JP5472291B2 - 電波状況測定システム、電波状況測定方法、および電波状況測定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話などの移動体通信システムにおいて、移動体端末で測定される電波の情報を用いて、サービスエリアの電波状況を測定するシステム、方法、およびプログラムが格納された記憶媒体に関する。

携帯電話をはじめとする移動体通信システムにおいて、基地局と移動体端末との間の電波状況は、建物や植生、車といった物体の環境や、当該システムの利用頻度などによって影響を受ける。そのため、無線ネットワークの設計者は、建造物の状況に大きな変化が生じた場合や、利用者数やトラフィックに大きな変化が生じた場合に、サービスエリアの電波状況を適切に把握するための測定を行う必要がある。また、上記のような明らかな変化が認識されていない場合であっても、定期的な電波状況の測定を行うことが好ましい。

電波状況の測定は、受信電界強度を測定するためのアンテナや測定器と、現在位置を測定するためのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載した電測車を用い、測定エリア内を走行することによって行われていた。こうした測定は、測定チームが現場に出向いて、測定エリアの道路上をメッシュ状に走行して行うので、数ｋｍ四方のエリアを測定する場合でも１〜２日程度の時間を要する。また、測定チームには、電測車を運転するドライバーの他に、走行ルートを案内するナビゲータや測定器を操作するエンジニアなども必要になる。そこで、電測車による電波状況の測定には、多くの人件費を要するという解決するべき課題があった。

こうした課題を解決するため、特許文献１では、一般ユーザが使用している携帯電話端末等の移動体端末から報告される電波情報を用いて、サービスエリアの電波状況を測定するシステムが開示されている。本システムは、移動体通信網に対して電波測定を行う測定エリアや測定時刻を指示し、移動体端末から送信された受信レベルデータ等を用いてエリア別・時間帯別の電界強度分布を算出し、地図上に表示する機能を有している。

こうした移動体端末を用いた電波状況測定において、全ての移動体端末に対して、たとえば１分おきといった高い頻度で測定を行わせると、端末での消費電力が増大するほか、報告される情報が膨大となるため処理が困難になる。このことから、測定を行うエリアや時刻を限定することで、こうした課題を解決する試みがなされている。たとえば特許文献１に開示された電波状況測定システムでは、気象情報システムやネットワーク監視システム、トラヒック測定システムを接続することにより、気象状態の変化や設備故障が生じた際の電波の状況を把握することを可能にしている。また、特許文献２に開示された気象予測サーバでは、気象情報が不足する地域に配置されている携帯電話機を検索し、当該携帯電話機からの気象情報を受信することにより、効率的な気象情報の収集を行っている。

特開２００３−２０４２９６号公報 特開２００４−１７０２０３号公報 特開２００５−２２３７３２号公報

M. Hata, "Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol.29, no.3,pp.317-325, Aug. 1980. T. Kurner, "Concepts and results for 3D digital terrain-based wave propagation models: an overview," IEEE Journal on SelectedAreas in Communications, vol.11, no.7, pp.1002-1012, Sept. 1993.

一方、携帯電話などの移動体通信システムにおいては、建物の建設や取り壊し、利用者数の増加に対応するため、基地局の送信電力やアンテナチルト、ハンドオーバ閾値、隣接セルリストなどの無線パラメータを調整している。また、新規の基地局を稼動させた際にも、サービスエリアの通信品質を最適化するため、周辺基地局の無線パラメータを調整している。無線ネットワークの設計者は、こうした無線パラメータ変更時に、サービスエリアの電波状況が変更前からどのように変化したかをいち早く把握したい。それにより、著しい劣化などが確認された場合には、無線パラメータを変更前の状態に戻す等の対策を実行することができる。

しかしながら、上記特許文献１及び２のいずれの技術でも、無線パラメータの変更に関連する測定エリアや時刻の指定が成されていないので、無線パラメータ変更による電波状況の変化を効率的に測定することはできなかった。このように、本発明に関連する上述の技術には、移動体通信網における基地局の無線パラメータの変更に際し、無線パラメータ変更による電波状況の変化を効率的に測定できないという解決するべき課題があった。

本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、移動体通信網における基地局の無線パラメータの変更に際し、無線パラメータの変更による電波状況の変化を早くかつ効率良く測定するための電波状況測定システム、電波状況測定方法および電波状況測定プログラムが格納された記憶媒体を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる電波状況測定システムは、基地局の無線パラメータが変更される時刻を記憶する手段と、前記時刻に基づいて決定されるタイミングにおいて、前記基地局と通信可能な移動局に対して電波状況の測定を指示する手段と、を備える。

本発明の第２の態様にかかる電波状況測定方法は、基地局の無線パラメータが変更される時刻に基づいて決定されるタイミングにおいて、前記基地局と通信可能な移動局に対して電波状況の測定を指示すること、を備える。

本発明の第３の態様にかかる電波状況測定プログラムが格納された記憶媒体は、基地局の無線パラメータが変更される時刻に基づいて決定されるタイミングにおいて、前記基地局と通信可能な移動局に対して電波状況の測定を指示する制御処理を、コンピュータに実行させるプログラムを格納した記録媒体である。

