JP6431353B2 - 通信装置、通信品質推定方法及び通信品質推定用プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信を行う通信装置、通信装置による通信の品質を推定する方法、及び通信品質推定用プログラムに関する。

無線ＬＡＮを始めとする無線通信システムにおいては、親機と子機との距離が大きくなると、受信電波強度が小さくなりスループットが低下することが知られている。スループットの低下を防ぐ方法として、親機と子機との間に、データの送受信を中継する中継機を設置する方法が知られている。特許文献１には、無線ＬＡＮシステムにおいて中継機を設置した場合の効果を測定する方法が開示されている。

特開２０１４−１６８１３３号公報

しかし、従来の方法においては、中継機を設置した後にスループットを実測し、実測したスループットと目標とするスループットとを比較することにより、中継機を設置した効果があったかどうかを表示するので、中継機を設置する前に、中継機を設置する効果を確認することができなかった。したがって、ユーザは、中継機を設置する効果があるかどうかがわからない状況で、中継機を購入する必要があった。その結果、中継機を設置したにもかかわらず、中継機を設置した効果がない場合が発生し、この場合、ユーザが購入した中継機が無駄になってしまうという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、中継機を設置する前に、中継機を設置する効果を確認できるようにすることを目的とする。

本発明の第１の態様においては、電波を発信する親機と無線通信可能な通信装置であって、第１位置において前記親機から受信した電波の強度である第１電波強度、前記第１位置よりも親機から遠い第２位置において前記親機から受信した電波の強度である第２電波強度、及び前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機から受信した電波の強度である第３電波強度を取得する電波強度取得部と、前記第１電波強度、前記第２電波強度及び前記第３電波強度に基づいて、前記第３位置に、前記親機から受信する電波を中継する中継機を設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定する推定部と、前記推定部が推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させる表示制御部と、を備える通信装置を提供する。

上記の通信装置は、前記中継機の特性、前記親機の特性及び前記通信装置の特性の少なくともいずれかを取得する特性取得部をさらに備え、前記推定部は、前記中継機の特性、前記親機の特性及び前記通信装置の特性の少なくともいずれかにさらに基づいて、前記通信品質レベルを推定してもよい。

前記推定部は、前記第１電波強度、前記第２電波強度及び前記第３電波強度に基づいて、前記第３位置に前記中継機を設置した場合の前記第２位置におけるスループットを前記通信品質レベルとして推定してもよい。

また、上記の通信装置は、前記第１位置において測定された第１スループット、前記第２位置において測定された第２スループット、及び前記第３位置において測定された第３スループットを示すスループット情報を取得するスループット取得部をさらに備え、前記推定部は、前記スループット情報に基づいて、前記第３位置に前記中継機を設置した場合の前記第２位置におけるスループットを前記通信品質レベルとして推定してもよい。

前記推定部は、前記中継機が電波を送受信可能な周波数帯に基づいて、前記通信品質レベルを推定してもよい。また、前記推定部は、前記中継機が有するアンテナの数に基づいて、前記通信品質レベルを推定してもよい。

前記電波強度取得部は、前記親機から受信する電波以外の干渉電波の強度をさらに取得し、前記推定部は、前記電波強度取得部が取得した前記干渉電波の強度に基づいて、前記通信品質レベルを推定してもよい。前記推定部は、前記親機及び前記通信装置が電波を送受信可能な複数の周波数帯のそれぞれにおける前記干渉電波の強度に基づいて、前記通信品質レベルを推定してもよい。

また、前記電波強度取得部は、前記第１位置よりも親機から遠く、前記第２位置と異なる第４位置において前記親機から受信した電波の強度である第４電波強度をさらに取得し、前記推定部は、前記第１電波強度と、前記第２電波強度及び前記第４電波強度のうち小さい値の電波強度と、前記第３電波強度とに基づいて、前記通信品質レベルを推定してもよい。

本発明の第２の態様においては、電波を発信する親機と無線通信可能な通信装置であって、第１位置において前記親機と通信した際の第１スループット、前記第１位置よりも前記親機から遠い第２位置において前記親機と通信した際の第２スループット、及び前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機と通信した際の第３スループットを取得するスループット取得部と、前記第１スループット、前記第２スループット及び前記第３スループットに基づいて、前記第３位置に、前記親機から受信する電波を中継する中継機を設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定する推定部と、前記推定部が推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させる表示制御部と、を備える通信装置を提供する。

本発明の第３の態様においては、電波を発信する親機と、前記親機と無線通信可能な通信装置との間での通信品質を推定する方法であって、第１位置において前記親機から受信した電波の強度である第１電波強度を取得するステップと、前記第１位置よりも前記親機から遠い第２位置において前記親機から受信した電波の強度である第２電波強度を取得するステップと、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機から受信した電波の強度である第３電波強度を取得するステップと、前記第１電波強度、前記第２電波強度及び前記第３電波強度に基づいて、前記第３位置に、前記親機から受信する電波を中継する中継機を設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定するステップと、前記推定するステップにおいて推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させるステップと、を備える通信品質推定方法を提供する。

本発明の第４の態様においては、電波を発信する親機と、前記親機と無線通信可能な通信装置との間での通信品質を推定する方法であって、第１位置において前記親機と通信した際の第１スループットを取得するステップと、前記第１位置よりも前記親機から遠い第２位置において前記親機と通信した際の第２スループットを取得するステップと、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機と通信した際の第３スループットを取得するステップと、前記第１スループット、前記第２スループット及び前記第３スループットに基づいて、前記第３位置に、前記親機から受信する電波を中継する中継機を設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定するステップと、前記推定するステップにおいて推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させるステップと、を備える通信品質推定方法を提供する。

