WO2012172670A1 - 電波伝搬環境計測装置、無線ネットワーク構築システムおよび電波伝搬環計測方法 - Google Patents

電波伝搬環境計測装置、無線ネットワーク構築システムおよび電波伝搬環計測方法 Download PDF

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WO2012172670A1
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electromagnetic wave
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structure information
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佐藤 義人
山田 勉
遠藤 浩通
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株式会社日立製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a radio wave propagation environment measurement device, a radio network construction system, and a radio wave propagation ring measurement method that support design of a radio wave propagation environment in a radio network system.
  • wireless communication devices such as a wireless LAN (Local Area Network) has been reduced, Bluetooth, which is a short-range wireless communication standard mainly for digital devices, and ZigBee, which is a short-range wireless communication standard mainly for home appliances.
  • Bluetooth which is a short-range wireless communication standard mainly for digital devices
  • ZigBee which is a short-range wireless communication standard mainly for home appliances.
  • Multi-hop wireless networks are monitoring and control cables that are applied to industrial fields, for example, social infrastructure projects such as electric power and transportation, and monitoring and control networks for manufacturing industries such as FA (Factor Automation) and PA (Process Automation). It is expected to contribute to the reduction of Further, by making the wired cable wireless, it is possible to reduce the cable laying cost and the maintenance cost during the periodic inspection. Furthermore, by utilizing wireless technology, a business operator can respond more flexibly to changes in operation such as addition of devices and changes in the configuration of devices.
  • Patent Document 1 polygon data for radio wave propagation simulation is created using a laser scanner, an image sensor, or the like.
  • a method is disclosed in which three-dimensional point coordinate group data is acquired by a laser scanner installed on a moving body, and polygon model data in a space along the traveling direction of the moving body is created.
  • Patent Document 1 it is possible to obtain a three-dimensional shape, but it is not possible to obtain material characteristics.
  • the transmission characteristics in which electromagnetic waves propagate through the shape are also unknown. In plants, factories, buildings, and the like, propagation paths that pass through walls, floors, windows, and the like are also important transmission paths, so it is desirable that transmission characteristics are also obtained.
  • an object of the present invention is to easily obtain three-dimensional shape data and material property data necessary for estimating radio wave propagation between wireless stations in the construction of a wireless network system in order to construct a highly reliable wireless network.
  • An object of the present invention is to provide a radio wave propagation environment measurement device, a wireless network construction system, and a radio wave propagation ring measurement method that can be obtained.
  • an electromagnetic wave transmitting means for transmitting a wireless signal installed at a site where a wireless network system is to be constructed, an electromagnetic wave measuring means for receiving the wireless signal and obtaining an electromagnetic wave measurement value, and the site
  • the three-dimensional structure input means for inputting the three-dimensional structure information including the electrical characteristics of the structure constituting the three-dimensional shape information, and between the electromagnetic wave transmitting means and the electromagnetic wave measuring means using the three-dimensional structure information
  • the propagation state estimator that estimates the propagation state of the electromagnetic wave and obtains the estimated electromagnetic wave value, compares the electromagnetic wave measurement value expressed as the signal intensity at each time and the electromagnetic wave estimation value for each time, and the error value is more than the reference value.
  • An estimation error mapping unit that obtains a large time zone, and obtains a path until the radio signal from the electromagnetic wave transmission means is received by the electromagnetic wave measurement means during this time zone, and an electromagnetic wave
  • the three-dimensional structure information of the part located on the route is corrected to obtain the electromagnetic wave estimation value again, and the electromagnetic wave measurement value is compared with the obtained electromagnetic wave estimation value again to obtain a smaller error value of the three-dimensional structure information. It consists of a question generator that obtains correction information.
  • a display device for displaying information related to the three-dimensional structure information of the part located on the electromagnetic wave path on the layout diagram of the structure constituting the site where the wireless network system is scheduled to be constructed is provided.
  • the information related to the three-dimensional structure information displayed on the display device is content indicating that the value of the electrical characteristic of the structure at the relevant part is not appropriate.
  • the information related to the three-dimensional structure information displayed on the display device is the content indicating the correction of the value of the electrical characteristic of the structure at the relevant part.
  • a 3D structure information correction means for correcting the value of the 3D structure information is provided.
  • the 3D structure information correction means selects and inputs confirmed or unconfirmed as the attribute value of the material characteristic.
  • the wireless network system has a material property estimation unit that divides the target space of the site where the wireless network system is to be constructed into blocks and estimates the material properties of the three-dimensional shape for each block.
  • an electromagnetic wave transmitting means for transmitting a wireless signal installed at a site where a wireless network system is to be constructed, an electromagnetic wave measuring means for receiving the wireless signal and obtaining an electromagnetic wave measurement value, and the site
  • the three-dimensional structure input means for inputting the three-dimensional structure information including the electrical characteristics of the structure constituting the three-dimensional shape information, and between the electromagnetic wave transmitting means and the electromagnetic wave measuring means using the three-dimensional structure information
  • the propagation state estimator that estimates the propagation state of the electromagnetic wave and obtains the estimated electromagnetic wave value, compares the electromagnetic wave measurement value expressed as the signal intensity at each time and the electromagnetic wave estimation value for each time, and the error value is more than the reference value.
  • An estimation error mapping unit that obtains a large time zone, and obtains a path until the radio signal from the electromagnetic wave transmission means is received by the electromagnetic wave measurement means during this time zone, and an electromagnetic wave
  • the three-dimensional structure information of the part located on the route is corrected to obtain the electromagnetic wave estimation value again, and the electromagnetic wave measurement value is compared with the obtained electromagnetic wave estimation value again to obtain a smaller error value of the three-dimensional structure information.
  • a display device for displaying information related to the three-dimensional structure information of the part located on the electromagnetic wave path on the layout diagram of the structure constituting the site where the wireless network system is scheduled to be constructed and the question generating unit for obtaining the correction information
  • three-dimensional structure information correcting means for correcting the value of the three-dimensional structure information.
  • a wireless communication device that is arranged at various locations on a site where a wireless network system is to be constructed is transmitted and received, a wireless control device that communicates with the wireless communication device, and a wireless control device.
  • electromagnetic wave measurement values for receiving radio signals transmitted from each wireless communication device and obtaining antenna positions and directions in each wireless communication device, and electrical characteristics and three-dimensional shape information of structures constituting the site
  • a three-dimensional structure input means for inputting three-dimensional structure information, and a propagation state estimation for estimating an electromagnetic wave propagation state between the electromagnetic wave transmitting means and the electromagnetic wave measuring means using the three-dimensional structure information to obtain an electromagnetic wave estimation value
  • the electromagnetic wave measurement value and the electromagnetic wave estimation value expressed as signal strength at each time are compared for each time, and a time zone in which the error value is larger than the reference value is obtained.
  • An estimation error mapping unit for obtaining a path until the radio signal from the electromagnetic wave transmitting means is received by the electromagnetic wave measuring means as an electromagnetic wave path, and correcting an electromagnetic wave estimated value by correcting the three-dimensional structure information of a part located on the electromagnetic wave path Is obtained again, the electromagnetic wave measurement value is compared with the obtained electromagnetic wave estimation value again, and based on the corrected three-dimensional structure information, the question generator that obtains the correction information of the three-dimensional structure information that becomes a smaller error value,
  • the propagation state estimation unit includes an antenna position instruction unit that performs propagation estimation by changing the antenna position, and presents an antenna position in a propagation state close to a desired propagation state from a plurality of propagation states.
  • a site where a radio network system is to be constructed is equipped with a radio signal transmission / reception facility, an electromagnetic wave measurement value of a radio signal between them is obtained, and the electrical characteristics of structures constituting the site Estimate the propagation state of the electromagnetic wave of the wireless signal between the wireless signal transmission and reception equipment using the three-dimensional structure information including the three-dimensional shape information, obtain the electromagnetic wave estimation value, and the electromagnetic wave measurement value expressed as the signal strength at each time And the estimated electromagnetic wave value for each time, find the time zone whose error value is larger than the reference value, find the route between the radio signal transmitting and receiving equipment received in this time zone as the electromagnetic wave route, and is located on the electromagnetic wave route Correct the 3D structure information of the part to obtain the estimated electromagnetic wave value again, compare the measured electromagnetic wave value with the obtained electromagnetic wave estimated value again, and correct the 3D structure information that has a smaller error value Get the broadcast.
  • the present invention it is possible to easily obtain three-dimensional shape data and material characteristic data necessary for radio wave propagation estimation between radio stations in the construction of a radio network system.
  • FIG. The figure which shows the example of the correction
  • FIG. 1 The figure showing an example of the processing flow of the question production
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a radio wave propagation environment measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the radio wave propagation environment measuring apparatus 100 includes an electromagnetic wave transmission unit 102 provided with a transmission antenna 101a, an electromagnetic wave measurement unit 103 provided with a reception antenna 101b, a three-dimensional structure information input unit 104, a propagation state estimation unit 105, an estimation error mapping unit 106, It is comprised by the question production
  • one input 501 given to the estimation error mapping unit 106 is actually measured data (measured value) from the electromagnetic wave measuring unit 103, and the other input 502 is estimated data (estimated value) from the propagation state estimating unit 105. ).
  • estimated data estimated value from the propagation state estimating unit 105.
  • more accurate radio wave propagation environment data is obtained based on the error between the measured value 501 and the estimated value 502.
  • the electromagnetic wave transmission means 102 includes a transmission antenna 101a and an electromagnetic wave transmission source (not shown) of a radio frequency signal to be measured.