本発明によれば、移動体通信網における基地局の無線パラメータの変更に際し、無線パラメータの変更による電波状況の変化を早くかつ効率良く測定するための電波状況測定システム、電波状況測定方法、および電波状況測定プログラムが格納された記憶媒体を提供できる。

本発明の第１の実施の形態を説明するための全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の別の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の別の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態のさらに別の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態を説明するための全体構成図である。 本発明の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態を説明するための全体構成図である。 本発明の第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。

（第１の実施の形態）
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す全体構成図である。１０ａは電波状況測定システム、２０ａは基地局制御システム、３０ａは基地局、４０ａは移動体端末を示している。電波状況測定システム１０ａ、基地局制御システム２０ａ、基地局３０ａは論理的な機能のまとまりであり、物理的にはこれら３つ要素を個別に実装しても、３つ要素の内の２つ又は３つの要素を１つに纏めて構成し、実装しても差し支えない。以下では、図１乃至図４を参照して本発明の第１の実施の形態である電波状況測定システム及びこの電波状況測定システムによる電波状況測定方法を説明する。

電波状況測定システム１０ａは、本発明の対象となる電波状況測定システムであり、移動体端末で測定される電波の情報を用いて、サービスエリアの電波状況を測定するためのシステムである。本システムは、パラメータ変更情報受信手段１０１と、測定制御手段１０２と、測定結果受信手段１０３と、電波状況データベース（ＤＢ）１０４とを含んで構成される。パラメータ変更情報受信手段１０１は、基地局制御システム２０ａのパラメータ変更情報送信手段２０２から送信される無線パラメータ変更情報を受信するための機能を有する。パラメータ変更情報受信手段１０１は、受信した無線パラメータ変更情報を記憶する記録媒体（メモリ、ハードディスク等）を有している。

ここで、無線パラメータ変更情報とは、基地局の無線パラメータの変更に関する情報であり、変更対象となる基地局の識別番号、変更される無線パラメータの種別、変更前と変更後の無線パラメータの値、無線パラメータが変更される日時などが含まれている。本実施の形態では、変更対象となる基地局の識別番号と変更日時とが少なくとも含まれている。なお基地局がセクタ化されている場合には、基地局の識別番号に加えてセクタの識別情報も必要となる。

また、基地局の無線パラメータとは、基地局の総送信電力、共通パイロットチャネル送信電力、アンテナの方位、アンテナの迎角、隣接セルリスト、ハンドオーバ閾値などが対象となる。

測定制御手段１０２は、パラメータ変更情報受信手段１０１で受信した無線パラメータ変更情報に基づき、基地局３０ａの測定指示信号送信手段３０２に対して電波状況の測定の開始や終了を指示するための機能を有する。その測定の開始や終了を指示は、無線パラメータの変更日時を参照して行う。その具体的な動作については、以下の動作の説明で詳しく述べる。測定結果受信手段１０３は、基地局３０ａの測定結果送信手段３０３から送信される電波状況の測定結果を受信し、電波状況ＤＢ１０４に格納するための機能を有する。電波状況ＤＢ１０４は、測定結果受信手段１０３で受信した電波状況の測定結果を格納するためのデータベースである。

基地局制御システム２０ａは、基地局３０ａの無線パラメータを制御するためのシステムであり、無線パラメータ制御手段２０１と、パラメータ変更情報送信手段２０２とを含んで構成される。無線パラメータ制御手段２０１は、基地局３０ａの無線パラメータの変更などを制御するための機能を有し、パラメータ変更情報送信手段２０２および無線パラメータ変更手段３０１に対し無線パラメータ制御情報を送出する。基地局３０ａの無線パラメータ変更情報は、無線パラメータ制御手段２０１に予め手動で入力され、又は他の装置からデータとして送られ、無線パラメータ制御手段２０１内の記録媒体に格納してある。無線パラメータ制御情報はその無線パラメータ変更情報を含む。パラメータ変更情報送信手段２０２は、無線パラメータ制御手段２０１から無線パラメータ制御情報を受け、無線パラメータ制御情報に含まれる基地局３０ａの無線パラメータ変更情報をパラメータ変更情報受信手段１０１に送信する。

基地局３０ａは、本発明が対象とする移動体通信システムの基地局であり、無線パラメータ変更手段３０１と、測定指示信号送信手段３０２と、測定結果送信手段３０３とを含んで構成される。無線パラメータ変更手段３０１は、基地局制御システム２０ａの無線パラメータ制御手段２０１から送られる無線パラメータ制御情報に応じて当該基地局３０ａの無線パラメータを変更する。無線パラメータ変更手段３０１における無線パラメータの変更は、無線パラメータ制御手段２０１から無線パラメータ制御情報が送られたときに、自動的に行うようにしてもよいし、或いは無線パラメータ制御情報の受信をしたときに、その受信を確認してから、手動で行うようにすることもできる。