本発明の第５の態様においては、電波を発信する親機と、前記親機と無線通信可能な通信装置との間での通信品質を推定するための通信品質推定用プログラムであって、コンピュータに、第１位置において前記親機から受信した電波の強度である第１電波強度を取得するステップと、前記第１位置よりも前記親機から遠い第２位置において前記親機から受信した電波の強度である第２電波強度を取得するステップと、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機から受信した電波の強度である第３電波強度を取得するステップと、前記第１電波強度、前記第２電波強度及び前記第３電波強度に基づいて、前記第３位置に、前記親機から受信する電波を中継する中継機を設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定するステップと、前記推定するステップにおいて推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させるステップと、を実行させるための通信品質推定用プログラムを提供する。

本発明の第６の態様においては、電波を発信する親機と、前記親機と無線通信可能な通信装置との間での通信品質を推定するための通信品質推定用プログラムであって、コンピュータに、第１位置において前記親機と通信した際の第１スループットを取得するステップと、前記第１位置よりも前記親機から遠い第２位置において前記親機と通信した際の第２スループットを取得するステップと、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機と通信した際の第３スループットを取得するステップと、前記第１スループット、前記第２スループット及び前記第３スループットに基づいて、前記第３位置に、前記親機から受信する電波を中継する中継機を設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定するステップと、前記推定するステップにおいて推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させるステップと、を実行させるための通信品質推定用プログラムを提供する。

本発明によれば、中継機を設置する前に、中継機を設置する効果を確認できるという効果を奏する。

第１の実施形態に係る通信システムＳの構成を示す図である。 中継機３を設置する位置によりスループットが変化する状況を示す模式図である。 子機２の構成を示す図である。 アプリケーションの表示画面の例を示す図である。 電波強度取得部２４１が電波強度を取得する位置を示す図である。 親機１の特性、子機２の特性及び中継機３の特性の一例を示す図である。 推定部２４３が通信品質レベルを推定する方法の一例を示す図である。 通信品質レベルに関する情報の表示画面の一例を示す図である。 子機２が通信品質レベルを推定する動作のフローチャートである。 複数の位置で子機２が使用されることが想定されている状況を示す図である。 第３の実施形態に係る子機２の構成を示す図である。

＜第１の実施形態＞
［発明の概要の説明］
図１は、第１の実施形態に係る通信システムＳの構成を示す図である。通信システムＳは、親機１及び子機２により構成される。親機１は、電波を発信する機能を有しており、例えば無線ＬＡＮのアクセスポイントである。子機２は、親機１と無線により通信可能な通信装置であり、例えばスマートフォン又はタブレットである。図１においては、親機１が建物Ｈ１に設置されており、子機２を持ったユーザが、建物Ｈ１内を自由に移動できることが想定されている。

親機１と子機２との間の距離が大きい場合、子機２が親機１から受信する電波の強度が弱くなり、通信品質が低下する。例えば、子機２が親機１を介してインターネットにアクセスしてデータを送受信する場合、通信品質の低下に伴いエラー発生率が高くなることにより、通信スループットが低下する。

図１（ａ）は、子機２が親機１から比較的遠い位置で使用される状態を示す図である。この状態において、例えば子機２が親機１から受信する電波の強度が、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）＝−８０ｄＢｍであり、スループットが１０Ｍｂｐｓであるとする。本明細書におけるスループットは、子機２から親機１に対して所定量のデータを送信し、送信したデータ量を、送信したデータが親機１で折り返されて戻ってくるまでの時間（ＲＴＴ：Round Trip Time）で除算することにより算出される。なお、スループットは、子機２から親機１を介して外部のスループット測定用サーバに所定量のデータを送信することにより算出してもよい。

親機１から受信する電波の強度が−８０ｄＢｍと弱い状態における通信品質を改善するために、親機１と子機２との間に、中継機を設置することが考えられる。
図１（ｂ）は、親機１と子機２との間に中継機３を設置した状態を示す図である。中継機３は、親機１から受信した電波を増幅してから子機２に送信する。また、中継機３は、子機２から受信した電波を増幅してから親機１に送信する。本実施形態に係る通信システムＳは、このように中継機３を設置した場合に、子機２が親機１から受信する電波の強度がどのように改善され、スループットがどのように改善されるかを推定することができる。したがって、ユーザは、中継機３を設置する前に、中継機３を設置することによる効果が十分にあるかどうかを判断することが可能になる。また、ユーザは、中継機３をどこに設置すると効果的であるかどうかを判断することが可能になる。

図２は、中継機３を設置する位置によりスループットが変化する状況を示す模式図である。図２（ａ）は、中継機３が親機１と子機２との中間の位置に設置されている状態を示す図である。親機１と中継機３は、子機２よりもアンテナの数が多く、送信電力が大きく、受信感度が高いことを想定している。この場合、親機１と中継機３との距離が子機２と中継機３との距離と等しい場合、子機２と中継機３との間のスループット（例えば３０Ｍｂｐｓ）は、親機１と中継機３との間のスループット（例えば１００Ｍｂｐｓ）よりも小さくなる。その結果、子機２と中継機３との間のスループットがボトルネックになり、子機２と親機１との間のスループットは、子機２と中継機３との間のスループットである３０Ｍｂｐｓに等しくなる。

図２（ｂ）は、中継機３が親機１よりも子機２に近い位置に設置されている状態を示す図である。親機１及び中継機３の通信性能が子機２よりも高いことにより、親機１と中継機３との距離が子機２と中継機３との距離よりも長いにもかかわらず、親機１と中継機３との間のスループットが子機２と中継機３との間のスループットと等しくなっている。その結果、子機２と親機１との間のスループットが、図２（ａ）の状態におけるスループットよりも高くなっている。中継機３を子機２にさらに近づけると、親機１と中継機３との間のスループットが低下することにより、親機１と中継機３との間のスループットがボトルネックになって、子機２と親機１との間のスループットが図２（ｂ）の状態におけるスループットよりも低下する。

