JP4688831B2 - 通信状態分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信状態を分析する技術に関する。

従来、無線システムの不具合や故障を分析する手段として、通信信号の受信状態（受信強度）や周囲の電波環境（妨害波）を測定する方法、無線パケットのエラーを検出する方法、リンク速度や実効伝送速度を測定する方法などが知られている。

通信信号の受信状態や周囲の電波環境を測定する方法には、受信電圧をスペクトラムで表示するスペクトラムアナライザを用いて、所望波や妨害波の瞬時値および平均値を測定する方法が知られている（非特許文献１参照）。

また、無線パケットの分析においては、所定の期間の無線パケットを取得し、エラー解析を行うソフトウェアや、無線基地局と無線端末間のリンク状態を検出し、実効伝送速度を測定するソフトウェアなどが知られている（非特許文献２参照）。
赤尾保男著、「環境電磁工学の基礎」、電子情報通信学会、１９９１年３月 "AirMagnet"、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社東陽テクニカ、［平成１９年３月５日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.toyo.co.jp/airmagnet/〉

しかしながら、これらの測定手段は、単独または非同期で使用するため、不具合や故障の発生時に各々の測定データを照らし合わせ、相互に通信状態の分析を行うことは困難である。

また、スペクトラムアナライザの測定データは、一回の測定におけるデータ量が多く、長時間測定した結果を保存したり、他の測定結果と照らし合わせて関連性を見出すためには膨大な労力と時間がかかる。

一方、不具合や故障の中には、稀に発生するものや、瞬時に短時間で発生するものがあり、常時、人が全ての測定を監視していなければ、不具合の実体を把握することが困難であるため、測定自体にも労力を要する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、通信状態をより効率良く分析することにある。

本発明に係る通信状態分析装置は、電気信号を利用してパケットを送受信することにより行われる通信の通信状態を分析する通信状態分析装置であって、電気信号の受信強度を測定する電気信号測定手段、パケットのエラーを検出するパケット測定手段及び通信が行われる通信路のリンク速度または実効伝送速度を測定するリンク状況測定手段のうちいずれか２種類以上の測定手段と、測定手段の各々が出力する測定値のそれぞれに対して設定された通信状態の異常を示す条件を記憶する条件記憶手段と、測定値を入力し、測定値のうち少なくとも１つが条件を満たす場合には、測定手段の各々が同期して測定を行うように測定手段に命令するとともに、当該測定手段の各々が出力する測定値を測定値記憶手段に記憶させる測定制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明にあっては、電気信号測定手段、パケット測定手段及びリンク状況測定手段などの複数の測定手段を備え、測定手段の各々が出力する測定値のそれぞれに対して条件を設定し、各測定値のうちいずれかがその条件を満たす場合には、各測定手段を同期して測定させて、その測定値を記憶させることにより、通信状態に異常が発生した時の各測定値を効率的に収集し、それぞれの測定値の因果関係を分析することを可能とする。また、設定された条件を満たすときのみ測定値を記憶するので、測定値記憶手段の記憶容量を少なくすることができるとともに、分析を効率的に行うことが可能となる。

上記通信状態分析装置において、条件記憶手段に記憶された条件を設定する条件設定手段をさらに有することを特徴とする。

本発明にあっては、測定値を収集するトリガーとなる条件を設定する条件設定手段を備えることにより、因果関係を分析したい通信異常を検出するための的確な閾値を設定することが可能となる。

本発明によれば、通信状態をより効率良く分析することができる。

図１は、本実施の形態における通信状態分析装置の構成を示すブロック図である。同図に示す通信状態分析装置は、電波測定部１、パケット測定部２及びリンク状況測定部３の各種測定部と、測定制御部４、閾値設定部５、測定結果記憶部６、測定結果分析部７及び分析結果出力部８を有する。なお、本実施形態では、無線通信を対象に扱うが、有線通信についても同様に適用することができる。

電波測定部１は、有限の帯域を持つ無線通信信号の受信強度を測定したり、受信信号のスペクトラムに基づいて周囲の電波環境を測定する。

パケット測定部２は、無線基地局と無線端末間の通信パケットのパケットエラーの個数や種類などを測定する。

リンク状況測定部３は、無線基地局と無線端末間の通信におけるリンク速度または実効伝送速度を測定する。

測定制御部４は、電波測定部１、パケット測定部２及びリンク状況測定部３の各測定部が出力する測定値を監視する。測定制御部４は、測定値の蓄積を開始する条件として各測定部の測定値についての閾値を保持しており、各測定部のうちいずれか１つの測定値が閾値を越えたときには、各測定部に対して同期して測定を行うように指示するとともに、後述する測定結果記憶部６に各測定部が出力する測定値を記憶させる。このとき各測定部に対しては、通常時より詳細に測定するように指示をしても良い。

閾値設定部５は、測定制御部４が保持する閾値の設定を行う。電波測定部１の測定値に対する閾値としては、例えば、単位時間あたりの受信強度変動量、特定周波数帯における受信強度あるいは発生頻度（発生時間間隔）などがある。特定の妨害波や雑音などに着目する場合、閾値として妨害波などの周波数特性に基づいて設定すると良い。また、パケット測定部２の測定値に対する閾値としては、例えば、単位時間あたりのパケットエラーの個数などがある。パケットエラーがバースト的に発生する場合や一定間隔で周期的に発生する場合が検出できるように閾値を設定すると良い。また、リンク状況測定部３の測定値に対する閾値としては、リンク速度や実効伝送速度などがある。リンク速度などが所定の速度を下回る場合などを検出する。

