(57)【要約】無線ＬＡＮの通信品質を評価する際に実行するネットワークシミュレーションにおける処理量を削減し、設定した電波伝搬状況に基づくシミュレーションの計算時間を短縮させる。ネットワークシミュレーションを用いた無線ＬＡＮの通信品質評価方法のネットワークシミュレーションを実行するステップにおいて、端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなす。
2008044783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークシミュレーションを用いた無線ＬＡＮの通信品質評価方法であって、
ネットワークシミュレーションを実行するステップにおいて、
前記端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなす
ことを特徴とする無線ＬＡＮシステムの通信品質評価方法。
【請求項２】
アクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントへの到達状況を設定するステップと、
アクセスポイントへの端末の所属関係を設定するステップとを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮシステムの品質評価方法。
【請求項３】
ネットワークシミュレーションを実行するステップで、前記端末のトラフィックの送受信処理が、当該端末の所属するアクセスポイントで実行されるとみなす
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線ＬＡＮシステムの品質評価方法。
【請求項４】
アクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントへの到達状況を設定するステップで、アクセスポイント数と同一の行および列を有する行列を用いて、当該行列における行と列を、受信アクセスポイントと送信アクセスポイントとに対応付け、前記受信アクセスポイントにおける受信可能状況を１および０を用いて設定する
ことを特徴とする請求項１から請求項２の何れかに記載の無線ＬＡＮシステムの品質評価方法。
【請求項５】
ネットワークシミュレーションを実行する、無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置であって、
前記ネットワークシミュレーションを実行するネットワークシミュレーション部を備え、
前記ネットワークシミュレーション部は、ネットワークシミュレーションを実行する際に、端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなす
ことを特徴とする無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置。
【請求項６】
シミュレーションの対象となるネットワークのトポロジーを設定するトポロジー設定部と、
アクセスポイントが送信する電波が他のアクセスポイントに到達するか否かを示す電波伝搬状況を設定するアクセスポイント間電波伝搬状況設定部と、
前記トポロジー設定部によって設定されたトポロジーに含まれる端末が、どのアクセスポイントに属するのかを設定する端末所属アクセスポイント設定部とを備え、
前記ネットワークシミュレーション部は、前記各設定部が設定した条件にもとづいてネットワークシミュレーションを実行する
ことを特徴とする請求項５に記載の無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置。
【請求項７】
ネットワークシミュレーション部は、端末のトラフィックの送受信処理が、当該端末が所属するアクセスポイントで実行されるとみなす
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置。
【請求項８】
アクセスポイント間電波伝搬状況設定部は、アクセスポイント数と同一の行および列を有する行列を用いて、当該行列における行と列を、受信アクセスポイントと送信アクセスポイントとに対応付け、当該受信アクセスポイントにおける受信可能況を１および０を用いて設定することを特徴とする請求項５から請求項７の何れかに記載の無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置。
【請求項９】
ネットワークを介して、当該通信品質評価装置が出力した評価結果を他の端末に提供する評価結果提供手段を備えたことを特徴とする請求項５から請求項８の何れかに記載の無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置。
【請求項１０】
コンピュータに、
シミュレーション実行処理で、端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなす処理
を実行させるための通信品質評価プログラム。
【請求項１１】
コンピュータに、
アクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントへの到達状況を設定する到達状況設定処理と、
アクセスポイントへの端末の所属関係を設定する所属関係設定処理と、
前記到達状況設定処理および前記所属関係設定処理で設定された条件にもとづいてネットワークシミュレーションを実行するシミュレーション実行処理とを実行させるための
