システムのセル空間における無線基地局の設置場所を設計するセル設計プログラムにおいて、
   前記無線通信システムを設置する空間を定義する第１の情報を取得する第１のステップと、
   前記空間に設置する無線通信を行なう端末装置の設定候補位置に関する第２の情報を取得する第２のステップと、
   前記第１、第２の情報と前記記憶装置に格納されている設置予定の無線基地局の送受信特性と前記端末装置の送受信特性から、前記端末装置との通信可能エリアに含まれるように前記第２の情報に基づいて前記無線基地局の設置場所を算出する第３のステップを有することを特徴とするセル設計プログラム。
2. 請求項１記載のセル設計プログラムにおいて、
   取得した前記端末装置の設定候補位置が複数ある場合は、
   前記第３のステップにおいて前記端末装置の送受信特性から定まる通信可能エリアが重複する領域を前記無線基地局の設置場所として優先的に決定することを特徴とするセル設計プログラム。
3. 請求項１乃至２記載のセル設計プログラムにおいて、
   さらに算出した前記無線基地局の設置場所を表示装置の表示画面に出力することを特徴とするセル設計プログラム。
4. 請求項１乃至２記載のセル設計プログラムにおいて、
   前記第一の情報、第二の情報はネットワークを介して取得するものであり、
   前記第三のステップの算出結果を前記ネットワークに出力することを特徴とするセル設計プログラム。
5. 請求項１乃至４記載のセル設計プログラムにおいて、
   さらに前記端末装置に対する優先度を設定する第四のステップを有し、
   前記第三のステップにおいて前記優先度を用いて前記無線基地局の設置場所を算出することを特徴とするセル設計プログラム。
6. 請求項５記載のセル設計プログラムにおいて，
   前記優先度は前記端末装置の設置場所における電波強度設定値で定義することを特徴とするセル設計プログラム。
7. 無線ＬＡＮシステムにおける基地局の配置決定を行なうセル設計プログラムにおいて、
   設計対象となる空間の形状と前記空間を構成する構造物を定義するレイアウト情報を入力するステップと、
   前記空間に設置される端末装置の設置候補位置を定義する端末位置情報を入力するステップと、
   記憶装置に格納されている前記端末装置の電波強度基準値と取得した前記レイアウト情報と前記端末位置情報から、前記端末装置が通信可能エリアに含まれるように前記端末位置情報に基づいて前記空間に設置する前記基地局の設置場所と設置台数を算出するステップと、
   算出した前記基地局の設置場所と設置台数を出力するステップを有することを特徴とするセル設計プログラム。
8. 無線通信を利用するネットワークを構築するセル空間での基地局の設置場所を設計するセル設計方法において、
   前記セル空間のレイアウトを定義し、
   前記セル空間内における前記基地局と無線通信を行なう端末装置の候補位置を定義し、
   前記端末装置の候補位置から、前記端末装置が通信可能エリアに含まれるように前記端末装置の候補位置に基づいて前記基地局の設置場所を算出し、
   前記算出結果を表示データとして作成し、
   作成した前記表示データを出力することを特徴としたセル設計方法。

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