  • the electromagnetic wave measurement unit 103 includes an antenna 101b that receives a signal transmitted from the electromagnetic wave transmission unit 102, and a reception processing unit that processes the received signal and outputs delay profile information (not shown).
  • electromagnetic wave transmitting means 102 and electromagnetic wave measuring means 103 are installed at a wireless transmission / reception scheduled site at a site of FIG. 4, for example, where a wireless network is to be constructed, and are used for measuring the radio wave propagation environment during this period.
  • the electromagnetic wave transmitting means 102 and the electromagnetic wave measuring means 103 are ultra wideband wireless UWB (Ultra Wide Band), orthogonal frequency division multiplexing OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), code division multiple access CDMA (Code Division Multiple Access) using Code Division Multiple Access. It is possible to obtain a delay profile by using a machine. Alternatively, a measuring device such as a network analyzer can be used as the electromagnetic wave transmitting unit 102 and the electromagnetic wave measuring unit 103. Although details of the delay profile will be described later with reference to FIG. 5, this delay profile is a measurement value 501 as one input given to the estimation error mapping unit 106.
  • the three-dimensional structure information input unit 104 includes the electrical characteristics (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) of the peripheral structure to be measured, three-dimensional structure information including three-dimensional shape information, and the antennas 101a and 101b.
  • the input of position / direction and directivity is accepted and held in a storage unit (storage medium such as a memory or hard disk) not shown.
  • the three-dimensional structure information can have a plurality of entries, and can represent structures such as walls, floors, ceilings, windows, partitions, devices, fixtures, and the like.
  • Each entry represents the three-dimensional shape of the object by data such as one or more triangles or plane coordinate values.
  • the 3D structure information input means 104 may be manually input by a worker from a keyboard or the like, or may be connected to other devices to automatically obtain such information.
  • a CAD drawing may be used as three-dimensional structure information by connecting to CAD (Computer Aided Design). It can also be used as an input device for spatial information by connecting to a laser range scanner, a three-dimensional recognition camera, or the like.
  • FIG. 4 shows an example of a typical three-dimensional structure.
  • the three-dimensional structure is a structure on a specific floor such as a building, and a wireless network is to be constructed on this specific floor.
  • This building is composed of a wall surface W, a floor F, a ceiling, a window, a pillar P, and the like.
  • structures such as devices M and fixtures installed in a room partitioned by these.
  • the three-dimensional structure of a specific floor on which a wireless network is to be constructed is described by its pre-defined three-dimensional coordinate system (X, Y, Z).
  • the lower left corner is the base point of the three-dimensional coordinate system (X, Y, Z)
  • the positions of structures such as wall surfaces W, floor F, ceiling, windows, pillars P, equipment M installed in the room, and fixtures are defined in advance. Has been.
  • FIG. 14 is an example of the three-dimensional structure information 401 expressed in coordinates, and is stored as information on the type, name, three-dimensional coordinate system (X, Y, Z), and shape of the structure.
  • the three-dimensional structure information is expressed in such a manner that the coordinate positions of two diagonal points are specified.
  • the lower wall W1 in FIG. 4 has a length of 16 (m) and a thickness of 0.5 with the coordinates of the start point being (0, 0, 0) and the end point being (16, 0.5, 3).
  • M A cubic structure with a height of 3 (m).
  • the base point column P1 has a length of 1 (m), a thickness of 1 (m), and a height of 3 with the coordinates of the start point being (0, 0, 0) and the end point being (1, 1, 3). It is a cubic structure of (m).
  • the column P2 adjacent to the column P1 has a start point coordinate (3, 0, 0), an end point (4, 1, 3), a length 1 (m), a thickness 1 (m), a height This is a cubic structure of 3 m.
  • FIG. 14 shows an example of three-dimensional structure information, but electrical characteristics (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) are stored for each of these peripheral structures. That is, when the peripheral structure is the wall W1, the electrical properties (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) of the material are stored. This is similarly stored when the other peripheral structures are pillars.
  • the 1 uses the three-dimensional structure information 401 input by the three-dimensional structure information input means 104 to estimate the radio wave propagation state between the transmitting antenna 101a and the receiving antenna 101b.
  • an electromagnetic field analysis method such as a ray tracing method, a FDTD method (Finite Difference Time Domain method), a moment method (Moment method), or the like can be used.
  • the propagation state estimation unit 105 divides the three-dimensional structure information 401 into divided pieces 601 having a predetermined size.
  • 6 shows an example in which the three-dimensional structure information of FIG. 14 representing the three-dimensional structure of the specific floor of FIG.
  • an example is shown in which the three-dimensional shape of each object of the three-dimensional structure information is divided into the sizes of divided pieces.
  • the segment is defined as a cube including the height direction
  • the structure (specific floor) taken up here has a uniform height of 3 (m). Unless otherwise required, the following description will be made using a two-dimensional area of X and Y.
  • the divided piece has a size in which, for example, the X direction is 1 (m) units and the Y direction is 0.5 (m) units. Accordingly, the wall W1 having a length of 16 (m) and a thickness of 0.5 (m) on the lower side in FIG. 4 can be expressed as 16 divided pieces in the X direction from the base point position. Further, the pillar P1 of the base point portion can be expressed as two divided pieces in the Y direction from the base point position. All other structures are divided into pieces in the same way. The information of the divided pieces is stored together with the position information of the structure. As such a division method, a voxel division method, a space division method such as an octree division, a kD-tree division, or the like can be used.
  • the information on the individual divided pieces is the electrical characteristics (dielectric constant, permeability, conductivity, etc.) of the peripheral structure inputted by the three-dimensional structure information input means 104.
  • the electrical characteristics (dielectric constant, permeability, conductivity, etc.) of the wall material are also stored.
  • FIG. 7 shows an example of estimating the propagation state in the propagation state estimation unit 105 (FIG. 1).
  • the three-dimensional structure information 401 expressed by the segment 601 is input to the propagation state estimation unit 105 together with the electrical characteristics (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) of the surrounding structure.
  • the propagation when the transmitting antenna 101a and the receiving antenna 101b are installed at the positions shown in FIG. 7 is estimated.
  • the transmitting antenna 101a is transmitted in all directions (no directivity in the transmission direction), and electromagnetic waves are reflected, diffracted, and transmitted by a structure such as a wall, and are transmitted through electromagnetic wave paths 702a to 702f (shown by broken lines). It is assumed that the reception antenna 101b is reached.
  • the number of electromagnetic wave paths is limited.
  • Reflection, diffraction, reflection loss when transmitting, diffraction loss, transmission loss use the electrical characteristics (dielectric constant, permeability, conductivity, etc.) of the segment at each reflection position, diffraction position, transmission position Calculated by
  • the receiving antenna 101b is receiving signals from the direction facing the transmitting antenna 101a.
  • the received waves include those received directly and those received via the reflection path, and the arrival time differs depending on the length of the electromagnetic wave path.
  • the length of the electromagnetic wave path can be converted into the flight time between the transmitting and receiving antennas based on the speed of the electromagnetic wave, and the strength or attenuation of the electromagnetic wave at each arrival time can be estimated.
  • the estimated value 502 of the radio wave propagation state between the transmission antenna 101a and the reception antenna 101b estimated by the propagation state estimation unit 105 is expressed as a time-series received signal strength signal.
  • the estimation error mapping unit 106 thus obtains the delay profile (measured value 501) from the electromagnetic wave measuring means 103 and obtains the estimated value 502 of the radio wave propagation state from the propagation state estimation unit 105. Both are time-series reception intensity signals representing the state of radio wave propagation between the transmission antenna 101a and the reception antenna 101b.
  • FIG. 5 shows an example of a measured value 501 that is an example of a measured value of the delay profile measured by the electromagnetic wave measuring unit 103 of FIG. 1 and an estimated value of the delay profile estimated by the propagation state estimating unit 105 of FIG. An estimated value 502 is shown.
  • the delay profile indicates the intensity or attenuation of the electromagnetic wave sampled at every measurement time interval ⁇ t with respect to the arrival time t of the electromagnetic wave.
  • the measured value 501 was measured as three major peaks over time.
  • the received signals from the electromagnetic wave paths 702a to 702f (indicated by broken lines) reach the direct reception 702a with the greatest intensity (small attenuation) in the shortest arrival time. This indicates that the electromagnetic wave paths 702e and 702d accompanied by reflection arrive at a lower intensity later than 702a. The double reflection 702b is further delayed and the intensity is small.
  • FIG. 3 shows a processing flow in the estimation error mapping unit 105 of FIG.
  • the estimation error mapping unit 105 is connected to the electromagnetic wave measurement unit 103 and the propagation state estimation unit 105, and inputs the measured value and the estimated value of the delay profile.
  • the first step S300 of this process flow indicates the start of the process.
  • step S301 the measured value 501 measured by the electromagnetic wave measuring means 103 is acquired.
  • This acquisition process may be directly connected to the electromagnetic wave measuring means 103 and obtained at the same time as the measurement, or may be obtained only after the measurement.
  • data is acquired by performing direct transmission / reception at a location where a transmitter and a receiver are planned to be installed on a specific floor in FIG. 4 where a wireless network is to be constructed.
  • Step S302 is a process of acquiring the estimated value 502 calculated by the propagation state estimating unit 105.
  • Step S303 is a process for calculating an estimation error.
  • the estimation error is calculated from the difference between the value at each time of the measured value 501 in FIG. 5 and the value at each time of the estimated value 502 in FIG. 5 obtained by the propagation state estimation unit 105.
  • a value 503 is calculated.
  • the estimation error value 503 an absolute value of a difference, a root mean square, or the like can be used.
  • FIG. 5 shows an example of the estimated error value 503 obtained in time series.