請求項１０に記載の通信品質評価プログラム。
【請求項１２】
コンピュータに、
シミュレーション実行処理で、端末のトラフィックの送受信処理が、当該端末の所属するアクセスポイントで実行されるとみなす処理を実行させるための
請求項１０または請求項１１に記載の通信品質評価プログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、
到達状況設定処理で、アクセスポイント数と同一の行および列を有する行列を用いて、当該行列における行と列を、受信アクセスポイントと送信アクセスポイントとに対応付け、前記受信アクセスポイントにおける受信可能状況を１および０を用いて設定する処理を実行させるための請求項１０から請求項１２の何れかに記載の通信品質評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮシステムの通信品質評価方法、通信品質評価装置および通信品質評価プログラムに関し、特に、ネットワークシミュレーションを用いた無線ＬＡＮシステムの通信品質評価方法、通信品質評価装置および通信品質評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークにおける通信品質の評価方法は、大別すると、実機を用いて測定を行って評価する方法と、仮想的なモデルをコンピュータ上で論理的に構成し、シミュレーションを行うことによって品質を算出して評価する方法の２種類に分類される。実機を用いて評価する方が実際の運用状況に近い結果が得られるため、より適切である。しかし、評価対象のネットワークが大規模であったり、複雑な構成である場合には、実際にその環境を構築するのに時間とコストを要する。そのため、シミュレーションを用いて評価する方法が現実的である。
ネットワークの通信品質を評価するために、ネットワークシミュレータが用いられている（文献１、文献２参照）。これらのシミュレータを用いて無線ＬＡＮの通信品質評価を行う場合、例えば図８に示されているような手順で行われる。
図８は、一般的なネットワークシミュレータの動作を簡略化して示すフローチャートである。ネットワークシミュレータは、まず、シミュレーションを実行する条件を設定する（ステップＳ８１０）。すなわち、ネットワークシミュレータは、トポロジー設定を行う処理（ステップＳ８１１）と、電波伝搬状況の設定を行う処理（ステップＳ８１２）と、その他シミュレーション条件の設定を行う処理と（ステップＳ８１３）とを実行する。ネットワークシミュレータは、ステップＳ８１１で、シミュレーションを行うネットワークのトポロジーを定義する。
図９はネットワークシミュレータが定義したトポロジーの一例を示すネットワーク構成図である。図９における構成では、ネットワークのトポロジーには、有線ネットワーク９１０と、スイッチ９２０と、アクセスポイント（以下、ＡＰと略記する）９３０と、端末９４０とが含まれる。
ネットワークシミュレータは、電波伝搬状況を設定する（ステップＳ８１２）。電波伝搬状況とは、ＡＰおよび端末を含む全無線ノード間の、電波の受信可能関係を示すものである。電波伝搬状況は、無線ＬＡＮのシミュレーションを行う際に、ある無線ノードから送信したパケットが、無線媒体上で他の無線ノードが送信したパケットと衝突して受信に失敗することや、無線媒体上にパケットが存在することによって送信が延期されることを判定することに利用される。また、電波伝搬状況は、各端末が所属するＡＰを決定するためにも使用される。そのため、ＡＰと端末を含む全ての無線ノード間の電波伝搬状況を把握して、設定する必要がある。
伝搬特性は、実測やシミュレーションによって求められるが、設定対象とする無線ノードが多くなるに従って、実測であれば作業量が、シミュレーションであれば計算量が多くなる。ネットワークシミュレータは、ステップＳ８１１で物理的な位置関係を入力しておき、その位置関係から距離減衰を計算する手法などを用いることによって、電波伝搬状況を設定することもある。端末が移動を伴う場合には、移動先ごとに、他の全無線ノードとの間の電波伝搬状況を設定する必要がある。そのため、端末が移動する場合には、さらに多くの作業量や計算量が必要になる。
ネットワークシミュレータは、ステップＳ８１３で、その他のシミュレーション条件を設定する。設定する条件としては、トラフィック負荷やトラフィック特性、伝送路の誤り特性などがある。
トラフィック負荷は、各端末が発生するトラフィックを設定することに相当する。例えば音声通信を想定した場合、通話数に相当する。
また、トラフィック特性は、評価するトラフィックの種類、例えば音声通信、Ｗｅｂ閲覧、ファイル転送、データベースアクセスなどに依存する。
伝送路の誤り特性は、無線伝送路では伝送誤りが存在するので、その特性について設定するものである。
以上のように各種条件を設定した後、ネットワークシミュレータは、ネットワークシミュレーションを実施する（ステップＳ８１４）。ステップＳ８１４では、各端末においてトラフィックが発生してから、行き先のノードに到達するまでの振る舞いをシミュレーションする。具体的には、各端末においてトラフィックが発生し、そのトラフィックがパケットとして構成されて、無線媒体を経てＡＰに受信され、適切な経路を選択しながら行き先ノードに到達するまでの振る舞いをシミュレーションする。