本実施形態においては、中継機３を設置する前に、子機２にインストールされたアプリケーションソフトウェアの動作により、図２（ｂ）に示すように、子機２と親機１との間のスループットが良好になる中継機３の設置位置を推定できるようになる。
なお、本明細書における「親機１に遠い位置」、「親機１に近い位置」は、必ずしも物理的な遠近に関連付けられておらず、親機１から受信する電波の強度の大小に関連付けられている。すなわち、「親機１に近い位置」において親機１から受信する電波の強度は、「親機１に遠い位置」において親機１から受信する電波の強度よりも大きい。
以下、子機２の構成及び動作の詳細を説明する。

［子機２の構成及び動作］
図３は、子機２の構成を示す図である。子機２は、通信部２１と、表示部２２と、記憶部２３と、制御部２４とを有する。

通信部２１は、親機１との間で無線によるデータの送受信を行うためのアンテナ、高周波モジュール、変調回路及び復調回路等を有する。通信部２１は、親機１から電波を受信し、受信した電波の強度に対応するＲＳＳＩを出力する。また、通信部２１は、制御部２４から入力されたデータを電波に乗せて親機１に送信し、電波に乗せて親機１から送信されたデータを制御部２４へと出力する。

表示部２２は、ディスプレイであり、制御部２４から入力された文字及び画像を表示する。表示部２２の上にはタッチパネルが設けられており、タッチパネルは、ユーザが表示部２２にタッチした位置の座標値を制御部２４に通知する。

記憶部２３は、ＲＯＭ及びＲＡＭを有する。記憶部２３は、制御部２４により実行される通信品質推定用プログラム等のアプリケーションプログラムを記憶している。また、記憶部２３は、制御部２４が処理に用いる各種情報を記憶している。記憶部２３は、例えば、子機２が親機１と通信をする際の通信品質レベルを推定するために必要な情報として、子機２が受信した電波の強度とスループットとの関係を示すテーブルを記憶している。

制御部２４は、例えばＣＰＵである。制御部２４は、記憶部２３に記憶されたプログラムを実行することにより、電波強度取得部２４１、特性取得部２４２、推定部２４３、及び表示制御部２４４として機能する。

電波強度取得部２４１は、子機２が親機１から受信した電波の強度を示す情報であるＲＳＳＩを取得する。図４は、電波強度取得部２４１が電波強度を取得する動作を開始するためにユーザにより用いられるアプリケーションの表示画面の例を示す図である。図５は、電波強度取得部２４１が電波強度を取得する位置を示す図である。

図４（ａ）は、電波強度取得部２４１が、親機１の近傍の第１位置（図５における位置Ｐ１）において親機１から受信した電波の強度である第１電波強度を取得する際に、表示部２２に表示される画面である。子機２を持ったユーザが、親機１の近傍に移動して「測定開始」ボタンをタッチすると、電波強度取得部２４１は、通信部２１が出力するＲＳＳＩ値を第１電波強度として取得し、取得したＲＳＳＩ値を第１電波強度として記憶部２３に記憶させる。電波強度取得部２４１は、所定時間内に複数のＲＳＳＩ値を取得し、取得した複数のＲＳＳＩ値の平均値や中央値を第１電波強度として記憶部２３に記憶させてもよい。

図４（ｂ）は、電波強度取得部２４１が、第１位置よりも親機１から遠い、ユーザが子機２を使用する予定の第２位置（図５における位置Ｐ２）において親機１から受信した電波の強度である第２電波強度を取得する際に、表示部２２に表示される画面である。子機２を持ったユーザが、子機２を使用する予定の第２位置に移動して「測定開始」ボタンをタッチすると、電波強度取得部２４１は、通信部２１が出力するＲＳＳＩ値を第２電波強度として取得し、取得したＲＳＳＩ値を第２電波強度として記憶部２３に記憶させる。電波強度取得部２４１は、所定時間内に複数のＲＳＳＩ値を取得し、取得した複数のＲＳＳＩ値の平均値や中央値を第２電波強度として記憶部２３に記憶させてもよい。

図４（ｃ）は、電波強度取得部２４１が、第１位置と第２位置との間の第３位置（図５における位置Ｐ３）において親機から受信した電波の強度である第３電波強度を取得する際に、表示部２２に表示される画面である。子機２を持ったユーザが、中継機３を設置する予定の位置の付近の第３位置に移動して「測定開始」ボタンをタッチすると、電波強度取得部２４１は、通信部２１が出力するＲＳＳＩ値を第３電波強度として取得し、取得したＲＳＳＩ値を第３電波強度として記憶部２３に記憶させる。電波強度取得部２４１は、所定時間内に複数のＲＳＳＩ値を取得し、取得した複数のＲＳＳＩ値の平均値を第３電波強度として記憶部２３に記憶させてもよい。ユーザが、「測定終了」ボタンをタッチすると、電波強度取得部２４１は、電波強度を取得する動作を終了する。

なお、電波強度取得部２４１は、親機１から受信した電波の強度を取得するだけでなく、親機１以外の装置から受信した干渉電波の強度を取得してもよい。また、上記の説明においては、電波強度取得部２４１が、通信部２１から出力されるＲＳＳＩを電波強度として取得するものとしたが、電波強度取得部２４１は、親機１との間で通信した際のビット誤り率、スループット、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）等の他の情報を、電波強度を示す情報として取得してもよい。

特性取得部２４２は、親機１の特性、子機２の特性及び中継機３の特性の少なくともいずれかを取得する。特性取得部２４２は、取得した特性を示す情報を推定部２４３へと出力する。