測定指示信号送信手段３０２は、電波状況測定システム１０ａの測定制御手段１０２から送られる測定制御信号を受け、測定制御信号にしたがって、移動体端末４０ａに対して電波状況の測定開始や終了などを指示する測定指示信号を送信する。ここで、測定対象となり得る電波状況のデータは、受信信号電力、信号対雑音比（ＳＩＲ）、Ｅｃ／Ｎｏ、遅延プロファイル、遅延スプレッド、信号到来方向などの電波データであり、本電波状況測定システム１０ａはこれら電波データの内の少なくとも１つを測定対象とする。測定結果送信手段３０３は、移動体端末４０ａから報告された電波状況の測定結果を、電波状況測定システム１０ａの測定結果受信手段１０３に送信するための機能を有する。なお、上記電波状況の測定結果には、前記電波データに加えて送信元基地局の識別番号が含まれる。

移動体端末４０ａは、本発明が対象とする移動体通信システムの移動体端末であり、基地局３０ａに接続している移動体端末である。本端末は、電波状況測定手段４０１を含んで構成される。電波状況測定手段４０１は、基地局３０ａの測定指示信号送信手段３０２から送信される測定指示信号を受信し、その測定指示信号に基づいて受信電波に関する電波状況の測定を行うと共に、受信電波の測定により得て電波データに送信元基地局の識別番号を加えたデータを測定結果として基地局３０ａに報告する機能を有する。上記以外の基地局制御システム２０a、基地局３０ａ、移動体端末４０ａの機能は当業者によく知られているので、詳しい説明は割愛する。

（第１の実施の形態の動作の説明）
図２は、図１を参照して構成を説明した上述の本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。図２において、基地局制御システム２０ａ、電波状況測定システム１０ａ、基地局３０ａ、移動体端末４０ａに続く各列は、当該システムにおける動作を表している。

まず、基地局制御システム２０aの無線パラメータ制御手段２０１により基地局３０ａの無線パラメータ変更が決定されたことに伴い、基地局制御システム２０ａのパラメータ変更情報送信手段２０２より、変更対象となる基地局３０ａの識別番号と変更日時とを含む無線パラメータ変更情報を送信する（ステップＳ２０２）。電波状況測定システム１０ａのパラメータ変更情報受信手段１０１は、その無線パラメータ変更情報を受信し、記録媒体に格納する（ステップＳ１０１）。

次に、基地局制御システム２０ａの無線パラメータ制御手段２０１から基地局３０ａの無線パラメータ変更手段３０１に対して無線パラメータ制御情報を送り、無線パラメータの変更を指示する（ステップＳ２０１）。基地局３０ａの無線パラメータ変更手段３０１は、その指示を受け、無線パラメータ制御情報に含まれる無線パラメータ変更情報に従い、無線パラメータの変更を実施する（ステップＳ３０１）。電波状況測定システム１０ａの測定制御手段１０２は、パラメータ変更情報受信手段１０１の記録媒体に格納していた無線パラメータ変更情報の変更日時を参照し、その変更日時に、基地局３０ａの測定指示信号送信手段３０２に対して測定制御信号を送信し、電波状況の測定開始を指示する（ステップＳ１０２ａ）。電波状況測定システム１０ａの測定制御手段１０２から基地局３０ａの測定指示信号送信手段３０２に対して測定制御信号を送信するタイミングは、基地局３０ａにおいて無線パラメータ変更手段３０１による無線パラメータの変更が完了した直後となるように設定してある。

基地局３０ａでは、測定制御信号による電波状況の測定開始の指示にしたがって、当該基地局３０ａに接続している移動体端末４０ａに対して電波状況の測定開始を指示するための測定指示信号を送信する（ステップＳ３０２ａ）。移動体端末４０ａでは、測定指示信号を受信し、その指示に基づいて測定を開始する（ステップＳ４０１ａ）。当該エリアの電波特性を把握するために十分な測定期間が経過した後、電波状況測定システム１０ａは、測定制御手段１０２から測定指示信号送信手段３０２に対して測定制御信号を送信し、基地局３０ａに対して測定終了を指示する（ステップＳ１０２ｂ）。ここで、当該エリアの電波特性を把握するために十分な測定期間とは、一例を上げれば、基地局のカバー範囲を１０ｍ間隔のメッシュに分割した際、５０％以上のメッシュ内において、少なくとも１箇所で測定が完了するまでの期間である。基地局３０ａでは、この測定終了の指示にしたがって、当該基地局３０ａに接続している移動体端末４０ａに対して測定終了を指示するための測定指示信号を送信する（ステップＳ３０２ｂ）。移動体端末４０ａでは、その測定指示信号を受信し、その指示に基づいて測定を終了し（ステップＳ４０１ｂ）、測定結果を基地局３０ａに報告する（ステップＳ４０１ｃ）。基地局３０ａは、測定結果送信手段３０３により、移動体端末４０ａから報告された電波状況の測定結果を電波状況測定システム１０ａに対して送信する（ステップＳ３０３）。電波状況測定システム１０ａは、測定結果受信手段１０３により測定結果を受信し、受信した測定結果を電波状況ＤＢ１０４に格納する（ステップＳ１０３）。

図２のフローチャートでは、電波状況の測定開始（ステップＳ１０２ａ）を、無線パラメータが変更された直後に行う動作について説明した。ここでは、無線パラメータ変更前の電波状況が、定常的な測定によって既に取得されていることが前提となっている。既に取得された変更前の電波状況と、測定された変更後の電波状況とを比較することによって、電波状況が改善されたエリア、劣化したエリア、変化が小さいエリアなどを把握することができる。