  • step S304 it is determined for each time whether or not the calculated estimated error value 503 is equal to or less than the estimated error threshold value 505 that is a predetermined value. If the estimated error threshold value is 505 or less, the process proceeds to step SS310 indicating the end of the process. If the estimated error threshold is 505 or more, the process proceeds to step S305.
  • step S305 a time region in which the estimated error value 503 is larger than a predetermined value is detected. This time region is extracted as a correction time region 504.
  • step S306 an electromagnetic wave path that reaches the time in the correction time region 504 is extracted.
  • 702d and 702e are extracted as electromagnetic wave paths in this period. Referring to FIG. 7, it can be seen that the electromagnetic waves in the electromagnetic wave paths 702d and 702e are reflected by the right and upper walls.
  • step S307 the segment 601 that contributes to the electromagnetic wave path extracted in step S306 is searched and extracted as a modified segment 801.
  • FIG. 8 shows an example of the corrected divided pieces that contribute to the electromagnetic wave paths 702d and 702e.
  • the corrected divided pieces 801a, 801b, 801c, 801d, and 801e contribute to the electromagnetic wave paths 702d and 702e belonging to the correction time region 504.
  • “contribute” means that the segment includes the reflection position, diffraction position, and transmission position of the electromagnetic wave path.
  • a corrected divided piece 801b including a reflection position, a corrected divided piece 801a including a diffraction position, and a corrected divided piece 801e including a transmission position are extracted. Further, with respect to the electromagnetic wave path 702e, a corrected divided piece 801d including a reflection position, a corrected divided piece 801c including a transmission position, and a corrected divided piece 801e are extracted.
  • the corrected divided piece 801e is extracted as contributing to both the electromagnetic wave paths 702d and 702e.
  • Step S310 indicates the end of the process.
  • the question generation unit 107 uses the estimated error value 503, the electromagnetic wave path 702, and the corrected divided piece 801 in the correction time region 504 of FIG. Generate questions to modify the electrical properties (dielectric constant, magnetic permeability, electrical conductivity, etc.).
  • FIG. 9 shows a processing flow in the question generation unit 107.
  • the first step S900 of this process flow indicates the start of the process.
  • Step S901 indicates a process of setting 0 as an initial value in order to count the number of repetitions when the processes from Steps S903 to 909 are repeated.
  • Step S902 is a process of setting the current estimated error value as an initial value in order to obtain an estimated error M that becomes the smallest when the estimated error of FIG.
  • step S903 it is determined whether or not the number of repetitions is equal to or less than a predetermined upper limit value. If the upper limit value is exceeded, the process proceeds to step S910. If the number of repetitions is less than or equal to the predetermined upper limit value, the process moves to step S904.
  • the number of repetitions is increased by one.
  • Step S905 performs a process of changing parameters relating to the electromagnetic wave path 702 and the corrected divided piece 801 belonging to the correction time region 504 (FIG. 5).
  • the parameter to be changed is, for example, the arrival time in the case of the electromagnetic wave path 702, and the electrical characteristics (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) in the modified divided piece 801 in the case of the modified divided piece 801. It is.
  • a genetic algorithm, an optimal solution search algorithm such as an experimental design method or a simplex method can be used.
  • Step S906 recalculates the arrival time, reflection amount, diffraction amount, and transmission amount in the electromagnetic wave path 702 using the corrected parameters, and corrects the estimated value of the delay profile.
  • Step S907 obtains a new estimated error value by comparing the estimated value of the corrected delay profile with the measured value 501.
  • Step S908 determines whether or not the estimated error value obtained by the correction is smaller than the minimum estimated error. If not, the process returns to step S903. In this case, the processing from step S903 to step S908 is repeated again. However, since the estimation error was increased by the previously set parameter, the parameter change in step S905 is a new parameter that takes this point into account. Is done.
  • step S909 the minimum estimated error value M set in step S902 is changed to a corrected estimated error value.
  • the parameters can be improved more appropriately than the initial settings, but the processing from step S903 to step S908 is repeated again for further improvement.
  • the parameter change in step S905 is a new parameter in consideration of this point.
  • step S903 The processing from step S903 to step S908 is continued until the number of repetitions set in step S901 is completed, and the parameter at the time of the latest estimated error value (and hence the minimum value) that has been sequentially updated is determined as the final value. Obtainable.
  • the parameter obtained here is the arrival time in the case of the electromagnetic wave path, and in the case of the modified divided piece, the electrical characteristics (dielectric constant, permeability, conductivity, etc.) in the modified divided piece.
  • Step S910 indicates a process of generating a question regarding each modified segment. That is, the question is generated by comparing the parameter set before the iterative process with the parameter set that obtains the minimum estimation error M in the iterative process. This content is shown in FIG. Step S911 indicates an end process.
  • FIG. 10 is a flow showing the details of the process (Step S910) in question generation.
  • Step S1000 indicates the start of processing.
  • Step S1001 indicates that Step S1002 is repeatedly performed for each corrected divided piece.
  • Step S1002 shows a process of initializing the error amount in all the corrected divided pieces 801.
  • a shape error amount, a reflection error amount, a diffraction error amount, and a transmission error amount are defined as error amounts.
  • the shape is related to the delay time of the electromagnetic wave path, and the reflection, diffraction, and transmission are determined by the electrical characteristics (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) of the divided pieces.
  • the reflection error amount means a difference between the reflection amount determined by the parameter set before the repeated processing and the reflection amount determined by the parameter set for obtaining the estimation error M after the repeated processing.
  • Other error amounts have the same concept.
  • an appropriate value may be set for the error amount initialization.
  • Step S1010 shows a process of repeatedly performing steps S1011 to 1015 for each modified electromagnetic wave path 702.
  • the corrected electromagnetic wave path 702 is an electromagnetic wave path to be corrected, and is an electromagnetic wave path determined by a parameter set for obtaining an estimation error M after repeated processing.
  • Step S1011 shows a process of repeatedly performing steps S1012 to 1015 for the corrected divided pieces contributing to the corrected electromagnetic wave path 702.
  • step S1012 a process of increasing the difference between the delay time before correction and the delay time after correction in the corrected electromagnetic wave path 702 as the shape error amount to the initial value of the shape error amount in the corrected divided piece is shown.
  • the difference amount is separately counted according to the sign in order to distinguish positive and negative values.
  • Steps S1013 to 1015 show processing for increasing the difference before and after correction corresponding to the type of contribution to the corrected electromagnetic wave path to the initial value in the corrected divided piece as an error amount.
  • the difference in the amount of reflection, diffraction, and transmission due to the change in the electrical characteristics (dielectric constant, magnetic permeability, conductivity, etc.) before and after the parameter set modification is reflected error. It is obtained as an amount, a diffraction error amount, and a transmission error amount.
  • step S1010 confirms the completion of the execution of a series of lower processing flows, a new error amount set (a shape error amount, a reflection error amount, a diffraction error) in all of the corrected electromagnetic wave paths involved in the correction electromagnetic wave path is confirmed. Amount, transmission error amount) were prepared.
  • Step S1020 indicates a process of repeatedly performing Step S1021 for each corrected divided piece.
  • Step S1021 shows a process of generating a question based on the shape error amount, the reflection error amount, the diffraction error amount, and the transmission error amount in the corrected divided piece.
  • a question is made as to whether or not the correction is possible for the error amount larger than the reference.
  • a question for requesting correction of shape information in the divided piece is generated.
  • the reflection error amount, the diffraction error amount, and the transmission error amount are larger than the prescribed values, a question for generating a correction of the material property in the divided piece is generated.
  • the method of generating a question may be changed depending on the sign of each error amount. For example, if it is determined that the return loss is underestimated, a question is generated asking for correction to a material characteristic having a return loss greater than the set value before correction.
  • FIG. 11 shows a display example of the estimated error display unit 108.
  • the screen 1080 of the estimated error display unit 108 displays the three-dimensional structure information 401 in divided pieces.
  • the corrected divided piece 801 is displayed separately from the other divided pieces in the display.
  • five portions 801a to 801e are extracted from the corrected divided pieces, and the state of the divided pieces is added and displayed for each corrected divided piece.
  • the state may be displayed in any format, but here it is displayed as result information that the error amount is larger (smaller) than the reference.
  • Information related to the three-dimensional structure information of the part located on the electromagnetic wave path is displayed on the layout drawing of the structure that constitutes the site where the wireless network system is scheduled to be constructed.
  • Information related to the three-dimensional structure information includes contents indicating that the value of the electrical characteristics of the structure of the part is not appropriate, and contents indicating the correction of the value of the electrical characteristics of the structure of the part. .
  • 1101 to 1105 are examples showing the state of the error amount as the state display for the modified divided pieces 801a to 801e, respectively.
  • the type of the largest error amount and the direction of the error are shown.
  • the status display units 1101 and 1102 for the modified divided pieces 801a and 801b indicate that the delay error amount is the largest among various error considerations. Therefore, it is indicated that the three-dimensional shape information in the vicinity of the divided pieces 801a and 801b needs to be corrected.
  • the state display unit 1103 for the modified divided piece 801c is an example showing that the transmission error amount is set to be too small, that is, the transmission attenuation amount is set to be set to be too small. Therefore, the three-dimensional structure information included in the divided piece 801c indicates that the transmission attenuation amount needs to be corrected in a larger direction.
  • the state display unit 1104 for the corrected divided piece 801d indicates that the reflection error amount is too small, that is, the reflection attenuation amount is set to be too small. Therefore, it is indicated that the return loss amount in the divided piece 801d needs to be corrected in the direction of increasing.
