JPH0787557A - 移動無線通信のための屋内基地局の配置決定方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】指定された建物内の全体に電波が届くように、
屋内コードレス電話の基地局の最適な配置位置を自動的
に決定する方法およびシステムを提供する。 【構成】建物の構造データを入力した後、制御処理１０
３によって候補点生成処理１０４を起動して、建物内で
の基地局配置位置の候補点を生成する。次いで、伝搬推
定処理１０５を起動し、各候補点毎にそこに基地局を配
置した場合の電波が届く範囲（ゾーン）を推定する。最
後に候補点選択処理１０６を起動して、できるだけ少数
のゾーンで建物内全体に電波が届くように候補点を選択
し、これを入出力処理１０２によって、出力する。 【効果】基地局配置作業の生産性が向上し、配置基地局
数を削減でき、移動無線通信実稼働時において、電波不
到達ゾーンにより通話不良の発生を抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基地局と移動局からな
る移動無線通信のための屋内基地局の配置決定方法およ
びシステムに関し、特に建物内の指定された場所に指定
された品質の電波が基地局から届くように、基地局配置
位置を自動的に決定するための方法およびシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】移動無線通信システムには、例えば、コ
ードレス電話システムや無線ＬＡＮなどのように、固定
位置にある基地局と、位置の変動する移動局とから構成
されるものがある。コードレス電話では、利用者が持ち
歩く携帯電話機が移動局に相当し、携帯電話機と電波を
やり取りする電話線に接続された機器が基地局に相当す
る。

【０００３】この種の移動無線通信システムにおいて良
好な通信を行うためには、以下の条件を満たす必要があ
る。

【０００４】（１）移動局を持った利用者が通信エリア
内のどこに位置しても、基地局から移動局に対して音声
やデータを運ぶための電波が所定の品質で届く。ここ
で、電波の品質は、例えば、「発信側から受信側への伝
搬電波の減衰量が一定値以下である」、「受信時の電波
強度が一定値以上である」、「受信時の音声やデータの
誤り率が一定値以下である」などの基準により定義され
る。

【０００５】（２）移動局を持った利用者が通信エリア
内のどこに位置しても、移動局から基地局に対して、デ
ータや音声を運ぶための電波が所定の品質で届く。

【０００６】電波の伝搬においては、例えば、「電気力
学」、培風館（１９７３年）発行、第１２０頁から第１
２２頁に示されるように、相対原理が成り立ち、地点Ａ
から地点Ｂへ一定品質の電波伝搬が可能ならば、地点Ｂ
から地点Ａへも同じ品質の電波伝搬が可能である。この
ため、上記した条件（１）（２）は、結果的には条件
（１）に集約され、移動無線通信システムにおいては、
各基地局をそれぞれの管轄領域内の全範囲に所定品質の
電波が届くように配置する必要がある。

【０００７】特に、屋内の無線通信システムの場合、電
波が建物の壁で反射、透過、回折などの現象を起こすた
め、電波の伝搬が極めて複雑なものとなる。また、一般
的に、屋外にへ比較して、一つの基地局でカバーできる
通信範囲が比較的狭くなってしまうため、屋内の全領域
をカバーできるように、多数の基地局を配置した構成と
している。この場合、屋内無線通信における基地局のレ
イアウトの決定は、平均的なエンジニアにとって手間が
かかる困難な作業となる。尚、建物内での基地局からの
電波伝搬を推定する技術に関しては、例えば、「無線通
信の電波伝搬」、電子情報通信学会（１９９２年）発
行、第２３９頁から第２４２頁に論じられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、既に
決められた基地局配置に対して、そこからの電波到達範
囲を推定するだけであり、基地局をどこに配置すればよ
いかを決めるものではない。そこで、この技術だけで
は、基地局配置の困難を充分に解消することはできず、
以下の問題が生じている。

【０００９】（１）配置作業に時間がかかる。

【００１０】（２）配置結果が前記の条件を満たしてお
らず、電波の届かない場所、すなわち通信不良エリアが
生じる。

【００１１】（３）必要個数以上の基地局が配置され、
その結果として、システムのコストが上昇する。

【００１２】本発明の目的は、建物の壁の影響を反映し
た上で建物内の通信したい領域全域に一定品質の電波が
届くように、基地局の配置位置を決定するための方法お
よびシステムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による移動無線通信のための屋内基地局配置
決定システムは、データを記憶するための記憶手段と、
建物の構造情報の入力と計算結果を出力するためのデー
タ入出力手段と、上記記憶手段に記憶されたデータに基
づいて所定の計算を行うためのデータ処理手段とからな
り、上記データ処理手段が、上記入出力手段から入力さ
れて上記記憶手段に記憶された建物の構造データと、予
め上記記憶手段に用意してある建物内部における電波伝
搬の解析アルゴリズムとを前提として、建物内に予め設
定した複数個の基地局候補点からの電波の伝搬範囲を推
定する手段と、各候補点における電波伝搬範囲の位置関
係に基づいて、上記建物内の指定領域全体に一定品質の
電波が届くように移動無線基地局の個数と配置位置を決
定し、上記決定された基地局の個数と配置位置を表す情
報を上記入出力手段に出力するための手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００１４】上記電波の伝搬範囲を推定する手段は、例
えば、建物内の指定領域全体を格子状に分割して各格子
点を基地局の配置候補位置とし、これらの各候補点毎
に、そこに基地局を配置したと仮定した場合に電波が所
定の品質で伝搬する範囲（以下、ゾーンと言う）を所定
のアルゴリズムで求める。この場合、望ましくは、これ
らの各ゾーンについて、他のゾーンとの重なり具合をチ
ェックし、もし、他のゾーンに包含されてしまうゾーン
があれば、そのゾーンおよび格子点を候補位置から除外
する。

