WO2006135004A1 - 通信エリアの受信品質推定方法及びその装置並びにプログラム - Google Patents

Abstract

　移動通信システムにおいて、ハンドオーバするエリアをより高精度に推定することが可能な通信エリアの受信品質推定方法を得る。 　推定対象のエリアを微小区間に区切って、各微小区間において、複数の設置基地局５１，５２からの受信品質をそれぞれ把握し、各微小区間における受信品質と、当該微小区間と隣接微小区間との受信品質の差を参照すると共に、ハンドオーバ条件となる受信品質と受信品質の差が変化する変化点を検出することによって、ハンドオーバが発生するエリアを正確に推定する。

Description

明 細 書

通信エリアの受信品質推定方法及びその装置並びにプログラム 技術分野

[0001] 本発明は、移動通信システムにおける通信エリア内のハンドオーバエリアの推定を 行うための受信品質推定方法に関する。

背景技術

[0002] ユーザが移動する移動通信システムにおいて、ハンドオーバは通信品質に大きな 影響を与えるために、設計や運用においては、ハンドオーバが行われるエリア（以下 、ハンドオーバエリアと呼ぶ）を推定し、把握しておくことが好ましい。ハンドオーバェ リアが明らかになれば、設計の際に、ハンドオーバの発生頻度が少ない設計を行うこ とや、運用の際にハンドオーバが障害の要因になっているのを判断することが可能に なる。

[0003] 従来のハンドオーバエリアを推定する方法としては、市販のサイトサーベイツールで ある \irMagnet urveyor (http://www.toyo.co.jp/wlan/d_airmagnet— sv.ntml, http:// www.airmagnet.com/)"が挙げられる。このツールは、無線 LANの基地局からの受信 電力を実測した結果と、その実測結果に基づいた推定によって、各地点における受 信電力を、画面上に色彩表示（等高線別色彩表示）するというものである。このツー ルの一つの機能として、複数の基地局のカバーエリアがオーバラップしているエリア を、ハンドオーバエリアとして表示する機能が提供されてレ、る。

[0004] 一方、実際のハンドオーバ処理は、接続中基地局からの受信品質が規定値 (Qthと する）を下回るという条件と、移動先基地局と接続中基地局との受信品質の差が規定 値 (hとする）を上回るという条件との 2つの条件が達成された時点で行われるもので ある。受信品質の例としては、受信電力、遅延スプレッド、 SNR (信号対雑音電力比） 、 SIR (信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率 (ビットエラーレートやブロックェ ラーレート）などが挙げられ、それら単一値、若しくは複数の組み合わせを用いること も可能である。

[0005] 従って、移動中の端末は、接続中基地局の受信品質と、接続中基地局以外の基地 局のうち最良の受信品質となる基地局の受信品質とを監視し、上記条件が達成され た時点でハンドオーバ処理を行うことになる。これに対して、上述のサイトサーベイッ ールの技術により提供されているカバーエリアのオーバラップしているエリアは、単に 接続中基地局と他の基地局の受信品質が、共に規定の品質を上回っているエリアで あり、上記条件で示されるエリアとは異なることになる。すなわち、実際のハンドォー バは、接続中基地局の受信品質と、接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信 品質差とから判定され、ハンドオーバ条件達成の変化点で行われるため、単なる力 バーエリアの重なりはハンドオーバエリアとは一致しない。

[0006] なお、移動通信システムにおいて、サービスエリア内の複数の箇所における受信品 質を測定して、これら測定結果に基づいて、基地局の配置パターンを決定する技術 として、特許文献 1 , 2が挙げられる。

特許文献 1 :特開 2000— 333239号公報

特許文献 2：特開 2001— 285923号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 上述した従来技術における問題点は、ハンドオーバエリアを正確に推定できないこ とである。その理由は、実際のハンドオーバの条件では、ハンドオーバが行われるェ リアは単なるカバーエリアの重なりにはならないためである。また、特許文献 1， 2など に開示の技術では、サービスエリア内で基地局の配置を決定する際に、ハンドォー バが行われるであろうエリアを予測するものではない。

[0008] 本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは 、移動通信システムにおいて、ハンドオーバするエリアを、より高精度に推定すること が可能な通信エリアの受信品質推定方法及びその装置並びにプログラムを提供する ことにある。

[0009] 本発明の他の目的は、上記により推定したハンドオーバエリアに対して、ユーザが 移動する可能性のあるハンドオーバエリアを抽出することにより、ハンドオーバの頻度 を推定できるようにした通信エリアの受信品質推定方法及びその装置並びにプログ ラムを提供することである。 課題を解決するための手段

[0010] 本発明による無線通信エリアの受信品質推定方法は、複数の基地局からなる無線 通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生するエリアを推定する方 法であって、サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質 を把握する第一のステップと、前記受信品質を参照してハンドオーバエリアであること を推定する第二のステップとを含むことを特徴とする。

[0011] 本発明による無線通信エリアの受信品質推定装置は、複数の基地局からなる無線 通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが発生するエリアを推定する装 置であって、サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質 を把握する受信品質把握手段と、前記受信品質を参照してハンドオーバエリアであ ることを推定するハンドオーバエリア推定手段とを含むことを特徴とする。

[0012] 本発明によるプログラムは、複数の基地局からなる無線通信システムのサービスェ リアにおけるハンドオーバが発生するエリアを推定する装置の動作をコンピュータに 実行させるためのプログラムであって、サービスエリア内の任意の箇所において複数 の基地局からの受信品質を把握する第一の処理と、前記受信品質を参照してハンド オーバエリアであることを推定する第二の処理とを含むことを特徴とする。

[0013] 本発明の作用を述べる。推定対象のエリアを微小区間に区切って、各微小区間に おいて、複数の設置基地局からの受信品質をそれぞれ把握し、各微小区間における 受信品質と、当該微小区間と隣接微小区間との受信品質の差を参照すると共に、ハ ンドオーバ条件となる受信品質と受信品質の差が変化する変化点を検出することに よって、ハンドオーバが発生するエリアを正確に推定するものである。