一方で、無線パラメータ変更前の電波状況が取得されていないことも考えられる。あるいは、取得されていたとしても、その測定日時が無線パラメータ変更後の電波状況の測定日時から離れている場合には、無線パラメータ以外の変動要因（たとえば建物、人、車の位置、密度の変動など）によって、変更前の電波状況と変更後の電波状況とを比較することができなくなる。こうした場合には、変更後の電波状況だけでなく、変更前の電波状況も合わせて測定しておくことが好ましい。

図３Ａおよび図３Ｂは、図１に構成を示す第１の実施の形態の別の動作を示すフローチャートである。本動作では、電波状況測定システム１０ａによる測定開始の指示（ステップＳ１０２ａ）から、測定結果の受信と電波状況ＤＢ１０４への格納（ステップＳ１０３）までの処理を、基地局３０ａの無線パラメータが実際に変更される後だけでなく、変更前にも実行する。すなわち、図３Ａにおける第１番目のステップＳ１０２ａによる電波状況の測定開始の指示は、ステップＳ１０１で受信した無線パラメータ変更情報で知らされた無線パラメータ変更の日時の直前に実施されるとともに、図３Ｂにおける第２番目のステップＳ１０２ａによる電波状況の測定開始の指示は、ステップＳ１０１で受信した無線パラメータ変更情報で知らされた無線パラメータ変更の日時の直後に実施される。これにより、無線パラメータ変更直前と変更直後の電波状況を比較することが可能となり、無線パラメータ以外の変動要因に影響されにくい比較を行うことができる。

図４は、図１に構成を示す第１の実施の形態のさらに別の動作を示すフローチャートである。本フローチャートに示す動作では、ステップＳ１０１で受信した無線パラメータ変更情報で知らされた無線パラメータ変更の日時を参照し、実際に基地局３０ａの無線パラメータが変更される前に、電波状況測定システム１０ａによる測定開始の指示（ステップＳ１０２ａ）とそれに伴う基地局３０ａでの測定指示信号の送信（ステップＳ３０２ａ）を行い、基地局３０ａの無線パラメータが変更された後に、電波状況測定システム１０ａによる測定終了の指示（ステップＳ１０２ｂ）と、それに伴う基地局での測定指示信号の送信（ステップＳ３０２ｂ）を行っている。

その測定指示信号の送信を受けた移動体端末４０ａは、受信電波の測定により得た電波データに、測定時刻の情報を加えた情報を電波状況の測定結果として生成し、この測定結果を基地局３０ａに送信する。他方、電波状況測定システム１０ａでは、パラメータ変更情報受信手段１０１が、ステップＳ１０１で無線パラメータ変更情報を受信し、その無線パラメータ変更情報に含まれている無線パラメータ変更の日時を記憶している。そこで、電波状況測定システム１０ａの測定結果受信手段１０３は、パラメータ変更情報受信手段１０１に記憶されている無線パラメータ変更時刻と、基地局３０ａから受けた電波状況の測定結果における測定時刻とを比較し、無線パラメータ変更時刻より前の測定時刻における測定結果の電波状況を、無線パラメータ変更前の電波状況とし、無線パラメータ変更時刻より後の測定時刻における測定結果の電波状況を、無線パラメータ変更後の電波状況として認識する。このように、図４のフローチャートで示す動作においても、測定結果の電波状況を無線パラメータ変更直前のデータと変更直後電波状況のデータとに分類できる。そこで、無線パラメータ変更直前の電波状況と変更直後の電波状況を比較することが可能となり、無線パラメータ以外の変動要因に影響されにくい電波状況の比較を行うことができる。

なお、図１の実施の形態では、無線パラメータの変更対象となる基地局３０ａについて電波状況の測定を行う構成とした。しかしながら、電波状況の測定は、ある程度以上の広さのエリアについて行うことが好ましい。電波状況の測定を指示する対象の移動体端末を基地局３０ａに接続されている移動体端末に限定すると、必要な程度に広いエリアについて電波状況を測定できないことがある。このようなときは、少なくとも無線パラメータを変更した当該基地局３０ａが含まれていれば、同様の測定を他の基地局に対して行っても差し支えない。たとえば、基地局３０ａから所定の範囲内にある基地局や、基地局３０ａの隣接セルとして登録されている基地局に対して、本実施の形態と同様の測定を指示し、それら基地局に接続している移動体端末に電波状況を測定させても構わない。このことは、以下の実施の形態においても同様である。

また、図１の実施の形態では、電波状況測定システム１０ａから基地局３０ａに対して、測定の開始（ステップＳ１０２ａ）と終了（ステップＳ１０２ｂ）とを個別に指示する動作を示したが、本発明はこれに限るものではない。たとえば、電波状況測定システム１０ａから基地局３０ａに対する指示は１回のみとし、その際に測定の開始と終了の時刻を与えておく。そして、基地局３０ａでは、その測定の開始と終了の時刻を記憶しておき、これら両時刻にしたがって測定の開始と終了を行うという動作をするようにしても差し支えない。さらには、基地局３０ａから移動体端末４０ａに対して測定指示信号を送信する際にも、送信は１回のみとし、その際に測定の開始と終了の時刻を与えておき、移動体端末４０ａでは、これら両時刻を記憶しておき、これら両時刻にしたがって測定の開始と終了を行うという動作をするようにしても差し支えない。このことは、以下の実施の形態においても同様である。