図６は、親機１の特性、子機２の特性及び中継機３の特性の一例を示す図である。図６（ａ）は親機１の特性を示し、図６（ｂ）は子機２の特性を示し、図６（ｃ）は中継機３の特性を示している。

図６に示すように、親機１の特性、子機２の特性及び中継機３の特性は、それぞれが対応している無線通信の規格、それぞれが通信可能な周波数、それぞれが有するアンテナの本数等である。図６の「対応規格」の欄における「１１ｇ」はＩＥＥＥ８０２．１１ｇに対応していることを示しており、「１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ」はＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに対応していることを示している。また、図６の「対応周波数」の欄における「２．４Ｇ」は、２．４ＧＨｚ帯の周波数で通信可能であることを示しており、「２．４Ｇ／５Ｇ」は、２．４ＧＨｚ帯の周波数及び５ＧＨｚ帯の周波数で通信可能であることを示している。

特性取得部２４２は、例えば親機１の特性を要求するメッセージを親機１に送信することにより、親機１の特性を取得する。特性取得部２４２は、予め記憶部２３に記憶された子機２の特性を示す情報を読み出すことにより、子機２の特性を取得する。また、特性取得部２４２は、ユーザにより入力された中継機３の型名を外部のサーバに送信することにより、外部のサーバに記憶された中継機３の特性を取得する。

なお、特性取得部２４２が、親機１の特性、子機２の特性、中継機３の特性をどこから取得するかは任意であり、例えば、予め記憶部２３に記憶された中継機３の特性を取得してもよい。また、特性取得部２４２は、親機１の特性、子機２の特性、中継機３の特性をユーザに入力させる画面を表示部２２に表示させ、ユーザにより入力された特性を取得してもよい。

推定部２４３は、電波強度取得部２４１から取得した第１電波強度、第２電波強度及び第３電波強度に基づいて、第３位置に中継機３を設置した場合の、第２位置における通信品質レベルを推定する。第２位置における通信品質レベルとは、図５における位置Ｐ２に子機２を設置した状態において子機２が親機１と通信をする場合のスループットの大きさに対応しており、例えばスループットの値、ビット誤り率、受信電波強度等のいずれかを用いて示される。例えば、通信品質レベルとしてスループットの値が用いられる場合、推定部２４３は、第１電波強度、第２電波強度及び第３電波強度に基づいて、子機２と親機１との間でのスループットを推定する。また、推定部２４３は、例えば、親機１と中継機３との間のスループットの推定値、及び中継機３と子機２との間のスループットの推定値の比に基づいて、中継機３を設置する予定の位置が適切であるか否かを推定する。

図７は、推定部２４３が通信品質レベルを推定する方法の一例を示す図である。図７（ａ）は、第１位置（Ｐ１）で測定された第１電波強度が−２０ｄＢｍ、第２位置（Ｐ２）で測定された第２電波強度が−８０ｄＢｍ、第３位置（Ｐ３）において測定された第３電波強度が−６０ｄＢｍであったことを示している。第１電波強度と第３電波強度との差は４０ｄＢであり、第３電波強度と第２電波強度との差は２０ｄＢであることがわかる。

図７（ｂ）は、推定部２４３が、第３位置に中継機３を設置した場合に想定される、第２位置における第２電波強度を推定した値を示している。図７（ｂ）においては、中継機３として、図６（ｃ）に示した中継機Ａが用いられることを想定している。推定部２４３は、中継機３が、第３位置に設置された場合、中継機３が親機１から受信した電波を増幅することにより、第３位置における第３電波強度が、第１位置における第１電波強度と同じ値になると推定する。そして、推定部２４３は、第２位置における第２電波強度は、第３電波強度よりも２０ｄＢ低い−４０ｄＢｍであると推定する。

推定部２４３は、第１電波強度、第２電波強度及び第３電波強度に基づいて、第３位置に中継機３を設置した場合の、第２位置におけるスループットを通信品質レベルとして推定してもよい。具体的には、推定部２４３は、第１電波強度、第２電波強度及び第３電波強度に基づいて、第３位置に中継機３を設置した場合の第２位置における第２電波強度を推定すると、記憶部２３に記憶された電波強度とスループットとの関係を示す情報を参照し、推定した第２電波強度に対応するスループットの推定値を特定する。

図７に示す例の場合、電波強度−４０ｄＢｍがスループット３００Ｍｂｐｓに対応し、電波強度−６０ｄＢｍがスループット１００Ｍｂｐｓに対応し、電波強度−８０ｄＢｍがスループット３０Ｍｂｐｓに対応するものとしている。このような場合、推定部２４３は、第３位置に中継機３が設置された場合の親機１と中継機３との間のスループットを１００Ｍｂｐｓ、中継機３と子機２との間のスループットを３００Ｍｂｐｓと推定する。この場合、中継機３と親機１との間のスループット１００Ｍｂｐｓがボトルネックになり、推定部２４３は、親機１と子機２との間のスループットを１００Ｍｂｐｓであると推定する。

推定部２４３は、各種の情報にさらに基づいて通信品質レベルを推定することにより、推定する通信品質レベルの精度を向上させることができる。

（アンテナの数に基づいて推定）
推定部２４３は、例えば、親機１の特性、子機２の特性及び中継機３の特性の少なくともいずれかにさらに基づいて、通信品質レベルを推定する。具体的には、推定部２４３は、親機１、子機２及び中継機３の少なくともいずれかが有するアンテナの数に基づいて、スループットの推定値を補正する。例えば、中継機３のアンテナの本数が多い場合、親機１と中継機３との間のスループットが大きくなると考えられるので、スループットの推定値を大きくする。