【００１５】また、上記基地局の個数と配置位置の決定
および出力手段は、例えば、建物構造情報から、建物内
部における壁の隅に位置する複数の格子点（以下、隅格
子点と言う）を見つけ、上記隅格子点の全てを最小数の
ゾーンで被覆できる第１のゾーン組合せＺＣ１を見つけ
る第１の選択動作を行った後、上記第１のゾーン組合せ
と残りのゾーンから選択された少なくとも１つのゾーン
とからなる第２の組合せの中から、最小数のゾーンで建
物内の指定領域全体を被覆できるゾーン組合せＺＣ２を
見つける第２の選択動作を行い、上記第２の選択動作で
選択されたゾーン組合せＺＣ２の各ゾーンから、移動無
線基地局の個数と配置位置を決定する。

【００１６】尚、上記基地局の最適配置決定処理におい
て、各ゾーンを、例えばそのゾーンに含まれる格子点の
集合によって定義しておくと、上述したゾーンの組合せ
ＺＣ１が全ての隅格子点を含むか否かの判定、およびゾ
ーンの組合せＺＣ２が指定領域全体の格子点を含むか否
かの判定を容易に行うことが可能となる。

【００１７】

【作用】本発明によれば、データ処理システムによる推
論動作によって、建物内における基地局の最適な配置位
置を自動的に見つけることができるため、基地局数の削
減と、配置位置決定作業の所要時間の短縮が可能とな
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１９】ここでは、建物の内部全体に一定の品質の
電波が届くように、屋内コードレス電話の基地局を配置
するシステムを例にとって説明するが、本発明は、無線
ＬＡＮなど他の無線通信システムについても同様の方法
が適用できる。

【００２０】従来の技術で述べたように、電波の品質
は、発信側から受信側への伝搬における電波の減衰、受
信時の電波強度、受信時の音声やデータの誤り率などの
基準により定義される。以下の説明では、基地局から一
定品質で電波が到達する範囲を「電波の到達範囲」と称
し、或る基地局毎の電波の到達範囲のことをその基地局
を中心とするゾーン、あるいは基地局からのゾーンとも
呼ぶことにする。

【００２１】図２は、本発明を実施する情報処理システ
ムのハードウェア構成図を示す。２０１は入出力端末２
０１であり、利用者によって操作され、壁の形状、材質
等を表す建物の構造情報や基地局配置のための各種の命
令を入力するための入力装置、あるいは建物の図面情報
を画像として入力するスキャナ装置と、中央処理装置か
ら与えられた上記建物の図面情報、一つ以上の基地局の
配置位置情報、あるいは各基地局からの電波の到達範囲
（ゾーン）を表す情報等をレイアウト図面として表示す
るための出力装置とを備える。

【００２２】中央処理装置２０２は、入出力端末２０１
から入力された建物の構造情報あるいは図面情報を記憶
装置２０３に格納する。また、入出力端末２０１から基
地局配置命令が入力されると、記憶装置２０３に記憶し
てある建物情報を利用して推論動作を実行する。先ず、
建物情報を読み出し、建物内に基地局配置の候補点とな
る一定間隔の格子点を生成し、各候補点からの電波到達
範囲、すなわちゾーンを算出して、これを記憶装置２０
３に記憶する。次いで、記憶装置２０３から各候補点毎
のゾーンを読み出し、できるだけ少数のゾーンの組合せ
で建物全体を被覆できるように候補点を選択し、選択し
た候補点を基地局の配置位置とする。これらの基地局位
置と各基地局のゾーンを表す情報は入出力端末２０１に
出力される。

【００２３】図１は、上記した基地局の自動配置設計を
行うためのプログラムの機能構成図を示す。ブロック１
０１は中央処理装置で実行する処理プログラム、１０７
は記憶装置２０３に形成される情報記憶領域を示す。上
記処理プログラムは、入出力処理１０２、制御処理１０
３、候補点生成処理１０４、伝搬推定処理１０５、およ
び候補点選択処理１０６の各ルーチンから成る。また、
情報記憶領域１０７は、建物情報メモリ１０８とゾーン
メモリ１０９から成る。