発明の効果

[0014] 本発明によれば、接続中基地局の受信品質と、接続中基地局とハンドオーバ先基 地局との受信品質の差とを参照して、ハンドオーバ条件達成の変化点となるエリアを 判断することによって、実際のハンドオーバ条件と等価な判定方法となるので、ハンド オーバエリアを正確に推定できるという効果がある。また、本発明によれば、正確に 推定したハンドオーバエリアに、ユーザの移動頻度の情報を結合させることによって 、ユーザが移動する可能性のあるハンドオーバエリアを抽出するようにしたので、ハン ドオーバの頻度を推定できるとレ、う効果がある。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の第一および第二の実施の形態による品質推定装置の概略機能ブロッ ク図である。

[図 2]本発明の第一および第二の実施の形態の動作を示すフロー図である。

[図 3]本発明の第三の実施の形態による品質推定装置の概略機能ブロック図である

[図 4]本発明の第三の実施の形態の動作を示すフロー図である。

[図 5]本発明の第一の実施例を説明するための模式図である。

[図 6]図 5の各観測点グリッドにおける受信電力の例を示す図である。

[図 7]図 5の推定対象エリア全体におけるハンドオーバエリア推定例を示す図である。

[図 8]本発明の第二の実施例を説明するための模式図である。

[図 9]図 8の各観測点グリッドにおける受信電力の例を示す図である。

[図 10]図 8の推定対象エリア全体におけるハンドオーバエリア推定例を示す図である

[図 11]本発明の第三の実施例における建物フロア図と利用者の動線の例を示す図 である。

[図 12]本発明の第三の実施例におけるハンドオーバエリアの推定例を示す図である

[図 13]本発明の第三の実施例における観測点グリッド毎の移動頻度の把握例である

[図 14]本発明の第三の実施例におけるハンドオーバ頻度の推定結果表示例を示す 図である。

符号の説明

[0016] 1 品質推定装置

101 システム構成情報入部

102 伝搬特性取得部

103 HO (ハンドオーバ）エリア推定部 104 結果出力部

105 動線把握部

106 HO (ハンドオーバ）発生頻度計算部

107 結果表示部

発明を実施するための最良の形態

[0017] (第一の実施の形態）

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。図 1は 、本発明の第一の実施の形態による品質推定装置の概略機能ブロック図である。図 1を参照すると、本発明の品質推定装置 1は、システム構成情報入力部 101と、伝搬 特性取得部 102と、 HOエリア推定部 103と、結果出力部 104とを有している。なお、 図においては、ハンドオーバを HOと略記している。

[0018] システム構成情報入力部 101は、推定対象とする無線通信エリアにおける構造物 情報や無線通信システム情報の他、ユーザの情報などをも入力するものである。伝 搬特性取得部 102は、システム構成情報入力部 101から提供された基地局の情報 を参照して、伝搬特性を取得し、受信品質を把握するものである。 HOエリア推定部 1 03は、伝搬特性取得部 102で取得した受信品質を参照して、ハンドオーバエリアを 推定し、記録するものである。結果出力部 104は、 H〇エリア推定部 103において推 定されたハンドオーバエリアを、ディスプレイ等を用いて出力するものである。

[0019] 図 2は本発明の第一の実施の形態の動作を示すフローチャートである。図 1、図 2を 用いて、本発明の第一の実施の形態の動作について説明する。ステップ S101にお いては、オペレータにより、システム構成情報入力部 101を用いて、推定対象とする 無線通信エリアにおける構造物や無線通信システム、ユーザに関する設計情報が入 力される。具体的には、例えば、推定対象エリアの地図や、建物フロアなどの図面や 、各構造物の情報、基地局の設置位置 ·送信電力'アンテナの指向性などの情報で ある。

[0020] ステップ S 102においては、伝搬特性取得部 102において、システム構成情報入力 部 101を用いて入力された情報を用いて、伝搬特性が把握される。この把握される 伝搬特性データは、推定対象エリアを、微小区間に区切った各区間を観測点グリッド として定義したときの、各観測点グリッドにおける、各基地局からの受信品質である。 具体的な伝搬特性の把握方法としては、レイトレーシングや統計的推定手法などの 公知の手法を用いてシミュレーションを行ってもよいし、実際に設置した基地局から 電波を送信して、測定器を用いて受信、測定してもよい。

[0021] ステップ S103以降、 HOエリア推定部 103において、ハンドオーバエリアの推定が 行われる。ステップ S103は観測点グリッド毎に推定が行われていくためのループ端 である。以降、推定処理中の観測点グリッドを、推定対象観測点グリッドと呼ぶ。ステ ップ S104は接続基地局毎に推定が行われていくためのループ端である。

[0022] なお、図においては、基地局をアクセスポイントとして、 APと略記している。以下、 推定処理中の接続基地局を推定対象接続基地局と呼ぶ。各観測点グリッドにおいて 、各基地局を接続基地局とみなして推定が行われてレ、くことになるが、これは、実際 のハンドオーバが端末を有するユーザの移動推移によって同じ場所においても接続 基地局が異なる可能性があるため、このような処理を行うのである。

[0023] ステップ S105では、推定対象観測点グリッドが、推定対象接続基地局に接続する ことが可能であるか否かが判定される。推定対象観測点グリッドにおける、推定対象 接続基地局からの受信品質が、通信可能な最低品質を満たさない場合、当該推定 対象接続基地局は接続基地局とはなりえなレ、。ステップ S105が Noの判定であれば 、ハンドオーバエリアにはなりえないので、ステップ S109に進む。ステップ S105が Y esの判定であれば、ハンドオーバエリアになる可能性があるので、ステップ S106に 進む。