図７（ｃ）は、中継機３として図６（ｃ）に示したアンテナを３本有する中継機Ｂが用いられる場合のスループットの推定値を示している。中継機３がアンテナを３本有する中継機Ｂの受信感度は、アンテナを１本有する中継機Ａの受信感度よりも高いので、測定された第３電波強度が−２０ｄＢｍである場合であっても、図７（ｂ）に示したスループット１００Ｍｂｐｓよりも高い３００Ｍｂｐｓが得られることを示している。その結果、ボトルネックであった親機１と中継機３との間のスループットが改善するので、推定部２４３は、親機１と子機２との間のスループットが３００Ｍｂｐｓであると推定する。

（通信可能な周波数帯に基づいて推定）
推定部２４３は、中継機３が電波を送受信可能な周波数帯に基づいて、通信品質レベルを推定してもよい。中継機３が電波を送受信可能な周波数帯が、例えば２．４ＧＨｚ帯のみである場合、親機１と中継機３との間の通信、及び中継機３と子機２との間の通信には、共に２．４ＧＨｚが使用される。この場合、中継機３は、親機１との通信及び子機２との通信を時分割で行う必要があるので、スループットが半減することになる。

これに対して、中継機３が、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯の複数の周波数帯で電波を送受信可能である場合、２．４ＧＨｚ帯を用いて親機１と中継機３との間の通信を行い、５ＧＨｚ帯を用いて中継機３と子機２との間の通信を行うことができる。そこで、推定部２４３は、中継機３が複数の周波数帯で電波を送受信可能な場合のスループットの推定値を、中継機３が単一の周波数帯でしか電波を送受信できない場合のスループットの推定値よりも大きくする。

推定部２４３は、親機１が使用可能な周波数帯、子機２が使用可能な周波数帯、及び中継機３が使用可能な周波数帯の組み合わせに基づいて、通信品質レベルの推定値を補正してもよい。例えば、推定部２４３は、中継機３が複数の周波数帯で電波を送受信可能であり、かつ、親機１が、中継機３が電波を送受信可能な周波数帯以外の周波数帯で、電波を送受信可能である場合に、それ以外の場合に比べて、スループットの推定値を大きくする。

（外部からの干渉の大きさに基づいて推定）
推定部２４３は、通信部２１が親機１以外の装置から受信した干渉電波の強度を電波強度取得部２４１から取得し、干渉電波の強度に基づいて通信品質レベルを推定してもよい。具体的には、推定部２４３は、親機１及び子機２が電波を送受信可能な周波数帯における干渉電波の強度に基づいて、通信品質レベルを推定する。例えば、推定部２４３は、親機１及び子機２が２．４ＧＨｚ帯での送受信が可能である場合、親機１が電波を送信していない間に受信する２．４ＧＨｚ帯の電波の強度を干渉電波の強度であると推定する。推定部２４３は、推定した干渉電波の強度に基づいて、通信品質レベルの推定値を補正する。具体的には、推定部２４３は、推定した干渉電波の強度が大きい場合に、推定した干渉電波の強度が小さい場合よりもスループットの推定値を小さくする。

推定部２４３は、親機１及び子機２が複数の周波数帯での送受信が可能である場合、複数の周波数帯のそれぞれにおける干渉電波の強度に基づいて、通信品質レベルを推定してもよい。具体的には、推定部２４３は、親機１及び子機２が２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯において送受信可能である場合、２．４ＧＨｚ帯における干渉電波の強度、及び５ＧＨｚ帯における干渉電波の強度のうち、干渉電波の強度が小さい方の周波数帯の強度に基づいて通信品質レベルを推定する。推定部２４３は、通信品質レベルの推定に用いた周波数帯を特定する情報を表示制御部２４４に通知して表示部２２に表示させることにより、推定に用いた周波数帯をユーザに通知してもよい。

続いて、推定部２４３が推定した通信品質レベルに関する情報をユーザに通知するための構成について説明する。表示制御部２４４は、推定部２４３が推定した通信品質レベルに関する情報を表示部２２に表示させる。通信品質レベルに関する情報とは、第１電波強度、第２電波強度、第３電波強度等の電波強度を示す情報、第１位置、第２位置、第３位置において子機２が親機１と通信する際のスループットを示す情報、及び第３位置が適切であるか否かを示す情報等の情報である。

図８は、表示制御部２４４が表示部２２に表示させる通信品質レベルに関する情報の表示画面の一例を示す図である。表示制御部２４４は、推定部２４３が第２位置における通信品質レベル及び第３位置における通信品質レベルを推定すると、推定した結果に基づいて、中継機３を設置することで通信品質レベルがどの程度改善するかを表示部２２に表示させる。また、表示制御部２４４は、第３電波強度を取得した第３位置が適切であるか否かを示す情報を表示する。

図８においては、最上部に、「３０Ｍｂｐｓから１００Ｍｂｐｓに改善」と表示されており、中継機３を設置する効果があることが示されている。また、第３電波強度を取得した第３位置が親機に近過ぎることを示す「親機に近過ぎ」という領域、第３位置が適切な位置であることを示す「適切」という領域、及び第３位置が親機から遠過ぎることを示す「親機から遠過ぎ」という領域を有する画面が表示されている。左側の三角のマーカーの位置により、第３位置が親機に近過ぎるのか、適切なのか、親機から遠過ぎるのかが示される。

表示制御部２４４は、親機１と中継機３との間のスループット及び中継機３と子機２との間のスループットの大小関係に基づいて、親機に近過ぎるか、適切であるか、親機から遠過ぎるかを判定する。具体的には、表示制御部２４４は、親機１と中継機３との間のスループットが中継機３と子機２との間のスループットよりも小さい場合、親機１と中継機３との間のスループットがボトルネックになっていると考えられるので、第３位置が親機から遠過ぎると判定する。表示制御部２４４は、親機１と中継機３との間のスループットと中継機３と子機２との間のスループットとの差が所定の閾値よりも小さい場合、第３位置が適切であると判定する。表示制御部２４４は、中継機３と子機２との間のスループットが親機１と中継機３との間のスループットよりも小さい場合、中継機３と子機２との間のスループットがボトルネックになっていると考えられるので、第３位置が親機に近過ぎると判定する。