【００２４】入出力処理１０２では、入出力端末２０１
から入力された建物の壁の形状、材質等を表す建物の構
造情報を受取り、建物情報メモリ１０８に格納する。建
物の情報が建物図面の画像情報として入力された場合
は、例えば、情報処理学会誌，第２４巻，第９号（１９
８３年），第１０８６頁から第１０９４頁に示されたよ
うな図面認識技術を応用して、これを数値、記号など計
算機の内部情報に変換した後、建物情報メモリ１０８に
格納する。また、基地局配置の起動命令を受け取ると、
これを制御処理１０３に渡す。一方、制御処理１０３か
らの指令に応答して、建物情報メモリから建物情報を読
み出し、これを図形として入出力装置２０１に表示す
る。また、制御処理１０３から、配置決定された一つ以
上の基地局位置情報と、各基地局からの電波の到達範囲
を表す情報を受取ると、これらの情報を建物図形に重ね
た形で入出力装置に表示する。

【００２５】制御処理１０３は、入出力処理１０２から
基地局配置の起動命令を受取ると、まず、候補点生成処
理１０４を起動し、基地局の配置位置候補となる格子点
データを生成する。次に、上記候補点生成処理１０４で
生成された候補点データを伝搬推定処理１０５に渡し、
この処理を起動して各候補点からの電波の到達ゾーンを
推定する。各候補点についての電波到達ゾーンが求まる
と、候補点選択処理１０６を起動し、できるだけ少数の
ゾーンの組合せで建物内部の全領域を被覆するような候
補点を選択する。このようにして選択された候補点が基
地局の配置位置となり、その位置データとゾーンを示す
データが入出力処理１０２に渡される。

【００２６】候補点生成処理１０４では、建物情報メモ
リ１０８から建物情報を読み出し、例えば図３に示すよ
うに、建物内に一定間隔、例えば２ｍ間隔の格子点デー
タを生成し、各格子点を基地局配置の候補点とする。

【００２７】伝搬推定処理１０５は、候補点生成処理１
０４で生成した格子点の集合を受取った後、建物情報メ
モリ１０８から建物情報を読み出し、各格子点につい
て、そこに基地局をおいた場合の一定品質の電波が到達
するゾーンを所定のアルゴリズムで求める。

【００２８】建物内における基地局からの電波伝搬を推
定する方法（アルゴリズム）については、前述した「無
線通信の電波伝搬」、電子情報通信学会（１９９２年）
第２３９頁から第２４２頁に論じられている。この方法
は、基地局から多数の電波の矢が飛び出すものと仮定
し、それぞれの電波の矢の進路が壁における透過、反
射、回折等によってどのように変化するかをトレースす
ることによって、電波伝搬を推定する。

【００２９】上記伝搬推定処理１０５では、上述した電
波伝搬の推定を各格子点（候補点）毎に繰り返すことに
より、格子点毎のゾーンを求める。ゾーンの位置と面積
は、ゾーン内に含まれる格子点データの集合によって表
す。例えば、格子点番号が「２５」の格子点を中心とし
て求めたゾーン内に格子点番号「５」、「１４」、「１
５」、「１６」、「２３」、「２４」、「２５」、「２
６」、「２７」、「３４」の格子点が含まれていたとす
ると、このゾーンは｛５、１４、１５、１６、２３、２
４、２５、２６、２７、３４｝で定義される。このよう
にして、各候補点毎に求められたゾーンデータは、ゾー
ンメモリ１０９に格納される。

【００３０】候補点選択処理１０６は、ゾーンメモリ１
０９から候補点毎のゾーンデータを読み出し、建物内全
体を被覆できるゾーンの組合せの中から、できるだけ少
数のゾーンからなる組合せを選択する。ここで、ゾーン
の組合せ（集合）が建物内全体を被覆できるか否かの判
断は、そのゾーン集合に建物内の全ての格子点が含まれ
るか否かをチェックすることによって行う。上述したよ
うに、各ゾーンデータは、そのゾーンに含まれる格子点
の集合で表されているため、ゾーン集合に対応する格子
点の和集合から、建物内の全格子点が含まれているか否
かを判定できる。この候補点選択処理の詳細について
は、図６〜図９を参照して後述する。

【００３１】建物情報メモリ１０８には、入出力処理１
０２によって建物情報が書き込まれ、これらの建物情報
は、候補点生成１０４、伝搬推定処理１０５、候補点選
択処理１０６によって適宜読み出される。ゾーンメモリ
１０９には、伝搬推定処理１０５によって各候補点毎の
ゾーンデータが書き込まれ、これらのゾーンデータは、
候補点選択処理１０６によって読み出される。