ネットワークシミュレータは、ステップＳ８１４において、全ノートにおけるパケット送受信の振る舞いをシミュレーションする。そのため、評価対象のネットワークが大規模である場合には、膨大な計算量となることがある。特に無線ノードにおけるパケット送受信は、特定少数ノードとのみ接続されている有線ノードと異なり、全ての無線ノードから送出されたパケットに基づいて待機や衝突の判定をする必要がある。その結果、計算量はきわめて大きく（多く）なる。
ステップＳ８１４におけるシミュレーションの過程では、各パケットの各処理における遅延時間や無線媒体での衝突による廃棄状況などが記録される。ステップＳ８１５では、これらシミュレーション中に記録された情報を、シミュレーション終了後に集計し、評価結果とする処理が実行される。そして、ステップＳ８１５の処理で集計した評価結果を外部ファイル、またはディスプレイ上などに利用者が理解できる形で表現する（ステップＳ８１６）。利用者は、この評価結果を確認して、評価対象の無線ＬＡＮにおける通信品質を評価することができる。
以上のように、一般的なネットワークシミュレータでは、電波伝搬状況を設定する際（上述したステップＳ８１２）に、ＡＰと端末を含めた全ての無線ノードの電波伝搬状況を設定する必要がある。そのため、設定に先立って全ての無線ノード間の電波伝搬状況を把握しなければならない。電波伝搬状況を把握する手段として、実機を用いて受信電力を測定する方法や、電波伝搬の統計モデルに基づいて計算する方法、または電波伝搬シミュレーションを行う方法などが用いられる。
文献１：特開平１１−００７４２１号公報（段落００５１−００６５、図１、図４、図５）
文献２：“ネットワークシミュレーションソフトＯＰＮＥＴ（オプネット）Ｍｏｄｅｌｅｒモデリング手法”［ｏｎｌｉｎｅ］、情報工房株式会社、［平成１８年９月２９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｏｈｏｋｏｂｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｏｐｎｅｔ／ｍｏｄｅｌｅｒ／ｏｐｎｅｔ＿ｍｏｄｅｌｅｒ＿ａ．ｈｔｍｌ＞
しかし、実機を用いた評価には、環境の構築や測定などに大きな作業量を要するという問題がある。さらに、置局設計を行っている段階での品質評価目的で用いる手段としては適切であるとはいえない。
また、統計モデルに基づいた計算や電波伝搬シミュレーションには、対象となる無線ノードが多くなると、計算量が増大し、導出に多大な時間を要してしまうという問題がある。これは、把握すべき電波伝搬状況が、評価対象となる無線ノード間の全ての組み合わせ数となるためである。
さらに、端末が移動する場合には、移動端末の移動先ごとに電波伝搬状況を把握しなければならず、その計算量は膨大なものとなり、より大きな時間を要することになる。
一般的なネットワークシミュレータのもう一つの問題として、シミュレーション実行時に、ある無線ノードの送信パケットの待機や衝突についての判定を行う際に、全ての無線ノードの送信状況と電波伝搬状況に基づいて判定する必要があるという点が挙げられる。そのため、処理量が多く、評価結果を得るのに多大な計算時間を要してしまう。
（目的）
そこで、本発明は、ネットワークシミュレーションを用いて無線ＬＡＮの通信品質を評価する際に、多大な計算量となる電波伝搬状況の把握処理を軽減させ、短時間での評価を可能とする無線ＬＡＮシステムの通信品質評価方法、通信品質評価装置および通信品質評価プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、ネットワークシミュレーションを用いて無線ＬＡＮの通信品質を評価する際に、多大な計算量となるシミュレーション時の送信パケットの待機や衝突に関する判定処理量を軽減させ、短時間での評価を可能とする無線ＬＡＮシステムの通信品質評価方法、通信品質評価装置および通信品質評価プログラムを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の無線ＬＡＮの通信品質評価方法によれば、ネットワークシミュレーションを用いた無線ＬＡＮの通信品質評価方法であって、ネットワークシミュレーションを実行するステップにおいて、端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなす。
本発明の無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置によれば、ネットワークシミュレーションを実行する、無線ＬＡＮシステムの通信品質評価装置であって、ネットワークシミュレーションを実行するネットワークシミュレーション部を含み、ネットワークシミュレーション部は、ネットワークシミュレーションを実行する際に、端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなす。
本発明の通信品質評価プログラムによれば、コンピュータに、シミュレーション実行処理で、端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなす処理を実行させる。
（効果）
本発明によれば、無線ＬＡＮシステムの通信品質評価において、通信品質の評価結果を得るのに要する時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の第１の実施例による通信品質評価装置の一構成例を示すブロック図である。