さらに、本実施の形態では、基地局３０ａからの測定結果の報告（ステップＳ３０３）を、測定が終了した後に行う動作を示したが、本発明はこれに限るものではない。たとえば、測定の最中に一定の時間間隔で報告を行うという動作を採用しても差し支えない。さらには、電波状況測定システム１０ａにおいて、一定の時間間隔で報告された測定結果を分析し、電波状況を把握するために十分な測定結果が取得された時点で、測定の終了を指示（ステップＳ１０２ｂ）するという動作を採用しても差し支えない。このことは、以下の実施の形態においても同様である。

さらに、本実施の形態では、電波状況測定システム１０ａと、基地局制御システム２０ａとが別のシステムであるとしたが、同一のシステム内に双方の機能が格納される構成でも構わない。このことは、以下の実施の形態においても同様である。

以上に説明したように、図１に構成を示す本実施の形態では、基地局３０ａの無線パラメータ変更時刻を記憶している。そこで、移動体端末４０ａに対し電波状況の測定を指示する際に、記憶している無線パラメータ変更時刻を参照して、電波状況測定の指示を出すことができるので、少なくとも無線パラメータ変更の直後に電波状況の測定を行うことができ、無線パラメータ変更による電波状況の変化をいち早く、かつ効率良く測定することが可能となる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態を示す全体構成図である。１０ｂは電波状況測定システム、２０ｂは基地局制御システム、３０ｂは基地局、４０ｂは移動体端末を示している。ここでは、第１の実施の形態との違いを中心に説明する。以下では、図５および図６を参照して本発明の第２の実施の形態である電波状況測定システム及びこの電波状況測定システムによる電波状況測定方法を説明する。

電波状況測定システム１０ｂは、本発明の対象となるシステムであり、移動体端末で測定される電波の情報を用いて、サービスエリアの電波状況を測定するためのシステムである。本電波状況測定システム１０ｂは、パラメータ変更情報受信手段１０１と、測定制御手段１０２と、測定結果受信手段１０３と、電波状況ＤＢ１０４と、測定エリア特定手段１０５ａと、電波伝搬シミュレータ１０００とを含んで構成される。パラメータ変更情報受信手段１０１は、第１の実施の形態と同様の機能であるが、本実施の形態では、送信する無線パラメータ変更情報に、変更対象となる基地局の識別番号、変更される無線パラメータの種別、変更前と変更後の無線パラメータの値、無線パラメータが変更される日時とを少なくとも含んでいる。

測定制御手段１０２も、第１の実施の形態と同様の機能であるが、測定を行うエリアとして、測定エリア特定手段１０５ａで特定されたエリア情報を与える機能を有する。なお、ここで与えられるエリア情報は、長方形のエリアを規定して南西端と北東端の座標を与えるものであっても良いし、円のエリアを規定して中心の座標と半径を与えるものであっても良く、あるいは、多角形のエリアを規定して各頂点の座標を与えるものであっても差し支えない。また、それら座標は、緯度経度あるいは直角座標のいずれでも良い。測定結果受信手段１０３、電波状況ＤＢ１０４は、第１の実施の形態と同様の機能である。

電波伝搬シミュレータ１０００は、電波状況推定手段１００１と、地図ＤＢ１００２と、基地局ＤＢ１００３とを含んで構成される。地図ＤＢ１００２には、標高を表すメッシュあるいはポリゴンデータ、建物などの地物情報を表すポリゴンデータ、土地利用分布を表すメッシュあるいはポリゴンデータなど、電波伝搬シミュレーションを行うために必要なデータが格納されている。特に、高精度なシミュレーションを行うために、地物情報には高さ（あるいは階数）の情報が含まれていることが好ましい。基地局ＤＢ１００３には、基地局の識別情報と、配置位置の緯度経度（あるいは直角座標）、標高（あるいは地表高）、送信出力、アンテナの方位と迎角、アンテナゲインパタンなど、電波伝搬シミュレーションを行うために必要なパラメータなどが格納されている。

電波状況推定手段１００１は、無線パラメータの変更対象となる基地局３０ｂあるいはその周辺の基地局からの電波伝搬シミュレーションを行う機能を有する。具体的には、電波状況推定手段１００１は、基地局の周辺（たとえば基地局を中心に半径５ｋｍの範囲）の地図データを地図ＤＢ１００２から抽出し、基地局の詳細情報を基地局ＤＢ１００３と無線パラメータ変更情報から取得し、無線パラメータ変更前と変更後の電波状況を推定する。無線パラメータ変更の日時は、パラメータ変更情報受信手段１０１が受信し、記憶している無線パラメータ変更情報に含まれているので、その無線パラメータ変更の時の前と後とについて電波状況を推定することができる。