図８（ａ）は、第３位置が親機に近過ぎる場合を示している。表示制御部２４４は、親機１と中継機３との間のスループットが、中継機３と子機２との間のスループットよりも、所定値以上大きい場合に、第３位置が親機に近過ぎると判定して、図８（ａ）のように表示部２２に表示させる。

図８（ｂ）は、第３位置が適切である場合を示している。表示制御部２４４は、親機１と中継機３との間のスループットと、中継機３と子機２との間のスループットとの差が所定値以下である場合に、第３位置が適切であると判定して、図８（ｂ）のように表示部２２に表示させる。中継機３の位置が適切であるので、図８（ａ）に表示されているスループット（１００Ｍｂｐｓ）よりも大きな値のスループット（３００Ｍｂｐｓ）が表示されている。なお、表示制御部２４４は、第２位置におけるスループットの推定値が所定値以上であることを条件として、第３位置が適切である旨を表示部２２に表示させてもよい。

また、表示制御部２４４は、親機１と中継機３との間のスループットと、中継機３と子機２との間のスループットとの差が所定値以下であるにもかかわらず、第２位置におけるスループットの推定値が所定値未満である場合、中継機３を用いても十分な効果を得られないことを示す警告情報を表示部２２に表示させてもよい。

図８に示す画面には、「再測定」というボタンが表示されており、ユーザが「再測定」ボタンにタッチすることにより、電波強度取得部２４１は、第３電波強度を再度取得し、推定部２４３は、通信品質レベルを再度推定する。ユーザは、第３位置を移動し、複数の第３位置において通信品質レベルの推定を子機２に行わせて、それぞれの第３位置が適切であるか否かを確認することができる。ユーザは、このような測定を繰り返すことにより、中継機３の設置位置として最適な位置を見つけることができる。ユーザが「終了」ボタンにタッチすると、測定が終了する。

なお、表示制御部２４４は、より詳細な各種情報を表示部２２に表示させてもよい。例えば、まず、特性取得部２４２が、親機１、子機２及び中継機３の対応周波数（２．４ＧＨｚ／５ＧＨｚ）を収集する。推定部２４３が、それぞれの周波数における通信品質を示す品質情報、及びそれぞれの機種の特性を示す機種特性情報に基づいて、親機１と中継機３との間で使用する周波数、及び中継機３と子機２との間で使用する周波数の複数の組み合わせに対してスループットを推定する。表示制御部２４４は、推定部２４３が推定したスループットが大きい順番に、周波数の組み合わせ、及びスループットの推定値を表示部２２に表示させる。

また、子機２は、記憶部２３に電波強度の測定データを記憶しておき、ユーザが、選択する中継機３を変更すると、推定部２４３がスループットの推定値を再計算し、表示制御部２４４は、再計算したスループットの推定値を表示部２２に表示させてもよい。

［子機２の動作フローチャート］
図９は、子機２が通信品質レベルを推定する動作のフローチャートである。
ユーザが、通信品質レベルを推定するためのアプリケーションを起動すると、子機２は、ユーザが使用する予定の中継機３の型名を入力する画面を表示する。子機２は、中継機３の型名を取得すると、外部のサーバに問い合わせることにより、中継機３の特性を取得する（Ｓ１０１）。

次に、子機２は、図４（ａ）に示した画面を表示し、親機１の付近の第１位置における第１電波強度を取得する（Ｓ１０２）。続いて、子機２は、図４（ｂ）に示した画面を表示し、子機２を使用する予定の第２位置における第２電波強度を取得する（Ｓ１０３）。

続いて、子機２は、図４（ｃ）に示した画面を表示し、親機１と子機２の間における中継機３を設置する位置の付近の第３位置における第３電波強度を取得する（Ｓ１０４）。子機２は、第１電波強度、第２電波強度及び第３電波強度を取得すると、ステップＳ１０１で取得した中継機３の特性も考慮して、第２位置における通信品質レベルを推定する（Ｓ１０５）。そして、子機２は、推定した通信品質レベルに基づく情報を表示部２２に表示する（Ｓ１０６）。

子機２は、ユーザから再測定の操作を受け付けた場合（Ｓ１０７においてＹＥＳの場合）、ステップＳ１０４に戻って、第３位置での第３電波強度を再度取得し、ステップＳ１０４からＳ１０６までを行う。子機２は、Ｓ１０７においてＮＯの場合、ユーザが終了の操作を行うかどうかを監視し、終了の操作が行われるまで、再測定の操作が行われるかどうかを監視する（Ｓ１０８）。子機２は、終了の操作を受け付けると、通信品質レベルを推定する動作を終了する。

［第１の実施形態における効果］
以上説明したように、第１の実施形態に係る子機２は、親機１の近傍の第１位置における第１電波強度、子機２を使用する予定の第２位置における第２電波強度、及び第１位置と第２位置との間の第３位置における第３電波強度に基づいて、中継機３を第３位置に設置した場合の第２位置における通信品質レベルを推定する。そして、子機２は、推定した結果に基づく情報を表示する。このようにすることで、ユーザは、中継機３を設置する前に、中継機３を設置するのに適した位置を把握することができるとともに、中継機３を設置する効果があるかどうかを把握することができる。その結果、効果がないにもかかわらず中継機３を購入してしまうことを防止できるとともに、中継機３の設置に適した位置を把握することが可能になる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態においては、ユーザが第２位置において子機２を使用することが想定されていたのに対して、第２の実施形態においては、ユーザが複数の位置において子機２を使用することが想定されている点で第１の実施形態と異なる。