【００３２】図４は、上記建物情報メモリ１０８に記憶
される建物情報のデータ構成を示す。この例では、建物
が外壁と内壁から成るものとし、それぞれの壁を一つ以
上の線分（直線）データで定義している。データブロッ
ク４０１は外壁を定義するデータであり、その内の１つ
のデータレコード４０１１は、外壁番号「ｉ」の壁に関
する外壁番号、線分の始点と終点の座標、壁の厚さ、お
よび壁の材質を示すデータからなっている。データブロ
ック４０２は内壁を定義するデータであり、データレコ
ード４０２１は、ｉ番目の内壁に関する内壁番号、線分
の始点と終点の座標、壁の厚さ、壁の材質を示すデータ
からなっている。以下、外壁（あるいは内壁）を表すｉ
番目の直線分のことを、単に、ｉ番目の外壁（あるいは
内壁）と呼ぶことにする。

【００３３】図５は、ゾーンメモリ１０９に記憶される
基地局毎のゾーンデータの構成を示す。例えば、データ
レコード５０１は、ｉ番目のゾーンの定義データであ
り、ゾーン番号、そのゾーンに含まれる格子点の個数、
そのゾーンに含まれる格子点データの集合から成ってい
る。尚、ゾーン番号には、そのゾーンの中心に位置する
格子点、すなわち、基地局の配置位置候補となる格子点
の番号を用いる。

【００３４】以下、図６〜図９を参照して、候補点選択
処理１０６の操作について説明する。

【００３５】上述したように、本実施例では、建物内部
を格子状に分割し、各格子点を基地局配置の候補位置と
し、各候補位置に基地局を配置した場合の電波伝搬ゾー
ンの組合せの中から、できるだけ少ないゾーン数で全て
の格子点を被覆できる組合せを選択する。この選択処理
は、原理的には、全てのゾーン組合せについて、順次
に、建物内全格子点の包含の有無をチェックし、もし包
含していた場合には、この組合せに含まれるゾーンの数
と既に求まっている組合せの最小ゾーン数とを比較し、
ゾーン数の少ない組合せを残す動作を繰り返すことによ
り実現できる。

【００３６】しかしながら、この方法では計算時間が膨
大になるため、本発明では、エンジニアのノウハウを利
用することによって、選択処理を効率化した。屋内に基
地局を配置する場合にエンジニアが行う作業手順を調べ
た結果、次のことが明らかになった。

【００３７】方針（１）：先ず、電波の届きにくい建物
の隅の領域に電波が届くように、基地局を配置する。そ
のとき、できるだけ少数の基地局で全ての隅部分を被覆
できるように基地局位置を設定する。個々の基地局の配
置に際して次の戦略を用いる。なお、ここで言う建物の
隅部分は、図６に示すように、二つの壁の接点に位置
し、二つの壁のなす角度が１８０度以下となっている点
を意味する。 （ａ）一つの基地局でできるだけ多くの隅部分を被覆す
る。 （ｂ）一つの基地局でできるだけ広い領域を被覆する。

【００３８】方針（２）：上記方針（１）によって配置
した基地局では被覆できない領域をできるだけ少数の追
加基地局で被覆するように、基地局を追加配置する。追
加基地局の配置位置は、一つの基地局ができるだけ広い
領域を被覆するように選ぶ。

【００３９】本発明の候補点選択処理では、基本的には
上記したエンジニアの経験に基づく方針に従うことと
し、これに専門家の手順とは無関係に理論的に考察して
得られた次の方針を組み合わせて処理の効率化を図るこ
とにした。

【００４０】方針（３）：一つのゾーンが他の何れかの
ゾーンに含まれてしまう場合、そのゾーンは冗長であ
る。すなわち、ゾーンの組合せを求めるとき、他のゾー
ンに含まれてしまうゾーンは選択の対象から除いてよ
い。

【００４１】方針（４）建物全体を被覆できるゾーンの
組合せの１つが見つかり、そのゾーン数がＮであったと
すると、ゾーン数がＮよりも多い他のゾーン組合せは、
既に見つかっっている組合せよりも悪い解になる（基地
局の個数が多くなる）ため、このような組合せは解の候
補から除いてもよい。一方、ゾーン数がＮよりも少ない
新たな解が見つかった場合は、古い解を捨てて新しい解
を残し、新しい解のゾーン数を評価基準値Ｎとして、そ
の後のゾーン組合せの選択処理を繰り返す。

【００４２】図７は、上記方針（１）〜（４）を採用し
た候補点選択処理１０６の１実施例を示すフローチャー
トである。

【００４３】ステップ７０１で、全てのゾーンの対を比
較し、一方のゾーンが他方のゾーンを包含する場合は、
包含されている方のゾーンを棄却する。前述したよう
に、ゾーンは、そこに含まれる格子点の集合により表現
されているので、ゾーン間の包含関係は、格子点集合間
の包含関係を判定することによって決定できる。このス
テップは、上記方針（３）を反映したものである。

【００４４】ステップ７０２は、建物の隅に位置する格
子点を全て求める。まず、建物情報メモリ１０８から図
４に示した壁情報を読み出し、接続された二つの壁につ
いて、その間の角度を算出する。角度の算出は、幾何学
の基本計算をプログラム化することにより実現できる。
算出した角度が１８０度以下の場合、二つの壁の接点を
隅と見做し、この隅に最も近い格子点を求める。以下、
このようにして求めた格子点を「隅格子点」と呼ぶこと
にし、隅格子点に対する被覆をもって、建物の隅に対す
る被覆とする。