測定結果記憶部６は、測定制御部４から出力される各測定部において測定された各測定値を、例えば、測定時刻（タイムスタンプ）毎に管理して、時間を同期させて記憶する。測定結果記憶部６に記憶された同期した各測定値を相互に参照することで、通信異常の分析を効果的に行うことができる。また、各測定値のいずれかが閾値を越えたときにのみ各測定値を記憶するので、測定結果記憶部６の記憶容量を小さくすることが可能である。

測定結果分析部７は、測定結果記憶部６から各測定部の測定値を読み出し、それぞれの因果関係を分析する。例えば、受信強度の異常や妨害波の到来とパケットエラーおよびリンク状況異常との因果関係を分析する場合は、受信強度の異常や妨害波の到来した時刻以降のパケットエラー発生状況やリンク状態の異常発生状況を調べることにより行う。また、パケットエラーに着目して分析を行う場合は、パケットエラーの発生時刻付近の電波状態やリンク状況を調べ、電波状態の異常により発生したものか、リンク状況の異常により発生したものであるかなどの分析を行う。

分析結果出力部８は、測定結果分析部７において分析した結果を表示する。

このように、各種測定値のいずれかにおいて閾値を越えたものが検出されたときに、各測定部に対してより詳細に測定するように指示を出すとともに、それぞれの測定結果を時間を同期させて測定結果記憶部６に記憶させることで、それぞれの測定値についての因果関係を分析することが容易となる。

次に、本実施の形態における通信状態分析装置の動作について説明する。図２は、本実施の形態における通信状態分析装置の動作を示すフローチャートである。

まず、電波測定部１、パケット測定部２及びリンク状況測定部３の各測定部は、所定の間隔で測定を行い、測定値を測定制御部４に出力する（ステップ１０１、図２において「Ｓ１０１」と示す。以下同じ）。なお、通常時に各測定部が測定を行う間隔は同期している必要はない。

続いて、測定制御部４は、各測定部から入力された測定値が閾値を越えているか否か判断する（Ｓ１０２）。入力した測定値が閾値を越えていた場合には、各測定部に対して、それぞれ同期して測定するように指示を出す（Ｓ１０３）。

測定制御部４は、各測定部から入力される同期した測定値を測定結果記憶部６に記憶させる（Ｓ１０４）。

続いて、測定結果分析部７は、測定結果記憶部６から測定結果を読み出し、因果関係を分析する（Ｓ１０５）。

続いて、分析結果出力部８は、測定結果分析部７の分析した分析結果を出力する（Ｓ１０６）。

また、すべての測定値が閾値内に収まった場合には、測定制御部４は、各測定部に対して通常の測定に戻るように指示を出すとともに、測定結果記憶部６に測定値を記憶させることをやめる。

なお、ステップ１０１において、全ての測定部が測定を行っている必要はなく、例えば、受信強度の異常や妨害波の到来などと、パケットエラーやリンク状況の異常との因果関係を分析する場合は、ステップ１０１では電波測定部１のみ稼働させておき、電波測定部１の測定値が閾値を越えたときに、パケット測定部２、リンク状況測定部３を稼働させて各測定値を取得し、記録するものでもよい。

したがって、本実施の形態によれば、電波測定部１、パケット測定部２及びリンク状況測定部３のそれぞれの測定値を監視し、いずれかの測定値がそれぞれの測定値について設定された閾値を越えた場合には、測定制御部４により、各測定部が同期して測定するように制御するとともに、測定結果記憶部６により、各測定部の測定値を時間を同期させて記憶することにより、通信状態に異常が発生した時の各測定値を効率的に収集し、各々の測定値の因果関係を分析することが可能となる。また、異常値を検出したときのみ測定結果記憶部６に測定値が記憶されるので、有限の記憶容量で長期間測定をすることが可能となる。

一実施の形態における通信状態分析装置の構成を示すブロック図である。 図１の通信状態分析装置の動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…電波測定部
２…パケット測定部
３…リンク状況測定部
４…測定制御部
５…閾値設定部
６…測定結果記憶部
７…測定結果分析部
８…分析結果出力部

Claims (2)

1. 電気信号を利用してパケットを送受信することにより行われる通信の通信状態を分析する通信状態分析装置であって、
   前記電気信号の受信強度を測定する電気信号測定手段、前記パケットのエラーを検出するパケット測定手段及び前記通信が行われる通信路のリンク速度または実効伝送速度を測定するリンク状況測定手段のうちいずれか２種類以上の測定手段と、
   前記測定手段の各々が出力する測定値のそれぞれに対して設定された通信状態の異常を示す条件を記憶する条件記憶手段と、
   前記測定値を入力し、前記測定値のうち少なくとも１つが前記条件を満たす場合には、前記測定手段の各々が同期して測定を行うように前記測定手段に命令するとともに、当該測定手段の各々が出力する測定値を測定値記憶手段に記憶させる測定制御手段と、
   を有することを特徴とする通信状態分析装置。
2. 前記条件記憶手段に記憶された条件を変更する条件設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の通信状態分析装置。

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