図１０は、建物Ｈ２において、複数の位置（第２位置Ｐ２、第４位置Ｐ４）で子機２が使用されることが想定されている状況を示す図である。この場合、電波強度取得部２４１は、第１位置よりも親機１から遠く、第２位置と異なる第４位置において親機から受信した電波の強度である第４電波強度をさらに取得する。そして、推定部２４３は、第１電波強度と、第２電波強度及び第４電波強度のうち小さい値の電波強度と、第３電波強度とに基づいて、通信品質レベルを推定する。

具体的には、電波強度取得部２４１は、第１電波強度を取得した後に第２電波強度を取得して、取得した第２電波強度を記憶部２３に記憶させる。また、電波強度取得部２４１は、第２電波強度を取得した後に第４電波強度を取得して、取得した第４電波強度を記憶部２３に記憶させる。続いて、電波強度取得部２４１は、第３電波強度を取得する。

推定部２４３は、第２電波強度と第４電波強度を比較し、小さい方の電波強度を特定する。推定部２４３は、特定した電波強度と、第１電波強度と、第３電波強度とに基づいて、特定した電波強度に対応する位置における通信品質レベルを推定し、表示制御部２４４が、推定された通信品質レベルに基づく情報を表示部２２に表示させる。

推定部２４３は、第２電波強度及び第４電波強度の両方に対応する通信品質レベルを推定してもよい。具体的には、推定部２４３は、第１電波強度と、第２電波強度と、第３電波強度とに基づいて、第２位置における通信品質レベルを推定し、推定した結果を記憶部２３に記憶させる。続いて、推定部２４３は、第１電波強度と、第４電波強度と、第３電波強度とに基づいて、第４位置における通信品質レベルを推定し、推定した結果を制御部２４に記憶させる。

表示制御部２４４は、第２位置における通信品質レベルの推定値、及び第４位置における通信品質レベルの推定値に基づいて、第３位置が中継機３の設置位置として適切であるか否かを示す情報を表示部２２に表示させる。表示制御部２４４は、第２位置で子機２が使用される場合、及び第４位置で子機２が使用される場合のそれぞれに対して、第３位置が適切であるか否かを示す情報を表示部２２に表示させてもよい。例えば、表示制御部２４４は、第２位置で子機２が使用される場合に第３位置が親機に近過ぎ、第４位置で子機２が使用される場合に第３位置が親機から遠過ぎるという情報を表示部２２に表示させる。

表示制御部２４４は、第２位置における通信品質レベルの推定値、及び第４位置における通信品質レベルの推定値、並びに第３位置における通信品質レベルの推定値に基づいて、第３位置が適切であるか否かを示す情報を表示してもよい。具体的には、表示制御部２４４は、第１電波強度と、第２電波強度と、第３電波強度とに基づいて、第２位置で子機２が使用される場合に、第３位置が適切であると判定し、かつ、第１電波強度と、第４電波強度と、第３電波強度とに基づいて、第４位置で子機２が使用される場合に、第３位置が適切であると判定した場合に、第３位置が適切であると判定する。表示制御部２４４は、第２位置及び第４位置のいずれかで子機２が使用される場合に第３位置が適切ではない場合、親機に近過ぎるか親機に遠過ぎるかを表示する。

［第２の実施形態における効果］
以上説明したように、第２の実施形態に係る子機２は、子機２を使用する予定の複数の位置で取得された電波強度に基づいて、中継機３を設置する第３位置が適切か否かを表示する。このようにすることで、ユーザは、第２位置で子機２を使用する場合に、中継機３の設置位置が適切であるか否か、及び第４位置で子機２を使用する場合に、中継機３の設置位置が適切であるか否かを把握することができる。したがって、ユーザが複数の位置で子機２を使用する場合に、ユーザは、中継機３を設置することで、どの場所での通信品質の向上に効果があるかを把握できる。また、ユーザが、全ての位置で良好な通信品質を得られる位置に中継機３を設置することが可能になる。なお、上記の説明においては、第２位置及び第４位置に子機を設置する予定であるとしたが、子機を設置する予定の位置の数は３箇所以上であってもよい。

＜第３の実施形態＞
第１の実施形態に係る子機２は、第１位置、第２位置及び第３位置において取得した電波強度に基づいて通信品質レベルを推定した。これに対して、第３の実施形態に係る子機２は、第１位置、第２位置及び第３位置において親機１との間でデータの送受信を行うことで取得したスループットに基づいて通信品質レベルを推定する点で、第１の実施形態に係る子機２と異なる。

図１１は、第３の実施形態に係る子機２の構成を示す図である。図１１に示す子機２は、スループット取得部２４５をさらに有する点で、第１の実施形態に係る子機２と異なり、他の点で同じである。

スループット取得部２４５は、第１位置において測定された第１スループット、第２位置において測定された第２スループット、及び第３位置において測定された第３スループットを示すスループット情報を順次取得する。具体的には、スループット取得部２４５は、それぞれの位置において、ユーザによるスループットを測定するための操作を受け付けると、通信部２１を介して、親機１に所定のデータを送信するとともに、親機１から送信されるデータを受信する。スループット取得部２４５は、所定時間内に送受信することができたデータ量に基づいて、単位時間当たりのデータ送受信量に対応するスループットを取得する。スループット取得部２４５は、取得したスループットを推定部２４３に通知する。

推定部２４３は、第１スループット、第２スループット、及び第３スループットに基づいて、中継機３が第３位置に設置された状態で子機２が第２位置で使用される場合の通信品質レベルを推定する。第１の実施形態と同様に、推定部２４３は、親機１の特性、子機２の特性及び中継機３の特性等の各種情報に基づいて、推定結果を補正してもよい。