【００４５】ステップ７０３では、ゾーン数にを示す閾
値を初期化する。これは、上記方針（４）を反映したも
のである。この時点では、まだ、解が一つも見つかって
いないため、想定できる最大のゾーン数、すなわち、全
格子点数を上記閾値の初期値とする。

【００４６】ステップ７０４では、全ての隅格子点を被
覆し、ゾーン数が閾値以下となるような新たなゾーンの
組合せＺＣ１を求める処理を実行する。ここで言う「新
たな組合せを求める」とは、このステップの最初の実行
においては、単に上記条件を満たすゾーンの組合せを求
めることを意味し、二回目以降の実行においては、それ
までにない別の組合せを求めることを意味する。上記Ｚ
Ｃ１を求めるための処理の詳細については、図８を用い
て後で詳しく説明する。

【００４７】ステップ７０５では、新たな組合せＺＣ１
が存在したか否かを判定する。新たな組合せＺＣ１が存
在しなかった場合は、格子点選択の全ての可能性をチェ
ック済と判断し、ステップ７０６で解のリストを出力し
て、このルーチンを終了し、新たな組合せＺＣ１が存在
した場合には、ステップ７０７に進む。

【００４８】ステップ７０７では、組合せＺＣ１に残り
ゾーンを追加することにより、建物内の全格子点を被覆
し、ゾーン数が閾値以下であるような新たなゾーンの組
合せＺＣ２を求めるための処理を実行し、ステップ７０
８で、このようなＺＣ２が存在したか否かを判定する。

【００４９】新たな組合せＺＣ２が存在しなかった場合
は、ＺＣ１を前提とした格子点選択の全ての可能性をチ
ェックし尽くしたと判断し、ステップ７０４に戻って、
新たな組合せＺＣ１を求める処理を繰り返す。

【００５０】新たな組合せＺＣ２が存在した場合には、
ステップ７０９で、上記組合せＺＣ２におけるゾーン数
を閾値と比較する。この場合、ステップ７０７の処理内
容から判るように、ゾーン数の和が閾値より大きくなる
可能性はない。ゾーン数が閾値に等しい場合は、上記組
合せＺＣ２は、それまでに見つかっている解と同等であ
るから、ステップ７１０に進み、これまでに見つかって
いる解を登録してある解リストにＺＣ２を加えた後、ス
テップ７０４に戻る。ゾーン数の和が閾値より小さい場
合には、上記組合せＺＣ２はこれまでの解よりも優れて
いる。そこで、ステップ７１１で、上記組合せＺＣ２の
ゾーン数を新たな閾値とした後、ステップ７１２で、解
リストから既に登録されている解データを消去し、ＺＣ
２を解として登録し、ステップ７０４に戻る。

【００５１】図８は、ステップ７０４で行う処理の詳細
を示すフローチャートである。ここでは、ゾーンの組合
せを初期化し（空にする）た後、この組合せに隅格子点
を被覆するゾーンを一個づつ選択して追加することによ
り、ゾーンの組合せを生成する。このようにして生成さ
れた組合せが、全ての隅格子点を被覆するか、あるい
は、組合せ中のゾーン数が閾値を越えるまで、ゾーンの
追加を繰り返す。組合せが全ての隅格子点を被覆した場
合には、これを解ＺＣ１として図７のフローチャートに
リターンする。組合せが閾値を越えた場合は、他の組合
せを試み、全ての組合せを試みた終えた場合には、解Ｚ
Ｃ１が存在しないと判断してリターンする。

【００５２】図８の処理は、空リストを第１の引数Ｐ１
とし、隅格子点を被覆するゾーンデータを｛Ｚ１１、Ｚ
１２、……Ｚ１Ｍ｝を第２引数Ｐ２として起動される。
なお、Ｍは、隅格子点を被覆するゾーンの個数を示す。

【００５３】以下、生成中のゾーン組合せを表すＰ１
と、まだ使っていないゾーンのリストＰ２を引数とし
て、全ての隅格子点を被覆するゾーン組合せＺＣ１を求
める図８の処理の具体的な処理内容をステップを追って
説明する。

【００５４】ステップ７２０では、Ｐ１が全ての隅格子
点を被覆しているか否かを判定する。被覆している場合
は、ステップ７２１に進み、Ｐ１をこの処理の解として
図７のフローチャートにリターンする。被覆していない
場合には、ステップ７２２に進み、Ｐ１中のゾーン数が
閾値に等しいか否かを判定する。もし、等しければ、Ｐ
１にこれ以上ゾーンを追加しても、閾値を越えたゾーン
組合せしか得られないため、ステップ７２３に進み、閾
値オーバーとして図７のフローチャートにリターンす
る。この処理は、前記方針（４）を反映している。