[0024] ステップ S106では、推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局に対し て、ハンドオーバ先の候補となる基地局（以降、ハンドオーバ先基地局と呼ぶ）が抽 出される。ハンドオーバ先基地局として抽出される基地局は、推定対象接続基地局 以外の基地局で、推定対象観測点グリッドにおける受信品質が最も高い基地局であ り、かつ、受信品質が通信可能となる最低品質を満たしていることが条件となる。抽出 された基地局が最低品質を満たしていない場合、当該推定対象観測点グリッドはハ ンドオーバエリアにはなりえないので、ステップ S109に進む。満たしている場合は、 ハンドオーバエリアになる可能性があるので、ステップ S107に進む。 [0025] ステップ S107では、推定対象観測点グリッドが、推定対象接続基地局の場合に、 ハンドオーバを行うことになるか否かが推定される。以下の条件 1, 2のいずれかを満 たす場合には、推定対象観測点グリッドはハンドオーバエリアであると推定される。な お、推定対象接続基地局からの受信品質に関する規定値として Qth、推定対象接続 基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質差の規定値として hを定義する。

[0026] 条件 1：推定対象観測点グリッドと当該グリッドに隣接するグリッド (以下、隣接グリツ ドとする）の受信品質に関して、隣接グリッドにおける推定対象接続基地局の受信品 質が所定規定値 Qth以下で、かつ推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基 地局とハンドオーバ先基地局との受信品質差が、所定規定値 h未満で、かつ隣接グ リツドにおける推定対象観接続基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が 所定規定値 h以上となる場合。

[0027] 条件 2 :隣接グリッドにおいて推定対象接続基地局とハンドオーバ先基地局との受 信品質差が、 h以上で、かつ推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局 からの受信品質が、 Qth以上で、かつ隣接グリッドにおける推定対象接続基地局から の受信品質が、 Qth未満となる場合。

[0028] このように、推定対象接続基地局の受信品質と、推定対象接続基地局とハンドォー バ先基地局の受信品質の差分を考慮すると共に、推定対象観測点グリッドとのその 隣接グリッドとの間で、規定値を跨いで変化することを検出することによって、ハンドォ ーバ条件達成の変化点を検出することが可能となるために、実際のハンドオーバ条 件と同等となるエリアを推定することが可能になる。

[0029] なお、第一の実施の形態においては、推定対象観測点グリッドから隣接グリッドに 移動する際に、ハンドオーバが発生するとみなすので、段落「0021」及び「0022」で 述べた最低品質の判定に関しては、推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続 基地局の受信品質、および隣接グリッドにおけるハンドオーバ先基地局の受信品質 、最低品質を満たしていれば十分である。

[0030] また、シミュレーションなどを用いて把握した電波伝搬特性に対して、上記手法によ りハンドオーバが行われるエリアを推定すると、冗長なエリアが推定されることがある。 これは、推定に際して、単純に受信品質だけを判定の材料にしているためであり、現 実の動作を考慮して、当該エリアをより限定することもできる。エリアをより限定するた めに、前記条件に以下の制限を、いすれか、若しくは両方をカ卩えることもできる。

[0031] 制限 1：推定対象接続基地局と推定対象観測点グリッドとの距離、および推定対象 接続基地局と隣接グリッドとの距離を算出し、前者より後者のほうが大きい、すなわち 、推定対象観測点グリッドから隣接グリッドへの移動が、推定対象接続基地局に対し て遠ざかることを意味する場合のみ、ハンドオーバエリアであるとみなす。これは、現 実の動作として、接続中の基地局から距離が遠ざかることによって、別の基地局へハ ンドオーバすることが通常であるためである。

[0032] 制限 2 :推定対象接続基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質差の規定値と して h' (h' >hとする）を定義し、推定対象観測点グリッドおよび隣接グリッドにおける 推定対象接続基地局とハンドオーバ先基地局と受信品質差が、両者共に h'以上で ある場合、ハンドオーバエリアではないとみなす。これは、両グリッドにおけるハンドォ ーバ先基地局の受信品質が既に十分大きくなつている場合には、当該推定対象ダリ ッドに至る以前に、ハンドオーバをしてレ、る可能性が大きいと考えられるためである。

[0033] ステップ S107において、ハンドオーバエリアであると推定されると、ステップ S108 に進み、当該推定対象観測点グリッドが推定対象接続基地局のときに、ハンドォー バ先基地局へハンドオーバするハンドオーバエリアであることが記録される。ハンドォ 一バエリアであると推定されない場合、ステップ S109に進む。

[0034] ステップ S109は、推定対象観測点グリッドにおいて推定対象接続基地局に接続し ているときにハンドオーバするか否かの推定を終えたループ端である。ここで、ステツ プ S104に戻り、推定対象接続基地局が別の基地局とされて、ステップ S105以降の フローが実行され、全ての基地局が推定対象接続基地局とされるまで、上記処理が 繰り返される。

[0035] ステップ S110は、一つの推定対象観測点グリッドにおいて、各基地局を接続基地 局とみなしたときの推定を終えたループ端である。ここで、ステップ S103に戻り、推定 対象観測点グリッドが別の観測点グリッドとされて、ステップ S104以降のフローが実 行され、全ての観測点グリッドが推定対象観測点グリッドとされるまで、上記処理が繰 り返される。 [0036] 以上の動作フローによって、全ての観測点グリッドにおいて、全ての基地局が接続 基地局とみなされたときに、ハンドオーバエリアとなるか否かの推定が行われることに なる。 HOエリア推定部 103はこの推定結果を結果出力部 104に提供するのである。

[0037] ステップ S111において、結果出力部 104はハンドオーバエリアの推定結果を出力 する。出力する際には、観測点グリッド毎にハンドオーバエリアの推定結果に応じて、 色、あるいは模様を変化させる。受信品質を色や模様で表現することによって、推定 した結果を推定対象エリア全体にわたって俯瞰することが容易となる。具体的な結果 出力方法としては、例えば、ディスプレイなどの表示装置を用いて、推定対象エリア の地図や建物フロア図などの構造物情報の上に重ねて、ハンドオーバエリアのみを 彩色表示する。このように表示することによって、実際の構造物の位置関係とハンド オーバエリアとが、閲覧者にとって分力、り易ぐ設計や運用に活用し易すレ、ものとなる