  • the state display unit 1105 for the corrected divided piece 801e indicates that the transmission error amount is evaluated excessively, that is, the transmission attenuation amount is set to be excessive compared to the measured value. Accordingly, it is indicated that the setting needs to be corrected so that the transmission attenuation amount is reduced in the three-dimensional structure information included in the divided piece 801e.
  • the estimated error display unit 108 When displaying the estimated error display unit 108 on the screen, it is possible to display it to the user more easily by changing the color displayed according to the type and size of each error amount in the display of each divided piece. Further, it is possible to select the corrected divided piece 801 from the displayed corrected divided pieces 801 by an input unit that receives an interactive input from the user.
  • FIG. 11 shows the state of each modified divided piece, but the display example in FIG. 12 shows an example in which the question generated by the question generating unit 107 is displayed for each selected modified divided piece.
  • the question display unit 1203 for the modified divided piece 801d inquires whether or not to change the return loss of this part to a smaller electrical characteristic.
  • the question display unit 1204 for the modified divided piece 801e inquires whether or not to change the transmission attenuation amount of this part to a smaller electrical characteristic.
  • the user may be able to select “confirmed” or “unconfirmed” for each question when there is no need to correct the segment.
  • the question generation unit 107 calculates the error amount of the divided piece as the error amount of the other divided pieces when calculating the error amount again.
  • the question generation unit 107 tries to calculate a wider range of parameters with respect to the error amount of the divided piece when calculating the error amount again. By repeating the above processing until the estimation error becomes a predetermined value or less, the three-dimensional structure information corrected by the measured value is obtained.
  • the user can clearly recognize the corrected portion, By correcting the three-dimensional structure information based on the above, more accurate three-dimensional structure information can be constructed with a simple operation.
  • FIG. 11 shows a question inquiry in a format that displays only the magnitude of the error amount
  • FIG. 12 directly asks whether the correction is possible.
  • the radio wave environment measuring apparatus 100 only displays the measurement result, and the determination of correction is left to the determination of the operator who is the user, and information is presented so that the operator does not make a mistake and support is provided. Is taking the form.
  • the reason for this is that the information about the structure of the site where the wireless network system is being constructed is often not fully understood, so the question format is used and the final decision of the operator is requested. . Therefore, when information such as the structure of the site where the wireless network system is to be constructed is sufficiently obtained, the parameter set finally obtained can be used as new radio wave propagation environment data. Also good.
  • new radio wave propagation environment data can be obtained without seeking the operator's judgment.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
  • the first embodiment focuses on measuring the radio wave propagation environment and correcting information such as site structures.
  • the second embodiment provides a wireless network construction system capable of teaching a more appropriate installation position when the antenna setting position is not good in the communication environment.
  • the radio wave propagation environment measuring apparatus 100 in FIG. 2 has an electromagnetic wave transmitting means 102 composed of a plurality of radio communication apparatuses 201 and a radio control apparatus 202 with respect to the radio wave propagation environment measuring apparatus 100 shown in FIG. And the location of the arrangement instruction unit 203 is different.
  • the wireless communication devices 201-1 to 201-3 are arranged at various locations on the site where the wireless network system is to be constructed, and the wireless communication devices communicate with each other. In the figure, three wireless communication devices are shown, but two devices or four or more devices may be used.
  • the wireless control device 202 can communicate with the wireless communication device 201 and control the operation of the wireless communication device 201. Further, the radio control device 202 operates in synchronization with the electromagnetic wave measurement unit, so that the electromagnetic wave measurement unit 103 can measure a radio signal transmitted by each radio communication device 201.
  • the three-dimensional structure information input means 104 obtains the positions and directions of the antennas 101-1 to 101-3 in each wireless communication apparatus as the input.
  • the modified three-dimensional structure information can be obtained by performing the processing shown in the first embodiment on each wireless communication apparatus 201.
  • the arrangement instruction unit 203 has a function of correcting the arrangement of the antennas 101-1 to 101-3 of each wireless communication apparatus 201. That is, by using the corrected three-dimensional structure information, the propagation state estimation unit 105 estimates the propagation state between the wireless devices, thereby obtaining the positions of the antennas 101-1 to 101-3 with better communication state. .
  • the placement instruction unit 203 displays the new position of each antenna so as to be superimposed on the three-dimensional structure information.