【００５５】Ｐ１中のゾーン数が閾値より小さい場合
は、ステップ７２４に進み、Ｐ２中のそれぞれのゾーン
Ｚ１１、Ｚ１２、……Ｚ１Ｍについて、Ｐ１との組合せ
を生成する。すなわち、Ｐ１とＺ１１との組合せ、Ｐ１
とＺ１２との組合せ、……Ｐ１とＺ１Ｍとの組合せを順
次に生成する。これらの組合せを、以下、Ｐ１１〜Ｐ１
Ｍと表す。

【００５６】次に、ステップ７２５で、組合せＰ１１〜
Ｐ１Ｍから既に生成済のゾーン組合せを除き、残りを隅
格子点を多く含む順に並べ替える。隅格子点の個数が同
数のものがあれば、格子点を多く含む順に並べる。この
ように並べ替えた組合せをＰ１１”〜Ｐ１Ｎ”とする。
以下、Ｐ１１”から順に処理する。これは、前記方針
（１）の（ａ）を反映している。

【００５７】ステップ７２６では、Ｚ１１〜Ｚ１Ｍか
ら、Ｐ１１”〜Ｐ１Ｎ”に用いたものを選択し、Ｐ１
１”〜Ｐ１Ｎ”の順序に合わせて並べ替える。その結果
を、Ｚ１１’〜Ｚ１Ｎ’とする。

【００５８】ステップ７２７で、パラメータｉを「１」
に初期化し、ステップ７２８で、Ｐ１ｉを第１引数に、
また、Ｐ２からＺ１ｉ’を除いたものを第２引数とし
て、この処理を再帰的に呼び出す。

【００５９】次に、ステップ７２９で、再帰的に呼び出
した本処理の結果を判定し、ゾーンの組合せが解Ａとし
てリターンされた場合は、ステップ７３０に進み、Ａを
この処理の解として図７のフローチャートにリターンす
る。

【００６０】再帰的に呼び出した本処理でゾーンの組合
せがリターンされなかった場合は、ステップ７３１でパ
ラメータｉ＝Ｎか否かを判定する。もし、ｉ＝Ｎの場合
には、Ｐ１を前提とした全ての組合せをチェックし尽く
したことになるので、解がないとして図７のフローチャ
ートにリターンする。そうでない場合は、ステップ７３
３でパラメータｉの値をインクリメント（＋１）した
後、ステップ７２８に戻って、他の組合せを試みる。

【００６１】図９は、図７のステップ７０７の詳細を説
明する。まず、動作の概略を説明する。本処理では、ゾ
ーンの組合せを図７のステップ７０４で求めたＺＣ１に
初期化し、これに対して、ゾーンを一個づつ選択して追
加することにより、ゾーンの組合せを生成する。組合せ
が全ての格子点を被覆するか、組合せ中のゾーン数が閾
値を越えるまでゾーンの追加を続け、組合せが全格子点
を被覆した場合には、これを解ＺＣ２として図７のフロ
ーチャートにリターンする。閾値を越えた場合には、他
の組合せを試み、全ての組合せについて試み終えた場合
は、解ＺＣ２がないとして図７にリターンする。

【００６２】ＺＣ２を求めるための図９の処理は、生成
中のゾーン組合せを表すＺＣ１に含まれていないゾーン
Ｚ２１、Ｚ２２、……Ｚ２Ｓを求め、ＺＣ１を第１の引
数Ｑ１、上記未使用ゾーン｛Ｚ２１、Ｚ２２、・・・Ｚ
２Ｓ｝を第２の引数Ｑ２として起動される。尚、Ｓは、
ＺＣ１に含まれないゾーンの個数を示す。

【００６３】図９のフローチャートにおいて、ステップ
７４０で、Ｑ１が全格子点を被覆しているか否かを判定
し、被覆している場合は、ステップ７４１で、Ｑ１をこ
の処理の解として図７のフローチャートにリターンす
る。

【００６４】被覆していない場合は、ステップ７４２に
進み、Ｑ１中のゾーン数が閾値に等しいか否かを判定す
る。もし、等しければ、Ｑ１にこれ以上ゾーンを追加し
ても、閾値を越えたゾーン組合せしか得られないため、
ステップ７４３で、閾値オーバーとして図７のフローチ
ャートにリターンする。この処理は、前記方針（４）を
反映している。

【００６５】Ｑ１中のゾーン数が閾値より小さい場合
は、ステップ７４４に進み、Ｑ２中のそれぞれのゾーン
Ｚ２１、Ｚ２２、……Ｚ２Ｓについて、Ｑ１との組合せ
を生成する。すなわち、Ｑ１とＺ２１との組合せ、Ｑ１
とＺ２２との組合せ、……Ｑ１とＺ２Ｓとの組合せを生
成する。これらを、Ｑ２１〜Ｑ２Ｓとする。

【００６６】ステップ７４５では、Ｑ２１〜Ｑ２Ｓから
既に生成したゾーン組合せを除き、残りのゾーン組合せ
を格子点を多く含む順に並べる。並べ替えたものをＱ２
１”〜Ｑ２Ｔ”とする。以下、Ｑ２１”から順に処理す
る。これは、前記方針（１）（ｂ）を反映している。