[0038] (第二の実施の形態）

次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態では 、上述した第一の実施の形態の動作フローである図 2のステップ S107における処理 力 以下のように行われる。なお、本実施の形態の品質推定装置の機能ブロック、お よびその他の動作フローは、先の第一の実施の形態と同一であるものとする。

[0039] ステップ S107は、推定対象観測点グリッドが、推定対象接続基地局の場合にハン ドオーバが行われることになるか否かを推定するステップであり、本例では、以下の 条件 3, 4のいずれ力を満たす場合、推定対象観測点グリッドはハンドオーバエリアで あると推定される。なお、推定対象接続基地局からの受信品質に関する規定値として 、 Qthlおよび Qth2、推定対象接続基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質差 の規定値として、 hiおよび h2を、それぞれ定義するものとする。

[0040] 条件 3 :推定対象観測点グリッドと隣接するグリッドの受信品質に関して、推定対象 接続基地局からの受信品質が Qthl以下で、かつ推定対象接続基地局とハンドォー バ先基地局からの受信品質の差が、 hi以上 h2以下の場合。

[0041] 条件 4 :推定対象接続基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が hi以上 で、かつ推定対象接続基地局からの受信品質が Qthl以上 Qth2以下の場合。 [0042] このように、推定対象接続基地局の受信品質と、推定対象接続基地局とハンドォー バ先基地局との受信品質の差分が考慮されると共に、 2値の規定値の範囲内にある ことが検出されることによって、ハンドオーバ条件達成の変化点とみなすことで、実際 のハンドオーバ条件と同等となるエリアの推定が可能となる。

[0043] 本第二の実施の形態では、先の第一の実施の形態と比較して、ある観測点グリッド に対して、他の観測点グリッドと比較する必要がなくなるので、処理を高速に行うこと が可能である。また、 Qthl， Qth2 , hi, h2を決定する際に、平均的なユーザの移 動速度を考慮し、移動速度が高いときには、 Qthlと Qth2、 hiと h2の幅を、それぞ れに広く取るようにすることで、より正確なハンドオーバエリアを推定することが可能と なる。接続基地局とハンドオーバ先基地局からの受信品質を測定する際に、移動速 度が速い場合、ある測定点から次の測定点にいたるまでに、長い距離を移動すること になるためである。

[0044] (第三の実施の形態）

次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。本第三の実施の形態では、 先の第一の実施の形態および第二の実施の形態を用いて推定されたハンドオーバ エリアについて、地図や建物フロア図におけるユーザの動線などのような、移動機で ある端末の使用者の移動性向によって重み付けをなすことによって、ハンドオーバの 発生頻度を推定するようになってレ、る。

[0045] 図 3は本第三の実施の形態による品質推定装置の機能ブロック図であり、図 1と同 等部分は同一符号により示している。本品質推定装置 1は、システム構成情報入力 部 101、伝搬特性取得部 102、 HOエリア推定部 103、動線把握部 105、 HO発生頻 度計算部 106、結果表示部 107を含んで構成されている。

[0046] システム構成情報入力部 101では、推定対象エリアにおけるユーザの動線情報な どを含むものとする。図 4は本実施の形態の動作を示す処理フロー図である。図 3お よび図 4を参照して、本実施の形態の動作にっレ、て説明する。

[0047] 先ず、図 4のステップ S301において、先の第一の実施の形態や第二の実施の形 態による手法を用いて、ハンドオーバエリアが推定される。次に、ステップ S302では 、動線把握部 105において、システム構成情報入力部 101から得られたユーザの動 線情報が参照されて、伝搬特性取得部 102で規定される観測点グリッド毎の移動頻 度が算定される。具体的な移動頻度の算定方法の例としては、各観測点グリッドにお いて、グリッド上を通る動線の本数を数えて数値化する方法などがある。

[0048] ステップ S303では、ステップ S301とステップ S302において導出された観測点ダリ ッド毎のハンドオーバエリアおよび移動頻度を結合して、ハンドオーバ発生頻度が計 算される。具体的な計算例としては、ステップ S302で把握された移動頻度の数値に 対して、当該観測点グリッドがハンドオーバエリアと推定されている場合には "1 "を、 ハンドオーバエリアと推定されていない場合には" 0"を、それぞれ乗算することによつ て、動線上で、かつハンドオーバエリアとなっている観測点グリッドのみ力 値を持つ ように計算される。

[0049] ステップ S304では、ステップ S303で計算されたハンドオーバ発生頻度を表示する 。表示の際には、観測点グリッド毎にステップ S303で計算されたハンドオーバ発生 頻度の値に応じた色や模様を用い、ディスプレイなどの表示装置を用いて、地図や フロア図上に重ねる形で表示される。このように、ハンドオーバの発生頻度を推定し た結果を、推定対象エリアの地図や建物フロア図の上に重ねて表示すると、容易に ハンドオーバの発生頻度の高いエリアを把握することができる。その結果、設計の際 に基地局の設置位置や送信電力を調整することによって、ハンドオーバの発生頻度 を低減させるように考慮することが可能となる。

[0050] (第四の実施の形態）

次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。この第四の実施の形態では 、上述した第一の実施の形態の動作フローである図 2のステップ S107における処理 が、以下のように行われる。なお、本実施の形態の品質推定装置の機能ブロックおよ びその他の動作フローは、先の第一の実施の形態と同一であるものとする。

[0051] 本実施の形態では、ステップ S107では、推定対象観測点グリッドが、推定対象基 地局の場合に、ハンドオーバできない通信不安定エリアとなるか否かが推定される。 以下の条件 5を満たす場合には、推定対象観測点グリッドは通信不安定エリアである と推定される。なお、第一の実施の形態と同様に、推定対象接続基地局からの受信 品質に関する規定値として _Qthを、推定対象接続基地局とハンドオーバ先基地局と の受信品質差の規定値として hを、それぞれ定義する。