  • the second embodiment of the present invention it is possible to change the antenna position of the wireless network to a place with a good communication state by a simpler operation.
  • the radio wave propagation environment measuring apparatus has a material property database.
  • the number of material properties registered in the material property database with respect to the direction of change of each property and the error amount is the number specified in advance from the higher correlation.
  • a list is displayed, and the user selects from the list.
  • the three-dimensional structure information can be corrected along the error amount and the correction direction with a simpler operation.
  • SYMBOLS 1 Radio wave environment measuring apparatus 101: Antenna, 102: Electromagnetic wave transmission means, 103: Electromagnetic wave measurement means, 104: Propagation state estimation part, 105: Three-dimensional structure information input means, 106: Estimation error mapping part, 107: Question generation part 108: Estimated error display unit 109: Three-dimensional structure information correction means

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Abstract

信頼性の高い無線ネットワークを構築するために、無線局間の電波伝搬推定に必要な3次元形状データならびに材料特性データを容易に得たい。 本発明では、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトに無線信号送受信設備を備えてこの間の無線信号の電磁波計測値を得、サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を用いて無線信号送受信設備の間の無線信号の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得、各時刻での信号強度として表された電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較してその誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に受信される無線信号送受信設備間の経路を電磁波経路として求め、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報を修正して電磁波推定値を再度求め、電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい前記誤差値となる3次元構造物情報の修正情報を得る。

Description

電波伝搬環境計測装置、無線ネットワーク構築システムおよび電波伝搬環計測方法
 本発明は、無線ネットワークシステムにおける電波伝搬環境の設計を支援する電波伝搬環境計測装置、無線ネットワーク構築システムおよび電波伝搬環計測方法に関する。
 所望の無線局間で通信を行う場合に、当該無線局間に中継局として複数の無線局を設置し、マルチホップにデータの授受を行うマルチホップ無線ネットワーク通信技術がある。
 特に近年では、無線LAN(Local Area Network)などの無線通信機器の低コスト化や、主にディジタル機器用の近距離無線通信規格であるBluetooth、主に家電向けの短距離無線通信規格であるZigBeeなどのセンサネット技術の標準化に伴い、産業分野における無線技術応用の期待が高まり、応用事例が増えつつある。
 マルチホップ無線ネットワークは、産業分野、例えば、電力・交通などの社会インフラ事業やFA(Factory Automation)・PA(Process Automation)などの製造業の監視・制御ネットワークへの適用による、監視・制御用ケーブルの削減に寄与するものと期待されている。また、有線ケーブルを無線化することにより、ケーブルの敷設コストや定期点検時のメンテナンスコストの低減を計ることができる。さらには、無線技術を活用することで、事業者は機器の追加や機器の構成の変更といった運用の変化に対して、より柔軟に対応することが可能となる。
 但し、産業分野において無線によるリアルタイム通信を適用する場合には、高い信頼性が要求され、無線ネットワークに障害が発生した場合でも迅速な対応が要求される。例えば、マルチホップ通信により、複数系統の経路を確保することで要求を満たすネットワークを構築する場合、片方経路に障害が起きた時点で、一経路の信頼性に落ちてしまう。このため、できるだけ経路構築時に他の影響をうけにくい、良好な経路を設計することが必要となる。また、設置時は良好な状態であっても、時間の経過の中で、状態が大きく変わってしまうことも考えられる。
 この対応としては、無線ネットワークを構築するサイト内において、無線局を設置可能な各所での電波の伝搬状態を測定し、その結果に基づいて無線局を配置設計していくことが望まれる。然しながら、広大な産業フィールドの隅々にわたって実測を行うことは困難である。そこで、上記のような網羅的な測定を行う代わりに、計算機上に仮想モデルを構築し、電波伝搬シミュレーションを実施することによりサイトの伝搬環境を推定することが必要であり、時間の経過によって状態が変わったときの変化要因を特定することが必要である。
 しかし電波伝搬シミュレーションを実施するためには、無線ネットワークを構築するサイトにおける構造物の3次元形状と、構造物の誘電率、透磁率、導電率などの材料特性情報が必要である。また環境に変化が起きた場合でもそれに応じた、3次元形状と材料特性情報を容易に変動要因を特定できることが必要となる。
 電波伝搬推定に、さまざまな場所での実験値に基づく統計モデルを用いる手法もあるが、上記のような高い信頼性が必要となる無線ネットワークシステムの構築には、サイト特有の伝搬環境を考慮したネットワーク設計を行うことが望ましい。
 これらの点に関し、特許文献1では、レーザースキャナ、画像センサ等を用いて電波伝搬シミュレーション用のポリゴンデータを作成する。その上で、移動体に設置したレーザースキャナにより三次元の点座標群データを取得し、移動体の進行方向に沿った空間におけるポリゴンモデルデータを作成する方法が開示されている。
特開2005-70840号公報
 上記特許文献1では、3次元形状を得ることが可能であるが、材料特性を得ることはできない。電波伝搬シミュレーションを実施するためには、得られたポリゴンモデルデータに対して、材料特性を別途設定する必要がある。また、ポリゴンモデルとして得られるのは、表面の形状のみであるため、電磁波が形状を突き抜けて伝搬する透過特性についても不明である。プラント、工場、ビルなどでは、壁や床、窓などを透過する伝搬経路についても重要な伝送経路となるため、透過特性についても得られることが望ましい。
 上記に鑑み、本発明の目的は、信頼性の高い無線ネットワークを構築するために、無線ネットワークシステムの構築における、無線局間の電波伝搬推定に必要な3次元形状データならびに材料特性データを容易に得ることができる電波伝搬環境計測装置、無線ネットワーク構築システムおよび電波伝搬環計測方法を提供することにある。
 上記目的達成のために本発明においては、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトに設置された無線信号を送信する電磁波送信手段および該無線信号を受信して電磁波計測値を得る電磁波計測手段と、サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を入力する3次元構造物入力手段と、3次元構造物情報を用いて電磁波送信手段と電磁波計測手段の間の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得る伝搬状態推定部と、各時刻での信号強度として表された電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較し、その誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に電磁波送信手段からの無線信号が電磁波計測手段に受信されるまでの経路を電磁波経路として求める推定誤差マッピング部と、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報を修正して電磁波推定値を再度求め、電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい誤差値となる3次元構造物情報の修正情報を得る質問生成部から構成される。
 また、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトを構成する構造物の配置図上に、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報に関連する情報を表示する表示装置を備える。
 また、表示装置に表示される3次元構造物情報に関連する情報とは、当該部位の構造物の電気的特性の値が適切でないことを示す内容とされる。
 また、表示装置に表示される3次元構造物情報に関連する情報とは、当該部位の構造物の電気的特性の値の修正を指摘する内容とされる。
 また、3次元構造物情報の値を修正するための3次元構造物情報修正手段を備える。
 また、3次元構造物情報修正手段は、材料特性の属性値として、確定もしくは未確定を選択して入力するこ。
 また、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトの対象空間をブロックに分割し、ブロック毎に3次元形状の材料特性を推定する材料特性推定部を有する。
 上記目的達成のために本発明においては、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトに設置された無線信号を送信する電磁波送信手段および該無線信号を受信して電磁波計測値を得る電磁波計測手段と、サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を入力する3次元構造物入力手段と、3次元構造物情報を用いて電磁波送信手段と電磁波計測手段の間の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得る伝搬状態推定部と、各時刻での信号強度として表された電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較し、その誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に電磁波送信手段からの無線信号が電磁波計測手段に受信されるまでの経路を電磁波経路として求める推定誤差マッピング部と、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報を修正して電磁波推定値を再度求め、電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい誤差値となる3次元構造物情報の修正情報を得る質問生成部と、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトを構成する構造物の配置図上に、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報に関連する情報を表示する表示装置と、3次元構造物情報の値を修正するための3次元構造物情報修正手段を備える。