電波状況の推定には、奥村−秦モデルなど既存の統計的手法を用いても良いし、レイトレーシング法といった既存の決定論的手法を用いても良い。さらには、電波伝搬シミュレーションを行うエリアのうちの一部または全部のエリアにおいて、実測データを用いた補正を施しても構わない。なお、奥村−秦モデル、レイトレーシング法の詳細については、それぞれ非特許文献１、２に記載されている。さらに、実測データを用いた補正法の一例については、特許文献３に記載されている。

測定エリア特定手段１０５ａは、電波状況推定手段１００１における電波状況の推定結果を基に、測定を行うエリアを特定するための機能を有する。具体的には、無線パラメータ変更前の推定結果と変更後の推定結果とを比較し、通信品質が所定レベル以上劣化すると見込まれるエリアを測定エリアとする。また、通信品質が所定レベル以上改善すると見込まれるエリアについても測定エリアに加えても良い。

基地局制御システム２０ｂは、無線パラメータ制御手段２０１と、パラメータ変更情報送信手段２０２とを含んで構成され、それぞれ第１の実施の形態と同様の機能である。

基地局３０ｂは、無線パラメータ変更手段３０１と、測定指示信号送信手段３０２と、測定結果送信手段３０３とを含んで構成される。無線パラメータ変更手段３０１と測定結果送信手段３０３は、第１の実施の形態と同様の機能である。測定指示信号送信手段３０２も、第１の実施の形態と同様の機能であるが、電波状況測定システム１０ｂの測定制御手段１０２からの制御にしたがい、測定指示信号に測定エリアの情報を追加する。

移動体端末４０ｂは、電波状況測定手段４０１と、測位手段４０２とを含んで構成される。電波状況測定手段４０１は、第１の実施の形態と同様の機能であるが、測定指示信号送信手段３０２から送信された測定指示信号にしたがい、自身の端末の現在位置が測定エリア内部にいる場合にのみ測定を行い、基地局３０ｂに測定結果を報告する。測位手段４０２は、端末の現在位置を測定するための機能を有し、たとえばＧＰＳ端末などで構成できる。

図６は、図２に全体構成を示した第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。図６において、基地局制御システム２０ｂ、電波状況測定システム１０ｂ、基地局３０ｂ、移動体端末４０ｂに続く各列は、当該システムにおける動作を表している。ここでは、第１の実施の形態の図４に示す動作をベースとし、これとの違いを中心に説明する。

基地局制御システム２０ｂからの無線パラメータ変更情報の送信（ステップＳ２０２）と、電波状況測定システム１０ｂでの受信（ステップＳ１０１）は、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、その後、ステップＳ１０１で受信した無線パラメータ変更情報を参照し、電波状況推定手段１００１において、無線パラメータ変更前と変更後の電波状況を推定する（ステップＳ１００１）。さらに、ステップＳ１００１で得られた無線パラメータ変更前と変更後の推定結果を比較し、通信品質が所定レベル以上劣化するか、あるいは改善すると見込まれるエリアを測定エリアとして特定する（ステップＳ１０５ａ）。その後の電波状況測定システム１０ｂによる測定開始の指示（ステップＳ１０２ｃ）から、測定結果の受信と電波状況ＤＢ１０４への格納（ステップＳ１０３）までの処理は、第１の実施の形態における処理（図４）と同様である。ただし、電波状況の測定は、ステップＳ１０５ａで特定された測定エリア内の移動体端末のみに対して実施する。具体的には、電波状況測定システム１０ｂによる測定指示において、測定エリアの情報が与えられる。基地局３０ｂでは、配下の移動体端末に対して測定の開始や終了を指示する際に、測定エリアに関する情報を測定指示信号に含め、移動体端末の現在位置が測定エリアの内部にある場合にのみ、測定を実行させる。

なお、図６のフローチャートを参照して行った前述の動作説明において無線パラメータ変更情報が与えられた後に電波状況を推定する構成としたが、図５の実施の形態では、変更される無線パラメータが限定的であり、あらかじめ全ての変更パタンを計算してデータベースに格納しておくことが可能な場合には、そのような構成にしても構わない。その際、ステップＳ１００１は、あらかじめ実行されるので、無線パラメータ変更情報が与えられた後の処理としては不要である。

さらに、図５の実施の形態では、第１の実施の形態の図４に示す動作をベースとして、電波状況の推定（ステップＳ１００１）と測定エリアの特定（ステップＳ１０５ａ）とを追加したが、同様に、図２や図３Ａ、図３Ｂに示す動作をベースとして、上記２つのステップを追加するという動作であっても構わない。このことは、以下の実施の形態においても同様である。

本実施の形態では、無線パラメータ変更前と変更後の電波状況を推定し、両者の比較によって電波状況に大きな変化が見込まれるエリアを測定エリアとして特定する。これにより、測定を行うエリアを限定することができ、無線パラメータ変更による電波状況の変化を、第１の実施の形態よりも効率良く測定することが可能となる。

（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態を示す全体構成図である。１０ｃは電波状況測定システム、２０ｃは基地局制御システム、３０ｃは基地局、４０ｃは移動体端末を示している。ここでは、図５に示した第２の実施の形態との違いを中心に説明する。以下では、図７および図８を参照して本発明の第３の実施の形態である電波状況測定システム及びこの電波状況測定システムによる電波状況測定方法を説明する。