[0052] 条件 5 :推定対象観測点グリッドにおける推定対象接続基地局の受信品質が所定 規定値 Qth以下、かつ推定対象接続基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質 の差が所定規定値 h以下の場合。

[0053] このように、推定対象接続基地局に対する受信品質が、ハンドオーバを行う品質に まで低下しているにもかかわらず、ハンドオーバ先基地局の品質が十分ではない場 合には、通信が不安定になることが予想されるので、通信不安定エリアとして定義す る。通信不安定エリアに関しても、ハンドオーバエリアと同様に表示装置を用いて、地 図や建物フロア図などの構造物情報の上に重ねて彩色表示することによって、実際 の構造物の位置関係と通信不安定エリアとが把握でき、通信不安定エリアを減少さ せるようにパラメータを調整することが可能となる。本実施の形態は、第一や第二の 実施の形態と組み合わせて使用することも可能である。

実施例

[0054] (第一の実施例）

以下に、本発明の第一の実施の形態についてより良く理解すベぐ本実施の形態 に従つた第一の実施例について説明する。図 5は本実施例を説明するための模式 的な図であり、推定対象エリアを碁盤目状に区切り、一つの格子を観測点グリッドとし て、左上から順に識別番号を付している。また、基地局は 2つ設置されており、それぞ れ基地局 51、基地局 52とする。図 2のステップ S101〜S102を経て、これらの基地 局から、各観測点グリッドへの受信品質が取得され、例えば、図内の各グリッドでは、 図 6に示すようなデータが得られる。

[0055] ステップ S103で一つの観測点グリッドが取り上げられ、ステップ S104で一つの基 地局が接続基地局として取り上げられる。ここでは、観測点グリッド 17が推定対象観 測点グリッドとして取り上げられ、基地局 51が推定対象接続基地局として取り上げら れているとする。ステップ S105では、観測点グリッド 17において、接続基地局である 基地局 51からの受信品質が接続可能品質であるかが判定される。ここでは、接続可 能品質 (最低品質)を受信電力— 80dBmとする。観測点グリッド 17における基地局 5 1からの受信電力は— 64dBmであり、接続可能品質を上回っているので、接続可能 であると判定される。

[0056] 次に、ステップ S106において、推定対象接続基地局以外の基地局で最高の受信 品質となる基地局がハンドオーバ先基地局として選択されるが、この例では、基地局 51以外の基地局は基地局 52しかないので、基地局 52がハンドオーバ先基地局とし て選択される。第一の実施の形態では、推定対象観測点グリッドにおけるハンドォー バ先基地局の品質を確認する必要はない。

[0057] ステップ S107において、ハンドオーバエリアであるか否かの推定が行われる。推定 に用いられる規定値 Qthと hを、ここでは、それぞれ一 70dBm， 5dBとする。

[0058] ハンドオーバエリアの推定にあたって、先ず、観測点グリッド 17の右隣の隣接グリツ ドである観測点グリッド 18の受信品質を確認する。観測点グリッド 17と 18における、 接続基地局である基地局 51からの受信電力は、 _ 64dBmから _ 71dBmに変化し ており、これは Qthの値である _ 70dBmを跨いで変化していることになる。これは、条 件 2の一部に合致している。次に、接続基地局とハンドオーバ先基地局との受信品 質差は 8dB力ら 4dBとなっており、隣接グリッドにおける受信品質の差は hの値を 下回っている。観測点グリッド 17における右隣の隣接グリッドとの関係においては、 Q thを跨いで変化している力 S、隣接グリッドにおける受信品質の差は hを下回っている ため、ハンドオーバエリアであるという推定はなされない。

[0059] 一方、観測点グリッド 17の下の隣接グリッドである観測点グリッド 29の受信品質から 判断すると、接続基地局である基地局 51からの受信電力は 64dBmから 60dB mに変化し、これは両者共に Qthの値である 70dBmを上回っている。また、接続 基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質差は一 8dBから一 8dBとなっており、ど ちらも hの値を下回っている。従って、ハンドオーバエリアであるという推定はなされな レ、。

[0060] このように、推定対象エリア内の各観測点グリッドに対して、 P 接グリッドの受信品質 を参照しながら、ハンドオーバエリアの推定を行っていく。ハンドオーバエリアとして推 定される観測点グリッドの例としては、観測点グリッド 68が挙げられる。観測点グリッド 68とその下隣接グリッドである 80において、接続基地局である基地局 51からの受信 品質は一 77dBmから一 78dBmへと変化しており、 P 接グリッドにおける受信品質が Qth ( 70dBm)以下となってレヽる。

[0061] また、ハンドオーバ先基地局である基地局 52と、接続基地局である基地局 51との 受信品質の差は、 17dB力 4dBへと、 hの値である 5dBを跨いで変化している。この 両グリッドの関係は、先の条件 1を満たしているので、観測点グリッド 68はハンドォー バエリアであると推定されることになる。なお、図 5において、曲線 53は接続アクセス ポイントの受信品質が Qthとなる位置を示し、曲線 54は受信品質差力 ¾iとなる位置を 示している。

[0062] また、この例では、 P 接するグリッドとして、右および下のグリッドを取り上げた力 上 や左、右上、右下、左上、左下などのように、全方位に対して同様の推定を行っても 良い。

[0063] 以上のようなハンドオーバエリアの推定を、各基地局を推定対象接続基地局として 、各観測点グリッドを推定対象観測点グリッドとして実行する。図 7は推定対象の建物 フロア図に重ねて、ハンドオーバエリアと推定したグリッドを、例えば、赤などで着色し て表示させるものである力 \本図では、斜め格子ハッチングで表している。このフロア 図には、部屋や机が矩形状に記載されている。このように、地図や建物フロア図と重 ねて表示することによって、ハンドオーバが発生する可能性がある場所を容易に確認 すること力 Sできる。