図２は、第１の実施例による通信品質評価装置の動作を示すフローチャートである。
図３は、電波伝搬状況の一例を示す説明図である。
図４は、ＡＰと端末の所属関係の一例を示す図である。
図５は、第２の実施例における無線ノードの扱い方の一例を示す説明図である。
図６は、通信品質評価装置をＡＳＰサービスとして活用する場合の一構成例を示すシステム構成図である。
図７は、図６における品質評価の手順を示すフローチャートである。
図８は、一般的なネットワークシミュレータの動作を簡略化して示すフローチャートである。
図９は、ネットワークシミュレータが定義したトポロジーの一例を示すネットワーク構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例による通信品質評価装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示されているように、第１の実施例による通信品質評価装置１００は、トポロジー設定部１０１と、ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２と、端末所属ＡＰ設定部１０３と、その他シミュレーション条件設定部１０４と、ネットワークシミュレーション部１０５と、シミュレーション結果集計部１０６と、評価結果出力部１０７とを含む。通信品質評価装置１００は、例えば、プログラムに従って処理を行うコンピュータで実現可能である。
トポロジー設定部１０１は、シミュレーションの対象となるネットワークのトポロジーを設定し、ネットワークシミュレーション部１０５にシミュレーション条件として提供する機能を有する。トポロジー設定部１０１は、例えば単純な設定例として、ＡＰ数のみを設定する。
ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２は、あるＡＰが送信する電波が他のＡＰへ到達するか否かを示す電波伝搬状況を設定し、ネットワークシミュレーション部１０５にシミュレーション条件として提供する機能を有する。ネットワークシミュレーション部１０５は、ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２から提供された情報を元に、パケット送信における待機や衝突の判定を行う。
端末所属ＡＰ設定部１０３は、トポロジー設定部１０１によって設定されたトポロジーに含まれる各端末が、どのアクセスポイントに所属するのかを設定する。そして、端末所属ＡＰ設定部１０３は、設定した内容をネットワークシミュレーション部１０５にシミュレーション条件として提供する機能を有する。端末所属ＡＰ設定部１０３においては、各ＡＰに所属する端末数のみを設定してもよい。
その他シミュレーション条件設定部１０４は、トラフィック量やトラフィック特性、伝送路の誤り特性などのネットワークシミュレーションに必要な条件を設定し、ネットワークシミュレーション部１０５に提供する機能を有する。
ネットワークシミュレーション部１０５は、各設定部から提供されたシミュレーション条件に基づいて、各ノードにおいて発生したトラフィックのパケットの送信から受信までがシミュレーションされ、遅延や損失に関する情報を記録する。
ネットワークシミュレーション部１０５によるシミュレーションでは、無線伝搬における振る舞いがシミュレートされる。具体的には、ネットワークシミュレーション部１０５は、ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２および端末所属ＡＰ設定部１０３によって設定された電波伝搬状況と各端末の所属ＡＰの情報とを元にパケットの待機や衝突について判定し、無線伝搬における振る舞いをシミュレーションする。
ネットワークシミュレーション部１０５によるシミュレーションが終了すると、シミュレーション結果集計部１０６によって、シミュレーション結果が集計される。具体的には、シミュレーション結果集計部１０６は、シミュレーション中に記録した各ノードにおけるパケットの遅延や損失率を、システム全体やチャネル毎等に、評価の内容に応じて平均値や最大値、最小値などを導出して評価結果とする。
シミュレーション結果集計部１０６がシミュレーション結果を集計して導出した評価結果は、評価結果出力部１０７へ出力される。評価結果の出力方法として、例えば、外部ファイルへの出力やディスプレイ上への表示などがある。
次に、通信品質評価装置１００の動作を図面を参照して説明する。図２は、通信品質評価装置１００の動作を示すフローチャートである。なお、図２では、図８に示された一般的なネットワークシミュレータにおける処理と同一の処理に対して、図８における符号と同一の符号が付されている。
無線ＬＡＮシステムの通信品質評価を行う場合、通信品質評価装置１００は、最初にシミュレーションを行うための条件設定を行う（ステップＳ８１０）。すなわち、具体的には、通信品質評価装置１００は、トポロジー設定を行う処理（ステップＳ８１１）と、ＡＰ−端末間の電波伝搬状況の把握を行う処理（ステップＳ２１１）と、端末の所属ＡＰを決定する処理（ステップＳ２１２）と、ＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況を把握する処理（ステップＳ２１３）と、ＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況と端末の所属ＡＰを設定する処理（ステップＳ２１４）と、その他のシミュレーション条件を設定する処理（ステップＳ８１３）とを実行する。