電波状況測定システム１０ｃは、本発明の対象となるシステムであり、移動体端末で測定される電波の情報を用いて、サービスエリアの電波状況を測定するためのシステムである。本電波状況測定システム１０ｃは、パラメータ変更情報受信手段１０１と、測定制御手段１０２と、測定結果受信手段１０３と、電波状況ＤＢ１０４と、測定エリア特定手段１０５ｂと、地図ＤＢ１１０２とを含んで構成される。パラメータ変更情報受信手段１０１、測定制御手段１０２、測定結果受信手段１０３、電波状況ＤＢ１０４は、いずれも第２の実施の形態と同様の機能を有する。

地図ＤＢ１１０２には、土地利用分布を表すメッシュあるいはポリゴンデータなどが格納されている。あるいは、地図ＤＢ１１０２には、建物を表すポリゴンあるいはラインデータが格納されていてもよい。各建物に関するデータには、属性（オフィスビル、商業施設、マンション、一戸建てなど）の情報が含まれていることが好ましい。測定エリア特定手段１０５ｂは、地図ＤＢ１１０２を参照することにより、公共性が高い商業施設や、多くの利用者が見込めるオフィスビル、マンションなどを測定エリアとして抽出する。

基地局制御システム２０ｃは、無線パラメータ制御手段２０１と、パラメータ変更情報送信手段２０２とを含んで構成され、それぞれ第２の実施の形態と同様の機能を有する。基地局３０ｃは、無線パラメータ変更手段３０１と、測定指示信号送信手段３０２と、測定結果送信手段３０３とを含んで構成され、それぞれ第２の実施の形態と同様の機能を有する。移動体端末４０ｃは、電波状況測定手段４０１と、測位手段４０２とを含んで構成され、それぞれ第２の実施の形態と同様の機能を有する。

図８は、第３の実施の形態（図７）の動作を示すフローチャートである。図８において、基地局制御システム２０ｃ、電波状況測定システム１０ｃ、基地局３０ｃ、移動体端末４０ｃに続く各列は、当該システムにおける動作を表している。ここでは、図５に示した第２の実施の形態の動作との違いを中心に説明する。

図７の実施の形態の動作を示す図８のフローチャートでは、第２の実施の形態（図５）の動作を示した図６のフローチャートにおけるステップＳ１００１、Ｓ１０５ａの代わりに、地図ＤＢ１１０２を参照しながら、公共性が高い商業施設や、多くの利用者が見込めるオフィスビル、マンションなどを測定エリアとして抽出するステップ（ステップＳ１０５ｂ）が追加される。

なお、図８のフローチャートではでは、ステップＳ１０５ｂを、無線パラメータ変更情報が与えられた後に行ったが、地図ＤＢ１１０２内の全ての領域についてあらかじめ測定エリアを抽出しておき、ステップＳ１０５ｂでは、それら予め抽出しておいた測定エリアの内から、基地局３０ｃの周辺における測定エリアを更に抽出するという構成にしても、図７の実施の形態は実施できる。

また、図７の実施の形態と上記第２の実施の形態（図５）を組み合わせて、（Ａ）電波状況に大きな変化が見込まれるエリアであり、かつ（Ｂ）公共性が高いエリアや多くのトラフィックが見込まれるエリアを測定エリアとして抽出しても良いし、（Ａ）または（Ｂ）のどちらか一方のエリアを測定エリアとして抽出するようにしても差し支えない。

図７の実施の形態では、地図データから公共性が高いエリアや多くのトラフィックが見込まれるエリアを測定エリアとして特定する。これにより、図７の実施の形態は、測定を行うエリアを限定することができ、無線パラメータ変更による電波状況の変化を、第１の実施の形態よりも効率良く測定することが可能となる。

以上には、図面を参照して本発明に係る電波状況測定システム及びこの電波状況測定システムによる電波状況測定方法の実施の形態を具体的に説明した。これら実施の形態における電波状況測定システムおよび電波状況測定方法は、図２−図４、図６及び図８にフローチャートで示したとこから明らかなように、コンピュータにより実現できる。第１の実施の形態に係る図２−図４のフローチャート、第２の実施の形態に係る図６のフローチャート、および第３の実施の形態に係る図８のフローチャートは、本発明の電波状況測定プログラムの実施の形態をそれぞれ示している。

この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２００９年３月３１日に出願された日本出願特願２００９−０８５８０２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明によれば、携帯電話をはじめとする移動体通信システムにおけるサービスエリアの電波状況の測定といった用途に活用できる。特に、建物の建設や取り壊し、利用者数の増加に対応するため、基地局の送信信号出力やアンテナチルトなどの無線パラメータを調整する際に、無線パラメータ変更に伴う電波状況の変化を、早くかつ効率的に実施するといった用途に活用できる。

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 電波状況測定システム
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 基地局制御システム
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 基地局
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 移動体端末
１０１ パラメータ変更情報受信手段
１０２ 測定制御手段
１０３ 測定結果受信手段
１０４ 電波状況ＤＢ
１０５ａ、１０５ｂ 測定エリア特定手段
１０００ 電波伝搬シミュレータ
１００１ 電波状況推定手段
１００２ 地図ＤＢ
１１０２ 地図ＤＢ
１００３ 基地局ＤＢ
２０１ 無線パラメータ制御手段
２０２ パラメータ変更情報送信手段
３０１ 無線パラメータ変更手段
３０２ 測定指示信号送信手段
３０３ 測定結果送信手段
４０１ 電波状況測定手段