[0064] (第二の実施例）

次に、本発明の第二の実施の形態についてより良く理解すベぐ本実施の形態に 従った第二の実施例について説明する。図 8は本実施例を説明するための模式的な 図であり、図 8では、推定対象エリアを碁盤目状に区切り、一つの格子を観測点グリツ ドとして、左上から識別番号を付している。また、基地局は二つ設置されており、基地 局 51 , 52であることは図 5と同様である。

[0065] 図 2のステップ S101〜S102を経て、これらの基地局から、各観測点グリッドへの受 信品質が取得され、例えば、図 8の各グリッドでは図 9に示すようなデータが得られる とする。ステップ S103で、一つの観測点グリッドが取り上げられ、ステップ S104で、 一つの基地局が接続基地局として取り上げられる。ここでは、観測点グリッド 30が推 定対象観測点グリッドとして取り上げられ、基地局 51が推定対象接続基地局として取 り上げられているとする。

[0066] ステップ S105では、観測点グリッド 30において、接続基地局である基地局 51から の受信品質が接続可能品質であるかが判定される。接続可能品質を受信電力— 80 dBmとすると、観測点グリッド 17における基地局 51からの受信電力は _ 71dBmであ るので、接続可能であると判定される。次に、ステップ S106において、接続基地局以 外の基地局で最高の受信品質となる基地局がハンドオーバ先基地局として選択され る力 この例では、基地局 51以外の基地局は基地局 52しかないので、基地局 52が ハンドオーバ先基地局として選択され、同基地局が接続品質を満たすかが判定され る。推定対象基地局以外の基地局が複数ある場合には、受信電力が最大となる基地 局が選択される。

[0067] 観測点グリッド 30における基地局 52からの受信電力は _ 67dBmであり、接続可能 品質である受信電力一 80dBm以上となっているので、ハンドオーバ先基地局として 抽出されることになる。そして、ステップ S107において、ハンドオーバエリアであるか 否かの推定が行われる。推定に用いられる規定値 Qthl , Qth2 , hi, h2を、ここで は、それぞれ 72dBm, - 70dBm, 3dB, 5dBとする。

[0068] 観測点グリッド 30の接続基地局である基地局 51からの受信電力は— 71dBmで、 接続基地局である基地局 51とハンドオーバ先基地局である基地局 52との受信電力 の差は 4dBである。これらの値は、受信品質の差が hi以上で、かつ受信品質が Qth 1以上、 Qth2以下である条件 4に相当しているので、ハンドオーバエリアであると推 定される。

[0069] このように、推定対象エリア内の各観測点グリッドに対して、ハンドオーバエリアの推 定を行っていく。ハンドオーバエリアとして推定されない観測点グリッドの例としては、 観測点グリッド 66が挙げられる。観測点グリッド 66は、接続基地局である基地局 51か らの受信電力が— 71dBm、接続基地局である基地局 51とハンドオーバ先基地局で ある基地局 52との受信電力の差が _ ldBである。受信品質差が _ ldBであるため、 条件 3、条件 4共に満たすことがなぐハンドオーバエリアとは推定されない。なお、図 8において、曲線 83は接続アクセスポイントの受信品質が Qthlとなる位置を示し、曲 線 84は受信品質差が h2となる位置を示し、曲線 85は接続アクセスポイントの受信品 質が Qth2となる位置を示す。

[0070] また、この例では、隣接するグリッドとして、右および下のグリッドを取り上げた力 \上 や左、右上、右下、左上、左下などのように、全方位に対して同様の推定を行っても 良い。

[0071] 以上のようなハンドオーバエリアの推定を、各基地局を推定対象接続基地局として 、各観測点グリッドを推定対象観測点グリッドとして実行する。図 10は、推定対象の 建物フロア図に重ねて、ハンドオーバエリアと推定したグリッドを、例えば、赤などで 着色して表示させるものである力 本図では、斜め格子ハッチングで表している。この フロア図には、部屋や机が矩形状に記載されている。地図や建物フロア図と重ねて 表示することによって、ハンドオーバが発生する可能性がある場所を容易に確認する こと力 Sできる。

[0072] (第三の実施例）

次に、本発明の第三の実施の形態についてより良く理解すベぐ本実施の形態に 従った第三の実施例にっレ、て説明する。図 11は無線通信システムを設計しようとす る建物のフロア図と、そこで無線通信システムを利用することになるユーザの動線の 例を示したものである。フロア図には、矩形状の部屋や机が記載されており、曲線で 動線が記載されている。

[0073] 先ず、この設計対象建物に対して、先に説明した第一または第二の実施の形態に よる方法を用いて、ハンドオーバエリアを推定する（図 4のステップ S301)。この場合 のハンドオーバエリアを推定した例力 図 12に斜め格子ハッチングで示されており、 この例では、基地局 51 , 52が、図示のように、フロアの左上の部分と右下の部分とに 配置されているものとする。

[0074] 次に、観測点グリッド毎に移動頻度を把握する (ステップ S302)。図 13はこの移動 頻度を把握した例であり、動線の密度によって移動頻度 1 (最低）〜 4 (最高）の 4段階 を定義し、それぞれ異なる色、あるいは模様で観測点グリッドを表すことができるが、 図 13では、移動頻度 1に対して白、 2に対して左下がり斜線ハッチング、 3に対して右 下がり斜線ハッチング、 4以上に対して斜め格子ハッチングなどで区分けしている。

[0075] この後、ハンドオーバエリアの推定結果と移動頻度の把握結果を結合して、ハンド オーバ頻度を計算する（ステップ S303)。この例では、ハンドオーバエリアの推定値 を 0 (ノヽンドオーバエリアではないと推定）、または 1 (ノヽンドオーバエリアとして推定）と し、移動頻度の 1〜4と乗算することによって、 0〜4の 5段階で評価する。そして、そ の結果を出力する（ステップ S304)。図 14は、このようにして算出した結果を、フロア 図と共に表示したものであり、例えば、ハンドオーバ頻度 0を白、 1を左下がり斜線ハ ツチング、 2を右下がり斜線ハッチング、 3を粗い斜め格子ハッチング、 4を密な斜め 格子ハッチングに、それぞれ表示することが可能である。