 上記目的達成のために本発明においては、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトの各所に配置され無線信号を送受信する無線通信装置と、無線通信装置と通信を行う無線制御装置と、無線制御装置から各無線通信装置の送信する無線信号を受信して電磁波計測値と各無線通信装置におけるアンテナ位置、方向を得る電磁波計測手段と、サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を入力する3次元構造物入力手段と、3次元構造物情報を用いて電磁波送信手段と電磁波計測手段の間の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得る伝搬状態推定部と、各時刻での信号強度として表された電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較し、その誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に電磁波送信手段からの無線信号が電磁波計測手段に受信されるまでの経路を電磁波経路として求める推定誤差マッピング部と、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報を修正して電磁波推定値を再度求め、電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい誤差値となる3次元構造物情報の修正情報を得る質問生成部と、修正した3次元構造物情報に基づき、伝搬状態推定部においてアンテナ位置を変更して伝搬推定を行い、複数の伝搬状態の中から、所望の伝搬状態に近い伝搬状態となるアンテナ位置を提示するアンテナ位置指示手段を備える。
 上記目的達成のために本発明においては、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトに無線信号送受信設備を備えてこの間の無線信号の電磁波計測値を得、サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を用いて無線信号送受信設備の間の無線信号の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得、各時刻での信号強度として表された電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較してその誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に受信される無線信号送受信設備間の経路を電磁波経路として求め、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報を修正して電磁波推定値を再度求め、電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい誤差値となる3次元構造物情報の修正情報を得る。
 本発明によれば、無線ネットワークシステムの構築における、無線局間の電波伝搬推定に必要な3次元形状データならびに材料特性データを容易に得ることができる。
第一の実施形態における電波環境計測装置の構成例を表す図。 第二の実施形態における電波環境計測装置の構成例を表す図。 推定誤差マッピング部106の処理フローの例を示す図。 3次元構造物の一例を示す図。 遅延プロファイルの計測値および推定値ならびに推定誤差の例を示す図。 特定階の3次元構造を表す3次元構造情報を分割片に分割した例を示す図。 伝搬状態推定部105における伝搬状態の推定例を示す図。 電磁波経路702d、702eに寄与する修正分割片の例を示す図。 図1の質問生成部107の処理フローの一例を表す図。 図9の処理フローのうち、ステップS910の処理の詳細一例を表す図。 推定誤差表示部108による表示の一例。 推定誤差表示部108による表示の一例。 第二の実施形態における、無線通信装置配置の一例を示す図。 座標で表現された3次元構造情報401の一例を示す図。
 以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明する。
 図1は、本発明の第一の実施例に係る電波伝搬環境計測装置100の構成例を示した図である。電波伝搬環境計測装置100は、送信アンテナ101aを備えた電磁波送信手段102、受信アンテナ101bを備えた電磁波計測手段103、3次元構造情報入力手段104、伝搬状態推定部105、推定誤差マッピング部106、質問生成部107、推定誤差表示部108、3次元構造情報修正手段109により構成される。
 以下順を追って、図1の構成を詳細に説明するが、その前にこの電波伝搬環境計測装置100の概略機能を説明しておく。ここで、推定誤差マッピング部106に与えられる一方の入力501は、電磁波計測手段103からの実測のデータ(計測値)であり、他方の入力502は伝搬状態推定部105からの推定データ(推定値)である。本発明では、計測値501と推定値502の間の誤差をもとにして、より正確な電波伝搬環境データを得る。
 以下、図1の各手段について、計測値501を得る側の装置構成から順を追って詳細に説明する。
 電磁波送信手段102は、送信アンテナ101aと、計測する無線周波数の信号の(図示していない)電磁波送信源から構成されている。電磁波計測手段103は、電磁波送信手段102から送信された信号を受信するアンテナ101bと、受信した信号を処理し、遅延プロファイル情報を出力する(図示していない)受信処理部で構成される。
 これらの電磁波送信手段102と電磁波計測手段103は、無線ネットワークを構築する予定の例えば図4のサイトにおいて、無線送受信予定箇所に設置され、この間の電波伝搬環境を計測するために使用される。
 電磁波送信手段102および電磁波計測手段103は、超広帯域無線UWB(Ultra Wide Band)や直交周波数分割多重方式OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、符号分割多元接続CDMA(Code Division Multiple Access)を用いた無線送受信機を利用することにより、遅延プロファイルを得ることが可能である。もしくは、ネットワークアナライザなどの測定装置であれば、電磁波送信手段102および電磁波計測手段103として利用することが可能である。なお、遅延プロファイルの詳細については、図5を用いて後述するが、この遅延プロファイルが、推定誤差マッピング部106に与えられる一方の入力としての計測値501である。
 次に、図1の推定値502を得る側の装置構成について詳細に説明する。まず、3次元構造情報入力手段104は、計測する周辺構造物の電気的特性(誘電率、透磁率、導電率など)と、3次元形状情報を含む3次元構造情報と、アンテナ101aおよび101bの位置・方向と指向特性の入力、を受け付け、図示していない記憶部(メモリやハードディスクなどの記憶媒体)に保持する。
 このうち、3次元構造情報は、複数のエントリを持つことが可能であり、壁面、床、天井、窓、パーティションなどの建造物や、装置、什器等を表現可能である。各エントリには、ひとつ以上の三角形や平面の座標値等のデータにより、物体の3次元形状を表す。
 3次元構造情報入力手段104は、キーボードなどから作業員が手入力するものであっても良く、その他の装置に接続されてこれらの情報を自動的に得られるものであってもよい。例えばCAD(Computer Aided Design)に接続して、CAD図面を3次元構造情報として利用してもよい。また、レーザーレンジスキャナ、3次元認識カメラなどに接続して、空間情報の入力装置として利用することも可能である。
 図4に、典型的な3次元構造物の一例を示す。3次元構造物は例えばビルなどの特定階の構造であり、この特定階に無線ネットワークを構築しようとしている。この建物は、壁面W、床F、天井、窓、柱Pなどで構成され、さらにこの特定階にはこれらで仕切られた室内に設置される装置M、什器などの構造物も存在する。
 無線ネットワークを構築しようとしている特定階の3次元構造は、あらかじめ定義する3次元座標系(X,Y,Z)によって、その配置された位置などが記述される。例えば左下角を3次元座標系(X,Y,Z)の基点とし、壁面W、床F、天井、窓、柱P、室内に設置される装置M、什器などの構造物の位置が予め定義されている。
 図14は、座標で表現された3次元構造情報401の一例であり、構造物の種類、名称、3次元座標系(X,Y,Z)、形状の情報として記憶される。なお、ここでは壁、柱などの形状が立方体の構造物について、対角の2点の座標位置を特定する形で3次元構造情報が表現されている。例えば、図4下側の壁W1は、始点の座標が(0,0,0)にあり、終点を(16,0.5,3)とする長さ16(m)、厚さ0.5(m)、高さ3(m)の立方体構造である。また基点部分の柱P1は、始点の座標が(0,0,0)にあり、終点を(1,1,3)とする長さ1(m)、厚さ1(m)、高さ3(m)の立方体構造である。また柱P1に隣接する柱P2は、始点の座標が(3,0,0)にあり、終点を(4,1,3)とする長さ1(m)、厚さ1(m)、高さ3(m)の立方体構造である。
 なお、図14には3次元構造情報の例を示しているが、これらの周辺構造物ごとに、その電気的特性(誘電率、透磁率、導電率など)が記憶されている。つまり、周辺構造物が壁W1である場合に、その材料の電気的特性(誘電率、透磁率、導電率など)が記憶されている。これは、その他の周辺構造物が柱である場合にも同様に記憶されている。
 図1の伝搬状態推定部105は、3次元構造情報入力手段104により入力された3次元構造情報401を用いて、送信アンテナ101aと受信アンテナ101bの間の電波伝搬状態を推定する。推定には、レイトレーシング法(Raytracing method)や、FDTD法(Finite Differnece Time Domain method)、モーメント法(Moment method)などの電磁界解析手法が利用可能である。
 伝搬状態推定部105は、3次元構造情報401を所定の大きさの分割片601に分割する。図6は、図4の特定階の3次元構造を表す図14の3次元構造情報を分割片601に分割した例を示す。ここでは、3次元構造情報の各物体における3次元形状を、分割片の大きさに分割した例を示している。なお、分割片は高さ方向も含めた立方体として定義されるが、ここで取り上げた構造物(特定階)は高さが一律に3(m)であるので、説明を簡便にする意味もあり、以下の説明では必要がない限り、X,Yの2次元の領域で説明する。
 分割片は、例えばX方向を1(m)単位、Y方向を0.5(m)単位とする大きさである。これにより図4下側の、長さ16(m)、厚さ0.5(m)の壁W1は、基点位置からX方向に16個の分割片として表現することができる。また基点部分の柱P1は、基点位置からY方向に2個の分割片として表現することができる。その他の全ての構造物は同様の考えによって、分割片とされる。分割片の情報は、構造物の位置情報と共に記憶される。このような分割手法には、ボクセル分割手法や、オクツリー分割、kD-tree分割等の空間分割手法が利用可能である。
 また、各分割片601を記憶するに際しては、個別の分割片の情報が、3次元構造情報入力手段104により入力された周辺構造物の電気的特性(誘電率、透磁率、導電率など)と関連付けて記憶される。例えば構造物が壁であれば、壁材の電気的特性(誘電率、透磁率、導電率など)も合わせて記憶される。
 図7に、伝搬状態推定部105(図1)における伝搬状態の推定例を示す。まず、伝搬状態推定部105には、分割片601で表現された3次元構造情報401が、周辺構造物の電気的特性(誘電率、透磁率、導電率など)とともに入力されている。そのうえで、送信アンテナ101aと受信アンテナ101bを、図7図示の位置に設置したときの伝播を推定する。ここでは、送信アンテナ101aは四方に送信(送信方向に指向性が無い)され、かつ電磁波は壁などの構造物で反射、回折、透過などを受けて電磁波経路702a~702f(破線で示す)により受信アンテナ101bに到達したとする。ここでは、説明の単純化のために、電磁波経路の数は、限定して示している。
 なお、電磁波経路は、アンテナ間を直接的に到来するものや、周囲の構造物で反射、回折したり、透過して減衰しつつ到来したりするものが存在する。反射、回折、透過する際の反射損失、回折損失、透過損失は、各反射位置、回折位置、透過位置における前記分割片における電気的特性(誘電率、透磁率、導電率など)を利用することによって計算される。
 これらの計算には、フレネルの反射係数、透過係数や、ナイフエッジ回折係数、GTD(Geometrical Theory of Diffraction)、UTD(Uniform Theory of Diffaraction)などの算出法が利用可能である。また、電磁波と電気的特性(反射、回折、透過など)の関係を記述した文献としては、細矢良雄他著の「電波伝搬ハンドブック」リアライズ社, 1999発行などがある。
 図7の構造物の配置と、このアンテナ設置位置の場合には、受信アンテナ101bは、ほぼ送信アンテナ101aに向き合う方向からの受信を受けていることがわかる。但し、受信波には直接受信したものと反射経路で受信したものとがあり、電磁波経路の長さにより到達時刻に差を生じる。この電磁波経路の長さは、電磁波の速度により送受信アンテナ間の飛来時間に換算することができ、各到来時刻における電磁波の強さあるいは減衰量を推定することが可能である。
 伝搬状態推定部105において推定された送信アンテナ101aと受信アンテナ101bの間の電波伝搬状態の推定値502は、時系列的な受信信号強度信号として表現されている。
 推定誤差マッピング部106は、このようにして電磁波計測手段103から遅延プロファイル(計測値501)を得、伝搬状態推定部105から電波伝搬状態の推定値502を得る。いずれも、送信アンテナ101aと受信アンテナ101bの間の電波伝搬状態を表す時系列的な受信強度の信号である。