推定部２４３は、推定した結果を表示制御部２４４に通知する。表示制御部２４４は、第１の実施形態と同様に、図８に示したような通信品質レベルに基づく情報を表示部２２に表示させる。

［第３の実施形態における効果］
以上説明したように、第３の実施形態に係る子機２は、第１位置において測定された第１スループット、第２位置において測定された第２スループット、及び第３位置において測定された第３スループットを示すスループット情報に基づいて、中継機３が第３位置に設置された状態で子機２が第２位置で使用される場合の通信品質レベルを推定する。本実施形態のようにスループットに基づいて通信品質レベルを推定することにより、推定精度が向上する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。特に、装置の分散・統合の具体的な実施形態は以上に図示するものに限られず、その全部又は一部について、種々の付加等に応じて、又は、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

例えば、上記の実施形態においては、電波強度取得部２４１が、第１電波強度、第２電波強度、第３電波強度を、この順序で取得する場合について説明したが、これらの取得順序は任意である。電波強度取得部２４１は、第１電波強度、第２電波強度、第３電波強度を任意の順序で取得し、取得した電波強度を記憶部２３に記憶させてもよい。

１・・・親機
２・・・子機
３・・・中継機
２１・・・通信部
２２・・・表示部
２３・・・記憶部
２４・・・制御部
２４１・・・電波強度取得部
２４２・・・特性取得部
２４３・・・推定部
２４４・・・表示制御部
２４５・・・スループット取得部
Ｓ・・・通信システム

Claims (10)

1. 電波を発信する親機と無線通信可能な通信装置であって、
   第１位置において前記親機から受信した電波の強度である第１電波強度、前記第１位置よりも親機から遠い第２位置において前記親機から受信した電波の強度である第２電波強度、及び前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機から受信した電波の強度である第３電波強度を取得する電波強度取得部と、
   前記親機から受信する電波を増幅して中継する中継機を前記第３位置に設置した場合の前記第３電波強度が前記第１電波強度と同じ値の推定第３電波強度になると推定し、前記第２電波強度と前記第３電波強度との差に基づいて、前記中継機を前記第３位置に設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定する推定部と、
   前記推定部が推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させる表示制御部と、
   を備える通信装置。
2. 前記中継機の特性、前記親機の特性及び前記通信装置の特性の少なくともいずれかを取得する特性取得部をさらに備え、
   前記推定部は、前記中継機の特性、前記親機の特性及び前記通信装置の特性の少なくともいずれかにさらに基づいて、前記通信品質レベルを推定する、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記推定部は、前記第１電波強度、前記第２電波強度及び前記第３電波強度と、電波強度とスループットとの関係を示す情報とに基づいて、前記第３位置に前記中継機を設置した場合の前記第２位置におけるスループットを前記通信品質レベルとして推定する、
   請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記推定部は、前記中継機が電波を送受信可能な周波数帯に基づいて、前記通信品質レベルを推定する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記推定部は、前記中継機が有するアンテナの数に基づいて、前記通信品質レベルを推定する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記電波強度取得部は、前記親機から受信する電波以外の干渉電波の強度をさらに取得し、
   前記推定部は、前記電波強度取得部が取得した前記干渉電波の強度に基づいて、前記通信品質レベルを推定する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記推定部は、前記親機及び前記通信装置が電波を送受信可能な複数の周波数帯のそれぞれにおける前記干渉電波の強度に基づいて、前記通信品質レベルを推定する、
   請求項６に記載の通信装置。
8. 前記電波強度取得部は、前記第１位置よりも親機から遠く、前記第２位置と異なる第４位置において前記親機から受信した電波の強度である第４電波強度をさらに取得し、
   前記推定部は、前記第１電波強度と、前記第２電波強度及び前記第４電波強度のうち小さい値の電波強度と、前記第３電波強度とに基づいて、前記通信品質レベルを推定する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 電波を発信する親機と、前記親機と無線通信可能な通信装置との間での通信品質を推定する方法であって、
   第１位置において前記親機から受信した電波の強度である第１電波強度を取得するステップと、
   前記第１位置よりも親機から遠い第２位置において前記親機から受信した電波の強度である第２電波強度を取得するステップと、
   前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機から受信した電波の強度である第３電波強度を取得するステップと、
   前記親機から受信する電波を増幅して中継する中継機を前記第３位置に設置した場合の前記第３電波強度が前記第１電波強度と同じ値の推定第３電波強度になると推定し、前記第２電波強度と前記第３電波強度との差に基づいて、前記中継機を前記第３位置に設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定するステップと、
   前記推定するステップにおいて推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させるステップと、
   を備える通信品質推定方法。
10. 電波を発信する親機と、前記親機と無線通信可能な通信装置との間での通信品質を推定するための通信品質推定用プログラムであって、
    コンピュータに、
    第１位置において前記親機から受信した電波の強度である第１電波強度を取得するステップと、
    前記第１位置よりも前記親機から遠い第２位置において前記親機から受信した電波の強度である第２電波強度を取得するステップと、
    前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置において前記親機から受信した電波の強度である第３電波強度を取得するステップと、
    前記親機から受信する電波を増幅して中継する中継機を前記第３位置に設置した場合の前記第３電波強度が前記第１電波強度と同じ値の推定第３電波強度になると推定し、前記第２電波強度と前記第３電波強度との差に基づいて、前記中継機を前記第３位置に設置した場合の前記第２位置における通信品質レベルを推定するステップと、
    前記推定するステップにおいて推定した前記通信品質レベルに基づく情報を表示部に表示させるステップと、
    を実行させるための通信品質推定用プログラム。

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