Claims (20)

1. 基地局の無線パラメータが変更される時刻を記憶する手段と、
   前記時刻に基づいて決定されるタイミングにおいて、前記基地局と通信可能な移動局に対して電波状況の測定を指示する手段と、
   を備える電波状況測定システム。
2. 前記指示する手段は、前記無線パラメータ変更時刻前又は後の少なくとも一方における所定の時間にわたって、前記移動体端末に対して前記測定を行わせることを特徴とする請求項１に記載の電波状況測定システム。
3. 前記指示する手段は、前記無線パラメータ変更前又は後の少なくとも一方における電波状況として推定した推定電波状況を参照して、前記測定のエリアを限定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電波状況測定システム。
4. 前記推定電波状況は、少なくとも前記基地局の周辺エリアにおける電波状況を含むことを特徴とする請求項３に記載の電波状況測定システム。
5. 前記電波状況を推定する手段をさらに備える、
   請求項３又は４に記載の電波状況測定システム。
6. 互いに異なる前記無線パラメータについて前記基地局に関し予め推定した前記電波状況を格納するデータベースをさらに備え、
   前記指示する手段は、前記推定電波状況を前記データベースから得ることを特徴とする請求項３又は４に記載の電波状況測定システム。
7. 前記指示する手段は、前記無線パラメータ変更前の前記電波状況と前記無線パラメータ変更後の前記電波状況とを比較し、前記無線パラメータ変更後の電波状況が、前記無線パラメータ変更前の電波状況に比べて所定の程度を超えて劣化しているエリアを電波状況劣化エリアとして抽出し、前記電波状況劣化エリア内部に位置する移動体端末に対して前記測定を行わせることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の電波状況測定システム。
8. 前記指示する手段は、前記基地局の周辺エリアにおける地図データを有し、前記地図データから公共性の高いエリア又は高いトラフィックが見込まれるエリアの内の少なくとも一方のエリアを注目エリアとして抽出し、前記注目エリア内部に位置する移動体端末に対して前記測定を行わせることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電波状況測定システム。
9. 前記無線パラメータには、前記基地局に関する総送信電力、共通パイロットチャネル送信電力、アンテナの方位、アンテナの迎角、隣接セルリスト又はハンドオーバ閾値の内の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電波状況測定システム。
10. 基地局の無線パラメータが変更される時刻に基づいて決定されるタイミングにおいて、前記基地局と通信可能な移動局に対して電波状況の測定を指示すること、
    を備える電波状況測定方法。
11. 前記無線パラメータ変更時刻前又は後の少なくとも一方における所定の時間にわたって、前記移動体端末に対して前記測定を行わせることを特徴とする請求項１０に記載の電波状況測定方法。
12. 前記無線パラメータ変更前又は後の少なくとも一方における電波状況として推定した推定電波状況を参照して、前記測定のエリアを限定することを特徴とする請求項１０又は１１記載の電波状況測定方法。
13. 前記推定電波状況は、少なくとも前記基地局の周辺エリアにおける電波状況を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電波状況測定方法。
14. 電波状況推定手段により前記推定電波の推定を行い、前記推定電波状況を得ることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電波状況測定方法。
15. 互いに異なる前記無線パラメータについて前記基地局に関し予め推定した前記電波状況を格納するデータベースを有し、前記推定電波状況を前記データベースから得ることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電波状況測定方法。
16. 前記無線パラメータ変更前の前記電波状況と前記無線パラメータ変更後の前記電波状況とを比較し、前記無線パラメータ変更後の電波状況が、前記無線パラメータ変更前の電波状況に比べて所定の程度を超えて劣化しているエリアを電波状況劣化エリアとして抽出し、前記電波状況劣化エリア内部に位置する移動体端末に対して前記測定を行わせることを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の電波状況測定方法。
17. 前記基地局の周辺エリアにおける地図データから公共性の高いエリア又は高いトラフィックが見込まれるエリアの内の少なくとも一方のエリアを注目エリアとして抽出し、前記注目エリア内部に位置する移動体端末に対して前記測定を行わせることを特徴とする請求項１０から１６のいずれかに記載の電波状況測定方法。
18. 前記無線パラメータには、前記基地局に関する総送信電力、共通パイロットチャネル送信電力、アンテナの方位、アンテナの迎角、隣接セルリスト又はハンドオーバ閾値の内の少なくとも１つを含む請求項１０から１７のいずれかに記載の電波状況測定方法。
19. 基地局の無線パラメータが変更される時刻に基づいて決定されるタイミングにおいて、前記基地局と通信可能な移動局に対して電波状況の測定を指示する制御処理を、コンピュータに実行させる電波状況測定プログラム。
20. 前記無線パラメータ変更時刻前又は後の少なくとも一方における所定の時間にわたって、前記移動体端末に対して前記測定を行わせることを特徴とする請求項１９に記載の電波状況測定プログラム。

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