 図5に、図1の電磁波計測手段103により計測された遅延プロファイルの測定値の一例である計測値501と、図1の伝搬状態推定部105により推定された遅延プロファイルの推定値の一例である推定値502を示す。なお、遅延プロファイルとは、電磁波の到来時刻tに対し、計測時間間隔Δt毎にサンプルされた、電磁波の強度もしくは、減衰量を示すものである。
 この説明事例では、計測値501は時間経過と共に大きく3つのピークとして計測された。これに対し、伝搬状態推定部105による推定値502では、電磁波経路702a~702f(破線で示す)からの受信信号は、直接受信の702aが最も短い到来時間で大きな強度(少ない減衰量)で届くことを示しており、以後反射を伴う電磁波経路702e、702dが、702aより遅れて小さい強度で届いていることを示している。2回反射の702bは、更に遅れ、強度も小さい。
 図3に、図1の推定誤差マッピング部105における処理フローを示す。図1に示すように、推定誤差マッピング部105は、電磁波計測手段103と、伝播状態推定部105に接続されて、遅延プロファイルの計測値と推定値を入力している。
 この処理フローの最初のステップS300は、処理の開始を示す。
 ステップS301では、電磁波計測手段103により計測された計測値501を取得する。この取得処理は、電磁波計測手段103に直接接続されて計測と同時に得ることも、また計測後にデータのみを得ることであってもよい。なお、この計測は無線ネットワークを構築しようとしている図4の特定階において、送信機と受信機を設置予定している箇所で直接送受信を行ってデータを取得する。
 ステップS302は、伝搬状態推定部105により算出した推定値502を取得する処理である。
 ステップS303は、推定誤差を算出する処理である。図1の推定誤差マッピング部105においては、図5の測定値501の各時刻における値と、伝搬状態推定部105により得られた図5の推定値502の各時刻における値との差分から推定誤差値503を算出する。推定誤差値503には、差分の絶対値や、二乗平均平方根等を利用することが可能である。図5に、時系列的に求めた推定誤差値503の一例を示す。
 ステップS304では、算出した推定誤差値503が、所定の値である推定誤差閾値505以下となっているか否かを、時刻ごとに判断する。推定誤差閾値505以下であれば、処理終了を示すステップSS310に移る。推定誤差閾値505以上であれば、ステップS305に移る。
 ステップS305では、推定誤差値503のうち、所定の値より大きくなる時間領域を検出する。この時間領域を、修正時間領域504として抽出する。
 ステップS306では、修正時間領域504の時刻に到達する電磁波経路を抽出する。図5の例では、702d、702eがこの期間の電磁波経路として抽出される。図7を参照すると、この電磁波経路702d、702eの電磁波は、右側と上側の壁で反射したものであることがわかる。
 ステップS307では、ステップS306で抽出した電磁波経路に寄与する分割片601を検索し、修正分割片801として抽出する。図8に、電磁波経路702d、702eに寄与する修正分割片の例を示す。この図では、修正分割片801a、801b、801c、801d、801eが、修正時間領域504に属する電磁波経路702d、702eに寄与する。ここで、「寄与する」とは、当該分割片が、電磁波経路の反射位置、回折位置、透過位置を含むことを意味する。
 図8の場合、電磁波経路702dについて、反射位置を含む修正分割片801b、回折位置を含む修正分割片801a、透過位置を含む修正分割片801eをそれぞれ抽出する。また、電磁波経路702eについて、反射位置を含む修正分割片801d、透過位置を含む修正分割片801c,修正分割片801eをそれぞれ抽出する。ここで、修正分割片801eは、電磁波経路702dおよび702eの両方に寄与するものとして抽出される。
 ステップS310は処理終了を示す。
 質問生成部107は、誤差マッピング部106により得られた図5の修正時間領域504における推定誤差値503、電磁波経路702、修正分割片801を用いて、既存の最初に設定された3次元構造情報の電気的特性(誘電率、透磁率、導電率等)を修正するための質問を生成する。
 つまり、図5において推定値502が計測値501と大きくかけ離れている時間領域504、従ってこの間の電磁波経路702d、702eでは、3次元構造情報の電気的特性(誘電率、透磁率、導電率等)が、実際の値とかけ離れていることに起因して推定誤差値503に大きな差を生じていると考えられる。このことから、この正しいと思われる値を推定し、かつこの修正を実行すべきかを確認する為の質問を生成する。
図9に質問生成部107における処理フローを示す。
 この処理フローの最初のステップS900は処理の開始を示す。
 ステップS901は、ステップS903から909までの処理を繰り返す際に、繰り返し回数をカウントするために初期値として0を設定する処理を示す。
 ステップS902では、繰り返し処理の中で、図5の推定誤差を修正した場合に最も小さくなる推定誤差Mを得るために、現在の推定誤差値を初期値としてセットする処理である。
 ステップS903は、繰り返し回数が、所定の上限値以下であるか否かを判定し、上限値を越えている場合は、ステップS910に移る。繰り返し回数が、所定の上限値以下である場合は、ステップS904に移る。
 所定の上限値以下である場合の最初のステップS904では、繰り返し回数を1増加させる。
 ステップS905は、修正時間領域504(図5)に属する電磁波経路702および修正分割片801に関するパラメータを変更する処理を行う。変更するパラメータは、たとえば、電磁波経路702の場合には、その到来時刻であり、修正分割片801の場合には、この修正分割片801における電気的特性(誘電率、透磁率、導電率等)である。これらの値を変更する量は、遺伝的アルゴリズムや、実験計画法、シンプレックス法などの最適解探索アルゴリズムが利用可能である。
 ステップS906は、修正したパラメータを用いて、電磁波経路702における到来時刻、反射量、回折量、透過量の再計算を行い、遅延プロファイルの推定値を修正する。
 ステップS907は、修正した遅延プロファイルの推定値と計測値501を比較することにより、新たに推定誤差値を求める。
 ステップS908は、修正して得られた推定誤差値が、最小推定誤差より小さいか否かを判断する。もし小さくなければ、ステップS903に戻る。この場合、ステップS903からステップS908の処理を再度繰り返すことになるが、前回設定したパラメータでは推定誤差を拡大する結果であったので、ステップS905のパラメータ変更ではこの点が考慮された新たなパラメータとされる。
 ステップS909では、ステップS902で設定した最小推定誤差値Mを修正した推定誤差値に変更する。今回の一連の処理では、パラメータを初期設定よりもいっそう適切なものに改善できたが、更なる改善のためにステップS903からステップS908の処理を再度繰り返す。この場合に、前回設定したパラメータは推定誤差を縮小する結果であったので、ステップS905のパラメータ変更ではこの点が考慮された新たなパラメータとされる。
 ステップS903からステップS908の処理は、ステップS901で設定した繰り返し回数が完了するまで継続され、この中で順次更新されていった最新の推定誤差値(従って最小値)のときのパラメータを最終値として得ることができる。
 ここで得られたパラメータは、電磁波経路の場合にはその到来時刻であり、修正分割片の場合には、この修正分割片における電気的特性(誘電率、透磁率、導電率等)である。
 ステップS910は、各修正分割片に関する質問を生成する処理を示す。すなわち、繰り返し処理を行う前のパラメータセットと、繰り返し処理の中で、最小の推定誤差Mを得るパラメータセットを比較することにより、質問を生成する。この内容は図10に示されている。なお、ステップS911は終了処理を示す。
 図10は、質問生成における処理(ステップS910)の詳細を示すフローである。
 ステップS1000は、処理の開始を示す。
 ステップS1001は、各修正分割片について、ステップS1002を繰り返し行うことをしめす。
 ステップS1002は、すべての修正分割片801における誤差量を初期化する処理を示す。ここでは、誤差量として、形状誤差量、反射誤差量、回折誤差量、透過誤差量を定義する。なお、形状は電磁波経路の遅延時間に関与し、反射、回折、透過は分割片における電気的特性(誘電率、透磁率、導電率等)で定まることが知られている。また誤差量として、例えば反射誤差量とは、繰り返し処理を行う前のパラメータセットで定まる反射量と、繰り返し処理後の推定誤差Mを得るパラメータセットで定まる反射量との差を意味している。他の誤差量も同じ概念である。更に誤差量の初期化とは適宜の値を設定すればよい。
 ステップS1010は、各修正電磁波経路702について、ステップS1011~1015を繰り返し行う処理を示す。ここで、修正電磁波経路702とは、修正しようとしている電磁波経路のことであり、繰り返し処理後の推定誤差Mを得るパラメータセットで定まる電磁波経路のことである。
 ステップS1011は、修正電磁波経路702に寄与する修正分割片について、ステップS1012~1015を繰り返し行う処理を示す。
 ステップS1012においては、修正電磁波経路702において、修正前の遅延時間と、修正後の遅延時間の差分を、形状誤差量として、当該修正分割片における形状誤差量の初期値に増加する処理を示す。差分量は、正負の値を区別するために、符号によって別々に集計する。
 ステップS1013から1015は、当該修正分割片における、当該修正電磁波経路への寄与の種別によって対応する修正前と修正後の差分をそれぞれ誤差量として、初期値に増加する処理を示す。これにより、パラメータセットの修正前後で電気的特性(誘電率、透磁率、導電率等)がそれぞれ相違した値に変更されたことに起因する、反射、回折、透過の量の差分が、反射誤差量、回折誤差量、透過誤差量として求められる。
 ステップS1010が一連の下位処理フローの実行完了を確認した時点で、全ての修正電磁波経路について、これに関与する修正分割片での新たな誤差量のセット(形状誤差量、反射誤差量、回折誤差量、透過誤差量)が準備された。
 ステップS1020は、各修正分割片について、ステップS1021を繰り返し行う処理を示す。
 ステップS1021は、当該修正分割片における形状誤差量、反射誤差量、回折誤差量、透過誤差量に基づき、質問を生成する処理を示す。ここでは、パラメータセットの修正前後で、誤差量が基準以上に大きいものについて修正の可否を質問する。
 具体的には、形状誤差量が所定量以上の場合、当該分割片における形状情報の修正を求める質問を生成する。また、反射誤差量、回折誤差量、透過誤差量が規定値より大きい場合は、当該分割片における材料特性の修正を求める質問を生成する。
 また、次に示すように、各誤差量の符号によっても質問の生成法を変えてもよい。たとえば、反射減衰量が過小に評価されていると判定されれば、修正前の設定値よりも反射減衰量が大きい材料特性への修正を求める質問を生成する。
 図1の推定誤差表示部108は、修正分割片801の状態を3次元構造情報に重ね合わせて表示する。図11に推定誤差表示部108の表示例を示す。
 推定誤差表示部108の画面1080には、3次元構造情報401を分割片により表示している。特に修正分割片801が、他の分割片と表示上区別されて表示されている。ここでは、修正分割片は801a~801eの5箇所が抽出され、かつ各修正分割片に対して、この分割片の状態が付記して表示されている。状態は如何なる形式で表示されてもよいが、ここでは誤差量が基準よりも大きい(小さい)といった、結果情報として表示している。
 推定誤差表示部108の画面1080には、無線ネットワークシステムを構築予定のサイトを構成する構造物の配置図上に、電磁波経路上に位置する部位の3次元構造物情報に関連する情報を表示する。3次元構造物情報に関連する情報としては、当該部位の構造物の電気的特性の値が適切でないことを示す内容、当該部位の構造物の電気的特性の値の修正を指摘する内容を含む。
 1101~1105は、それぞれ修正分割片801a~801eに対する状態表示として、誤差量の状態を示した例である。各誤差量のうち、最も大きい誤差量の種別と誤差の方向を示している。
 例えば、修正分割片801aと801bに対する状態表示部1101および1102は、各種誤差慮のうち遅延誤差量が最も大きいことを示している。したがって、分割片801a、801b付近の3次元形状情報に修正が必要であることを示している。
 修正分割片801cに対する状態表示部1103は、透過誤差量が過小、すなわち透過減衰量が過小に設定されていることを示す例である。したがって、分割片801cに含まれる3次元構造情報において、透過減衰量がより大きくなる方向に修正する必要があることを示す。
 修正分割片801dに対する状態表示部1104は、反射誤差量が過小、すなわち、反射減衰量が過小に設定されていることを示している。したがって、分割片801dにおける反射減衰量はより大きくなる方向に修正する必要があることを示している。
 修正分割片801eに対する状態表示部1105は、透過誤差量が過大に評価された、すなわち透過減衰量が計測値に比べて過大に設定されていることを示す。したがって、分割片801eに含まれる3次元構造情報において、透過減衰量が少なくなるように設定を修正する必要があることを示す。
 推定誤差表示部108の画面表示を行うに際し、各分割片の表示において、各誤差量の種類と大きさによって表示する色を変更することにより、より分かりやすくユーザに表示することが可能である。また、ユーザからのインタラクティブな入力を受け付ける入力部により、表示された修正分割片801の中から、修正分割片801を選択することが可能である。