【００６７】ステップ７４６では、Ｚ２１〜Ｚ２Ｓか
ら、Ｑ２１”〜Ｑ２Ｔ”に用いたものを選択し、Ｑ２
１”〜Ｑ２Ｔ”の順序にあわせて並べ替える。その結果
を、Ｚ１１’〜Ｚ１Ｔ’とする。

【００６８】ステップ７４７で、パラメータｉを「１」
に初期化した後、ステップ７４８で、Ｑ２ｉを第１の引
数、Ｑ２からＺ２ｉ’を除いたものを第２の引数とし
て、この処理を再帰的に呼び出す。

【００６９】ステップ７４９では、再帰的に実行した処
理結果を判定し、もし、ゾーンの組合せが解Ｂとしてリ
ターンされた場合は、ステップ７５０で上記Ｂを解とし
て図７のフローチャートにリターンする。ゾーンの組合
せがリターンされなかった場合には、ステップ７５１で
ｉ＝Ｔか否かを判定する。ｉ＝Ｔの場合には、Ｑ２を前
提とした全ての組合せでの試みを尽くしたことになるた
め、ステップ７５２で、解がないとして図７のフローチ
ャートにリターンする。そうでない場合には、ステップ
７５３で、パラメータｉの値をインクリメント（＋１）
し、ステップ７４８に戻り、他の組合せについて上述し
た処理を繰り返す。

【００７０】以上のように、本実施例によれば、コード
レス電話の屋内基地局配置において、当該建物の全体に
電波が到達するように、基地局の個数および位置を自動
的に決定できるので、以下の効果を得ることができる。 （１）基地局配置作業の生産性向上。 （２）コードレス電話実稼働時において、電波不到達ゾ
ーンにより通話不良が生じることを防止。 （３）配置基地局数の削減による電話設備のコスト低
減。

【００７１】なお、上述した実施例では、建物内全域に
電波が届くように基地局を配置したが、基地局の設置範
囲を限定し、建物内の指定された領域内でのみ電波が届
くように基地局配置を行うように変更することは容易で
ある。具体的には、まず、移動端末の利用範囲を指定す
るために、入出力処理１０２において、建物の形状を表
す図形を入力するのと同様の方法により、設置範囲指定
領域を表す図形を入力する。また、図７のステップ７０
４（図８のステップ７２０）とステップ７０７（第９図
のステップ７４０）において、全ての隅格子点を被覆す
るという条件、および全ての格子点を被覆するという条
件の代わりに、指定領域内の全ての隅格子点を被覆する
という条件、および全ての格子点を被覆するという条件
を用いればよい。

【００７２】また、建物内全体のうち、比率指定で電波
の届べき場所を指定し、そこに基地局を配置するように
してもよい。具体的には、まず、入出力処理１０２にお
いて、電波の届くべき場所の比率を指定し、図７のステ
ップ７０７（第９図のステップ７４０）において、全て
の格子点を被覆するという条件の代わりに、全格子点の
うち指定された比率以上の格子点を被覆するという条件
を用いればよい。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、移動無線通信の屋内基地局配置において、当
該建物のうち必要な場所に電波が到達するように、基地
局の個数および位置を自動的に決定できるので、基地局
配置作業の生産性が向上し、配置基地局数の削減でき、
移動無線通信実稼働時において、電波不到達ゾーンによ
り通話不良が生じることを防止、あるいは、通話不良率
を一定値以下に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための情報処理システムにお
ける主要部の１実施例を示す機能構成図。