[0076] この結果から、フロア中央部分ではハンドオーバの頻度が高くなり、受信品質の劣 化が見込まれることが容易に推測できる。従って、この結果を活用すると、基地局の 位置や送信電力を変更することによって、ハンドオーバエリアを移動させてハンドォ ーバ頻度が低くなるように設計することができる。

[0077] (第四の実施例）

以下に、本発明の第四の実施の形態についてより良く理解すベぐ本発明の第四 の実施例について説明する。本実施例では、第一の実施例と同様に、図 5、図 6を用 いて説明する。図 5と図 6を参照すると、観測点グリッド 18における接続基地局である 基地局 51の受信電力は— 71dBmであり、ハンドオーバ先基地局である基地局 52の 受信電力は— 67dBmである。推定に用いられる規定値 Qthと hを、ここでは、それぞ れー 70dBm, 5dBmとすると、観測点グリッド 18は、受信電力が Qth以下で、接続基 地局とハンドオーバ先基地局との受信電力の差力 ¾dBmであるので、条件 5を満た すことになるため、通信不安定エリアと判断される。以上のような通信不安定エリアの 推定を、各基地局を推定対象接続基地局として、各観測点グリッドを推定対象観測 点グリッドとして実行する。

[0078] なお、上述した各実施の形態の動作フローは、予め ROMなどの記録媒体に、その 動作手順を格納しておき、これをコンピュータにより読み取らせて実行させることがで きることは明白である。上記実施例では、受信品質として受信電力値を用いているが 、これに限定されることなぐ例えば、受信データのエラーレートや SIR (信号対干渉 波電力比）などを用いても良いものである。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが 発生するエリアを推定する方法であって、

サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する 第一のステップと、

前記受信品質を参照してハンドオーバエリアであることを推定する第二のステップと を含むことを特徴とする無線通信エリアの受信品質推定方法。

[2] 前記受信品質として、受信電力、遅延スプレッド、 SNR (信号対雑音電力比）、 SIR

(信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率のうち単一、あるいは複数の組み合わ せを用いることを特徴とする請求項 1記載の受信品質推定方法。

[3] 前記第二のステップにおいて、

推定対象箇所と当該箇所に隣接する箇所の受信品質を参照して、前記隣接する 箇所における接続中基地局の受信品質が所定規定値 Qth以下で、かつ前記推定対 象箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所 定規定値 h未満で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局とハンドォー バ先基地局との受信品質の差が所定規定値 h以上となる場合、

または、前記隣接する箇所において前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地 局との受信品質の差が前記 h以上で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中 基地局からの受信品質が前記 Qth以上で、かつ前記隣接する箇所における前記接 続中基地局からの受信品質が前記 Qth未満となる場合、

当該箇所を前記ハンドオーバエリアであると推定することを特徴とする請求項 1記載 の受信品質推定方法。

[4] 前記第二のステップにおいて、接続中基地局と推定する箇所との距離、および推 定する箇所と隣接する箇所との距離を算出し、前記推定する箇所との距離より前記 推定する箇所と隣接する箇所との距離のほうが大きい場合に、当該箇所を前記ハン ドオーバエリアであると推定することを特徴とする請求項 3記載の受信品質推定方法

[5] 前記第二のステップにおいて、推定する箇所および推定する箇所と隣接する箇所 における接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が、両者とも前記 規定値 hより大きい所定規定値 h'以上である場合、当該箇所を前記ハンドオーバェ リアと推定しないことを特徴とする請求項 3記載の受信品質推定方法。

[6] 前記第二のステップにおいて、

推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値 Qt hi以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定 規定値 hi以上および所定規定値 h2以下の場合、または前記接続中基地局と前記 ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記 hi以上、かつ前記接続中基地局の 受信品質が前記 Qthl以上所定規定値 Qth2以下の場合、当該箇所を前記ハンドォ 一バエリアと推定することを特徴とする請求項 1記載の受信品質推定方法。

[7] 前記第二のステップにおいて、推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地 局の受信品質が所定規定値 Qth以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基 地局との受信品質の差が所定規定値 h以下の場合、当該箇所をハンドオーバできな い通信不安定ヱリアと推定することを特徴とする請求項 1記載の受信品質推定方法。

[8] 推定した前記ハンドオーバエリアとユーザの移動頻度の情報とを結合させて、ハン ドオーバの頻度を推定する第三のステップを、更に含むことを特徴とする請求項 1記 載の受信品質推定方法。

[9] 前記第二のステップによる推定結果を色または模様で表現し、前記サービスエリア における構造物情報と重ねて表示する第四のステップを、更に含むことを特徴とする 請求項 1記載の受信品質推定方法。

[10] 前記第三のステップによる推定結果であるハンドオーバの頻度を色または模様で 表現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する第四のステップを 、更に含むことを特徴とする請求項 8記載の受信品質推定方法。

[11] 複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが 発生するエリアを推定する装置であって、

サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する 受信品質把握手段と、

前記受信品質を参照してハンドオーバエリアであることを推定するハンドオーバエリ ァ推定手段とを含むことを特徴とする無線通信エリアの受信品質推定装置。

[12] 前記受信品質として、受信電力、遅延スプレッド、 SNR (信号対雑音電力比）、 SIR

(信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率のうち単一、あるいは複数の組み合わ せを用いることを特徴とする請求項 11記載の受信品質推定装置。

[13] 前記ハンドオーバエリア推定手段は、

推定対象箇所と当該箇所に隣接する箇所の受信品質を参照して、前記隣接する 箇所における接続中基地局の受信品質が所定規定値 Qth以下で、かつ前記推定対 象箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所 定規定値 h未満で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局とハンドォー バ先基地局との受信品質の差が所定規定値 h以上となる場合、

または、前記隣接する箇所において前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地 局との受信品質の差が前記 h以上で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中 基地局からの受信品質が前記 Qth以上で、かつ前記隣接する箇所における前記接 続中基地局からの受信品質が前記 Qth未満となる場合、