 図11は、各修正分割片の状態を表示したが、図12の表示例では、選択された各修正分割片ついて、質問生成部107で生成された質問を表示する例を示している。
 例えば、修正分割片801aと801bに対する質問表示部1201および1202では、801aおよび801bの付近の形状の修正が必要であり、変更あるか否かをユーザに質問している。
 修正分割片801dに対する質問表示部1203は、この部分の反射減衰量をより小さい電気的特性に変更するか否かを問い合わせている。
 修正分割片801eに対する質問表示部1204は、この部分の透過減衰量をより小さい電気的特性に変更するか否かを問い合わせている。
 図1の3次元構造情報修正手段109は、各質問に対するユーザの回答を受け付け、その回答に基づき、3次元構造情報を修正する。
 一方、ユーザは、各質問に対して、当該分割片の修正の必要がない場合は、「確定」あるいは「未確定」を選択することを可能としてもよい。
 「確定」を選択した場合、質問生成部107は、再度、誤差量を算出する場合に、当該分割片の誤差量を他の分割片の誤差量として算出する。
 「未確定」を選択した場合、質問生成部107は、再度、誤差量を算出する場合に、当該分割片の誤差量に対してより広い範囲のパラメータを試算する。上記の処理を、推定誤差が所定の値以下となるまで繰り返すことにより、計測値により修正された3次元構造情報が得られる。
 以上のように、本発明の第一の実施例によれば、計測値に基づき、3次元構造情報の修正箇所を提示することにより、ユーザが修正箇所を明確に認識することが可能となり、質問に基づいて3次元構造情報を修正することにより、簡単な操作で、より正確な3次元構造情報を構築することが可能となる。
 なお、以上の図11、図12の表示例に見られるように、ここでの質問問い合わせに関する表示には各種の形式を用いることができる。図11は、誤差量の大小のみを表示する形式での質問問い合わせとし、図12は修正の可否を直接質問問い合わせする。
 これらの事例では、電波環境計測装置100は、計測結果を表示するのみであり、修正の判断はあくまでもユーザである操作員の判断に委ね、操作員が判断を誤らないように情報提示し、サポートする形式を取っている。
 このようにしている理由は、無線ネットワークシステムを構築しようとしているサイトの構造物などに関する情報が十分に把握できていない場合が多いことから、質問形式とし、操作員の最終判断を仰ぐ形式としている。従って、無線ネットワークシステムを構築しようとしているサイトの構造物などの情報が十分に得られている場合には、最終的に求められたパラメータセットを新たな電波伝搬環境データとして提供する利用の仕方としてもよい。
 この場合には、操作員の判断を仰ぐことなく新たな電波伝搬環境データを獲ることができる。
 図2に、本発明の第二の実施例を示す。実施例1は、電波伝搬環境を計測し、サイトの構造物などの情報を修正することに主眼があった。第二の実施例では、通信環境がよくないアンテナ設定位置である場合に、より適切な設置位置を教示することができる無線ネットワーク構築システムの提供である。
 図2の電波伝搬環境計測装置100は、図1に示す電波伝搬環境計測装置100に対し、電磁波送信手段102が、複数の無線通信装置201により構成されていることと、無線制御装置202を有すること、ならびに配置指示部203を有するところが異なる。
 また、図13に示すように無線通信装置201-1~201-3は、無線ネットワークシステムを構築しようとしているサイトの各所に配置され、各無線通信装置間で相互に通信を行っている。図では、3台の無線通信装置を示しているが、2台でもよいし、4台以上であってもよい。
 無線制御装置202は、無線通信装置201と通信を行い、無線通信装置201の動作を制御することが可能である。また、無線制御装置202は、電磁波計測手段と同期して動作することにより、電磁波計測手段103は、各無線通信装置201の送信する無線信号を計測することが可能である。また、3次元構造情報入力手段104においては、その入力として各無線通信装置におけるアンテナ101-1~101-3の位置、方向を得る。
 上記の構成とすることにより、実施例1に示す処理を、各無線通信装置201に対して実施することにより、修正された3次元構造情報を得ることができる。
 配置指示部203は、各無線通信装置201のアンテナ101-1~101-3の配置を修正する機能を持つ。すなわち、修正された3次元構造情報を用いて、伝搬状態推定部105により、各無線装置間の伝搬状態を推定することにより、より通信状態の良いアンテナ101-1~101-3の位置を求める。配置指示部203では、各アンテナの新しい位置を、3次元構造情報に重ねて表示する。
 以上のように、本発明の第二の実施例によれば、より簡単な操作で、無線ネットワークのアンテナ位置を通信状態の良い場所に変更することが可能となる。
 本発明の第3の実施例に係る電波伝搬環境計測装置は、材料特性データベースを持つ。
 図12における、材料変更に対する質問1203、1204において、各特性の変更の方向と誤差量に対して、材料特性データベースに登録された材料特性の中から、相関の高いほうから、あらかじめ指定した数だけリスト表示し、その中からユーザが選択する。
 すなわち、電気的材料特性に起因する各誤差量と、過小、過大の方向に対し、修正前の電気的材料特性と、材料特性データベースにおける各特性値による反射減衰量、透過減衰量、回折減衰量の差分を求め、相関性の最も高いものからリストとして取り出すことにより可能である。
 以上のように、本発明の第3の実施例によれば、より簡単な操作で、誤差量と修正の方向に沿って、3次元構造情報を修正することが可能となる。
1:電波環境計測装置
101:アンテナ、102:電磁波送信手段、103:電磁波計測手段、104:伝搬状態推定部、105:3次元構造情報入力手段、106:推定誤差マッピング部、107:質問生成部、108:推定誤差表示部、109:3次元構造情報修正手段

Claims (10)

  1.  無線ネットワークシステムを構築予定のサイトに設置された無線信号を送信する電磁波送信手段および該無線信号を受信して電磁波計測値を得る電磁波計測手段と、前記サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を入力する3次元構造物入力手段と、前記3次元構造物情報を用いて前記電磁波送信手段と電磁波計測手段の間の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得る伝搬状態推定部と、各時刻での信号強度として表された前記の電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較し、その誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に電磁波送信手段からの無線信号が電磁波計測手段に受信されるまでの経路を電磁波経路として求める推定誤差マッピング部と、該電磁波経路上に位置する部位の前記3次元構造物情報を修正して前記の電磁波推定値を再度求め、前記の電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい前記誤差値となる前記3次元構造物情報の修正情報を得る質問生成部から構成される電波伝搬環境計測装置。
  2.  請求項1記載の電波伝搬環境計測装置において、
    前記無線ネットワークシステムを構築予定のサイトを構成する構造物の配置図上に、前記電磁波経路上に位置する部位の前記3次元構造物情報に関連する情報を表示する表示装置を備えることを特徴とする電波伝搬環境計測装置。
  3.  請求項2記載の電波伝搬環境計測装置において、
    前記表示装置に表示される前記3次元構造物情報に関連する情報とは、前記当該部位の構造物の電気的特性の値が適切でないことを示す内容とされることを特徴とする電波伝搬環境計測装置。
  4.  請求項2記載の電波伝搬環境計測装置において、
    前記表示装置に表示される前記3次元構造物情報に関連する情報とは、前記当該部位の構造物の電気的特性の値の修正を指摘する内容とされることを特徴とする電波伝搬環境計測装置。
  5.  請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電波伝搬環境計測装置において、
    前記3次元構造物情報の値を修正するための3次元構造物情報修正手段を備えることを特徴とする電波伝搬環境計測装置。
  6.  請求項5に記載の電波伝搬環境計測装置において、
    3次元構造物情報修正手段は、材料特性の属性値として、確定もしくは未確定を選択して入力することを特徴とする電波伝搬環境計測装置。
  7.  請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電波伝搬環境計測装置において、
    無線ネットワークシステムを構築予定のサイトの対象空間をブロックに分割し、ブロック毎に3次元形状の材料特性を推定する材料特性推定部を有することを特徴とする電波伝搬環境計測装置。
  8.  無線ネットワークシステムを構築予定のサイトに設置された無線信号を送信する電磁波送信手段および該無線信号を受信して電磁波計測値を得る電磁波計測手段と、前記サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を入力する3次元構造物入力手段と、前記3次元構造物情報を用いて前記電磁波送信手段と電磁波計測手段の間の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得る伝搬状態推定部と、各時刻での信号強度として表された前記の電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較し、その誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に電磁波送信手段からの無線信号が電磁波計測手段に受信されるまでの経路を電磁波経路として求める推定誤差マッピング部と、該電磁波経路上に位置する部位の前記3次元構造物情報を修正して前記の電磁波推定値を再度求め、前記の電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい前記誤差値となる前記3次元構造物情報の修正情報を得る質問生成部と、前記無線ネットワークシステムを構築予定のサイトを構成する構造物の配置図上に、前記電磁波経路上に位置する部位の前記3次元構造物情報に関連する情報を表示する表示装置と、前記3次元構造物情報の値を修正するための3次元構造物情報修正手段を備えることを特徴とする電波伝搬環境計測装置。
  9.  無線ネットワークシステムを構築予定のサイトの各所に配置され無線信号を送受信する無線通信装置と、該無線通信装置と通信を行う無線制御装置と、該無線制御装置から各無線通信装置の送信する無線信号を受信して電磁波計測値と各無線通信装置におけるアンテナ位置、方向を得る電磁波計測手段と、前記サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を入力する3次元構造物入力手段と、前記3次元構造物情報を用いて前記電磁波送信手段と電磁波計測手段の間の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得る伝搬状態推定部と、各時刻での信号強度として表された前記の電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較し、その誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に電磁波送信手段からの無線信号が電磁波計測手段に受信されるまでの経路を電磁波経路として求める推定誤差マッピング部と、該電磁波経路上に位置する部位の前記3次元構造物情報を修正して前記の電磁波推定値を再度求め、前記の電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい前記誤差値となる前記3次元構造物情報の修正情報を得る質問生成部と、修正した前記3次元構造物情報に基づき、前記伝搬状態推定部において前記アンテナ位置を変更して伝搬推定を行い、複数の伝搬状態の中から、所望の伝搬状態に近い伝搬状態となるアンテナ位置を提示するアンテナ位置指示手段を備えることを特徴とする無線ネットワーク構築システム。
  10.  無線ネットワークシステムを構築予定のサイトに無線信号送受信設備を備えてこの間の無線信号の電磁波計測値を得、前記サイトを構成する構造物の電気的特性と3次元形状情報を含む3次元構造物情報を用いて前記無線信号送受信設備の間の無線信号の電磁波の伝搬状態を推定して電磁波推定値を得、各時刻での信号強度として表された前記の電磁波計測値と電磁波推定値を時刻ごとに比較してその誤差値が基準値より大きい時間帯を求め、この時間帯に受信される無線信号送受信設備間の経路を電磁波経路として求め、該電磁波経路上に位置する部位の前記3次元構造物情報を修正して前記の電磁波推定値を再度求め、前記の電磁波計測値と再度求めた電磁波推定値を比較して、より小さい前記誤差値となる前記3次元構造物情報の修正情報を得ることを特徴とする電波伝搬環境計測方法。
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