【図２】本発明を実施するための情報処理システムのハ
ードウェア構成図。

【図３】建物の形状と基地局配置の候補点となる格子点
との関係を示す図。

【図４】建物の壁に関するデータの１例を示す図。

【図５】ゾーンを表すデータの１例を示す図。

【図６】電波の届きにくい隅領域の１例を示す図。

【図７】ゾーン選択処理の１実施例を示すフローチャー
ト。

【図８】図７におけるステップ７０４（隅格子点被覆処
理）の詳細を示すフローチャート。

【図９】図７におけるステップ７０７（格子点被覆処
理）の詳細を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０２…入出力処理、１０３…制御処理、１０４…候補
点生成処理、１０５…伝搬推定処理、１０６…候補点選
択処理。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 苗村 幹也 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 橋本 定芳 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所無線事業推進本部内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記憶手段と、データ入出力手段と、上記記
   憶手段に記憶されたデータに基づいてプログラムに従っ
   た所定の計算を行うためのデータ処理手段とを有する情
   報処理システムによる移動無線通信のための屋内基地局
   の配置決定方法において、 上記入出力手段から、建物の構造に関する情報を入力
   し、 上記構造データを前提として、建物内に予め設定した複
   数個の基地局候補点からの電波の伝搬範囲を推定し、各
   候補点における電波伝搬範囲の位置関係に基づいて、上
   記建物内の指定領域全体に一定品質の電波が届くように
   移動無線基地局の個数と配置位置を決定し、 上記決定された基地局の個数と配置位置を表す情報を上
   記入出力手段に出力することを特徴とする移動無線通信
   のための屋内基地局の配置決定方法。
2. 【請求項２】前記基地局の個数と配置位置の決定が、 建物内の指定領域全体を格子状に分割して各格子点を基
   地局の配置候補位置とし、これらの各候補点毎に、そこ
   に基地局を配置したと仮定した場合に電波が所定の品質
   で伝搬する範囲（以下、ゾーンと言う）を求めるステッ
   プと、 前記建物構造情報から、建物内部における壁の隅に位置
   する複数の格子点（以下、隅格子点と言う）を見つけ、
   上記隅格子点の全てを最小数のゾーンで被覆できる第１
   のゾーン組合せを見つける第１段階の選択ステップと、 上記第１のゾーン組合せと残りのゾーンから選択された
   少なくとも１つのゾーンとからなる第２の組合せの中か
   ら、最小数のゾーンで建物内の指定領域全体を被覆でき
   るゾーン組合せを見つける第２段階の選択ステップとか
   らなり、上記第２段階の選択ステップで選択された各ゾ
   ーンから、前記移動無線基地局の個数と配置位置を決定
   するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の屋内
   基地局の配置決定方法。
3. 【請求項３】前記各候補点毎に求めたゾーンについて、
   他のゾーンとの重なり具合をチェックし、もし、他のゾ
   ーンに包含されてしまうゾーンがあれば、そのゾーンお
   よび格子点を候補位置から除外して、前記第１段階およ
   び第２段階の選択ステップを実行することを特徴とする
   請求項２に記載の屋内基地局の配置決定方法。
4. 【請求項４】前記各ゾーンを、そのゾーンに含まれる格
   子点の集合によって定義することを特徴とする請求項２
   または請求項３に記載の屋内基地局の配置決定方法。
5. 【請求項５】前記第１段階の選択ステップで同数のゾー
   ンからなる第１の組合せが複数組あった場合に、該複数
   の組合せに対して前記第２段階の選択ステップを実行す
   ることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れかに記載
   の屋内基地局の配置決定方法。
6. 【請求項６】前記建物構造情報が建物の外壁と内壁の形
   状、材質を示す情報を含むことを特徴とする請求項２〜
   請求項５の何れかに記載の屋内基地局の配置決定方法。
7. 【請求項７】前記建物の構造情報が、建物図面から画像
   として入力されることを特徴とする請求項２〜請求項５
   の何れかに記載の屋内基地局の配置決定方法。
8. 【請求項８】前記建物の特定の領域を電波の伝搬範囲と
   して、前記移動無線基地局の個数と配置位置が決定され
   ることを特徴とする請求項２〜請求項７の何れかに記載
   の屋内基地局の配置決定方法。
9. 【請求項９】データを記憶するための記憶手段と、建物
   の構造情報の入力と計算結果を出力するためのデータ入
   出力手段と、上記記憶手段に記憶されたデータに基づい
   て所定の計算を行うためのデータ処理手段とからなり、
   上記データ処理手段が、 上記入出力手段から入力されて上記記憶手段に記憶され
   た建物の構造データと、予め上記記憶手段に用意してあ
   る建物内部における電波伝搬の解析アルゴリズムとを前
   提として、建物内に予め設定した複数個の基地局候補点
   からの電波の伝搬範囲を推定する手段と、 各候補点における電波伝搬範囲の位置関係に基づいて、
   上記建物内の指定領域全体に一定品質の電波が届くよう
   に移動無線基地局の個数と配置位置を決定し、上記決定
   された基地局の個数と配置位置を表す情報を上記入出力
   手段に出力するための手段とを有することを特徴とする
   移動無線通信のための屋内基地局配置決定システム。
10. 【請求項１０】前記電波の伝搬範囲を推定する手段が、
    前記建物内の指定領域全体を格子状に分割して各格子点
    を基地局の配置候補位置とし、これらの各候補点毎に、
    そこに基地局を配置したと仮定した場合に電波が所定の
    品質で伝搬する範囲（以下、ゾーンと言う）を求め、 前記基地局の個数と配置位置の決定および出力手段が、 前記建物構造情報から、建物内部における壁の隅に位置
    する複数の格子点（以下、隅格子点と言う）を見つけ、
    上記隅格子点の全てを最小数のゾーンで被覆できる第１
    のゾーン組合せを見つける第１の選択手段と、 上記第１のゾーン組合せと残りのゾーンから選択された
    少なくとも１つのゾーンとからなる第２の組合せの中か
    ら、最小数のゾーンで建物内の指定領域全体を被覆でき
    るゾーン組合せを見つける第２の選択手段とを有し、上
    記第２の選択手段で選択された各ゾーンから、前記移動
    無線基地局の個数と配置位置を決定することを特徴とす
    る請求項９記載の屋内基地局配置決定システム。