当該箇所を前記ハンドオーバエリアであると推定することを特徴とする請求項 11記 載の受信品質推定装置。

[14] 前記ハンドオーバエリア推定手段は、

接続中基地局と推定する箇所との距離、および推定する箇所と隣接する箇所との 距離を算出し、前記推定する箇所との距離より前記推定する箇所と隣接する箇所と の距離のほうが大きい場合に、当該箇所を前記ハンドオーバエリアであると推定する ことを特徴とする請求項 13記載の受信品質推定装置。

[15] 前記ハンドオーバエリア推定手段は、

推定する箇所および推定する箇所と隣接する箇所における接続中基地局とハンド オーバ先基地局との受信品質の差が、両者とも前記規定値 hより大きい所定規定値 h'以上である場合、当該箇所を前記ハンドオーバエリアと推定しないことを特徴とす る請求項 13記載の受信品質推定装置。

[16] 前記ハンドオーバエリア推定手段は、

推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値 Qt hi以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定 規定値 hi以上および所定規定値 h2以下の場合、または前記接続中基地局と前記 ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記 hi以上、かつ前記接続中基地局の 受信品質が前記 Qthl以上所定規定値 Qth2以下の場合、当該箇所を前記ハンドォ 一バエリアと推定することを特徴とする請求項 11記載の受信品質推定装置。

[17] 前記ハンドオーバエリア推定手段は、

推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値 Qt h以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定規 定値 h以下の場合、当該箇所をハンドオーバできない通信不安定エリアと推定するこ とを特徴とする請求項 11記載の受信品質推定装置。

[18] 推定した前記ハンドオーバエリアとユーザの移動頻度の情報とを結合させて、ハン ドオーバの頻度を推定する頻度推定手段を、更に含むことを特徴とする請求項 11記 載の受信品質推定装置。

[19] 前記ハンドオーバエリア推定手段による推定結果を色または模様で表現し、前記 サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する表示手段を、更に含むことを特 徴とする請求項 11記載の受信品質推定装置。

[20] 前記頻度推定手段による推定結果であるハンドオーバの頻度を色または模様で表 現し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する表示手段を、更に 含むことを特徴とする請求項 18記載の受信品質推定装置。

[21] 複数の基地局からなる無線通信システムのサービスエリアにおけるハンドオーバが 発生するエリアを推定する装置の動作をコンピュータに実行させるためのプログラム であって、

サービスエリア内の任意の箇所において複数の基地局からの受信品質を把握する 第一の処理と、

前記受信品質を参照してハンドオーバエリアであることを推定する第二の処理とを 含むことを特徴とするプログラム。

[22] 前記受信品質として、受信電力、遅延スプレッド、 SNR (信号対雑音電力比）、 SIR

(信号対干渉雑音電力比）、伝搬損失、誤り率のうち単一、あるいは複数の組み合わ せを用いることを特徴とする請求項 21記載のプログラム。

[23] 前記第二の処理において、

推定対象箇所と当該箇所に隣接する箇所の受信品質を参照して、前記隣接する 箇所における接続中基地局の受信品質が所定規定値 Qth以下で、かつ前記推定対 象箇所における前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所 定規定値 h未満で、かつ前記隣接する箇所における前記接続中基地局とハンドォー バ先基地局との受信品質の差が所定規定値 h以上となる場合、

または、前記隣接する箇所において前記接続中基地局と前記ハンドオーバ先基地 局との受信品質の差が前記 h以上で、かつ前記推定対象箇所における前記接続中 基地局からの受信品質が前記 Qth以上で、かつ前記隣接する箇所における前記接 続中基地局からの受信品質が前記 Qth未満となる場合、

当該箇所を前記ハンドオーバエリアであると推定することを特徴とする請求項 21記 載のプログラム。

[24] 前記第二の処理において、接続中基地局と推定する箇所との距離、および推定す る箇所と隣接する箇所との距離を算出し、前記推定する箇所との距離より前記推定 する箇所と隣接する箇所との距離のほうが大きい場合に、当該箇所を前記ハンドォ 一バエリアであると推定することを特徴とする請求項 23記載のプログラム。

[25] 前記第二の処理において、推定する箇所および推定する箇所と隣接する箇所にお ける接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が、両者とも前記規定 値 hより大きい所定規定値 h'以上である場合、当該箇所を前記ハンドオーバエリアと 推定しないことを特徴とする請求項 23記載のプログラム。

[26] 前記第二の処理において、

推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局の受信品質が所定規定値 Qt hi以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地局との受信品質の差が所定 規定値 hi以上および所定規定値 h2以下の場合、または前記接続中基地局と前記 ハンドオーバ先基地局との受信品質の差が前記 hi以上、かつ前記接続中基地局の 受信品質が前記 Qthl以上所定規定値 Qth2以下の場合、当該箇所を前記ハンドォ 一バエリアと推定することを特徴とする請求項 21記載のプログラム。

[27] 前記第二の処理において、推定する箇所の受信品質を参照して、接続中基地局 の受信品質が所定規定値 Qth以下、かつ前記接続中基地局とハンドオーバ先基地 局との受信品質の差が所定規定値 h以下の場合、当該箇所をハンドオーバできない 通信不安定エリアと推定することを特徴とする請求項 21記載のプログラム。

[28] 推定した前記ハンドオーバエリアとユーザの移動頻度の情報とを結合させて、ハン ドオーバの頻度を推定する第三の処理を、更に含むことを特徴とする請求項 21記載 のプログラム。

[29] 前記第二の処理による推定結果を色または模様で表現し、前記サービスエリアに おける構造物情報と重ねて表示する第四の処理を、更に含むことを特徴とする請求 項 21記載のプログラム。

[30] 前記第三の処理による推定結果であるハンドオーバの頻度を色または模様で表現 し、前記サービスエリアにおける構造物情報と重ねて表示する第四の処理を、更に 含むことを特徴とする請求項 28記載のプログラム。