なお、本実施例による通信品質評価方法では、条件設定における処理が図８に示された処理と異なっている。具体的には、図８におけるステップＳ８１２の処理が、ステップＳ２１１〜Ｓ２１４の処理に置き換わっている。
図８に示された処理を実行するネットワークシミュレータは、ステップＳ８１２で、ＡＰと端末を含む全ての無線ノードに関する電波伝搬状況を把握し、設定する必要がある。しかし、第１の実施例による通信品質評価装置１００は、ＡＰ−端末間およびＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況を把握し（ステップＳ２１１〜Ｓ２１４）、端末の所属ＡＰとＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況のみを設定する。したがって、端末−端末間の電波伝搬状況について把握する必要はなくなるので、計算量を削減することができる。
条件設定として、通信品質評価装置１００は、最初にシミュレーション対象とするネットワークのトポロジーを設定する（ステップＳ８１１）。具体的には、トポロジー設定部１０１がトポロジーを設定する。なお、ステップＳ８１１における処理は、一般的なネットワークシミュレータが行う処理と同等である。トポロジー設定部１０１は、例えば、図９に示されているようなトポロジーを設定する。
なお、無線ＬＡＮ部分のみを評価する場合には、ＡＰ数と端末数のみを設定し、スイッチや有線ネットワークに関する設定を行わないこともある。また、端末に関しては、後述するステップＳ２１４で各ＡＰへの所属関係を設定するので、ステップＳ８１１では、ＡＰ数のみを設定してもよい。
次に、ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２は、ＡＰ−端末間の電波伝搬状況を把握する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１における処理は、次のステップＳ２１２における処理で端末の所属ＡＰを決定するための、ＡＰと端末間の電波伝搬状況を把握する処理である。なお、把握される電波伝搬状況は、あるＡＰが送信する電波が、他のＡＰへ到達するか否かを示している。
電波伝搬状況として、例えば受信電力、遅延スプレッド、ＳＮＲ（信号対雑音電力比）、ＳＩＲ（信号対干渉電力比）が挙げられるが、受信電力を利用するのが一般的である。
電波伝搬状況を把握する方法として、例えば実機を使用して評価対象となるシステムを実際に組み上げて実測する方法や、電波伝搬特性の統計モデルを用いて計算する方法、レイトレーシング法などを用いて電波伝搬をシミュレーションして導出する方法が挙げられる。
次に、端末所属ＡＰ設定部１０３は、ステップＳ２１１で把握した電波伝搬状況を元に、各端末が所属するＡＰを決定する（ステップＳ２１２）。端末の所属ＡＰの具体的な決定方法として、特定の受信電力（例えば、−８０ｄＢｍ）以上が得られるＡＰのうち、最大の受信電力となるＡＰを選択する方法などが挙げられる（用いられる）。本実施例では、所属ＡＰの決定方法について、特に限定しない。
ステップＳ２１２で各端末の所属ＡＰが決定されると、ＡＰ毎に所属する端末数を把握することが可能になる。なお、ステップＳ２１２で端末の所属ＡＰを把握することができるならば、ステップＳ２１１における処理はどのような手法を用いて実行されてもよい。例えば、ステップＳ２１１で用いられる電波伝搬状況の把握方法を、ＡＰと端末間の距離で判断するものとし、各端末において距離が最も近いＡＰを所属ＡＰであると決定してもよい。また、端末のＡＰに対する所属関係をあらかじめ決定してシミュレーションを実行する場合には、ステップＳ２１１を省略してもよい。その場合、ステップ２１２における処理で端末の所属ＡＰが決定される。さらにステップ２１２における処理では、各ＡＰに所属する端末の台数のみを決定してもよい。
次に、ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２は、ＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況を把握する（ステップＳ２１３）。電波伝搬状況とは、あるＡＰが送信する電波が、他のＡＰへ到達するか否かを示すものである。把握する電波伝搬状況としては、上述したＡＰ−端末間の場合と同様に、受信電力、遅延スプレッド、ＳＮＲ（信号対雑音電力比）、ＳＩＲ（信号対干渉電力比）などが挙げられるが、受信電力を利用するのが一般的である。電波伝搬状況を把握する方法としては、実機を使用して評価対象となるシステムを実際に組み上げて実測する方法や、電波伝搬特性の統計モデルを用いて計算する方法、レイトレーシング法などを用いて電波伝搬をシミュレーションして導出する方法などが挙げられる。
ステップＳ２１３における処理でＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況を把握した後、ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２および端末所属ＡＰ設定部１０３は、把握した電波伝搬状況と、ステップＳ２１２における処理で決定した各端末の所属ＡＰの情報とを、シミュレーション条件として設定する（ステップＳ２１４）。なお、ステップＳ２１４におけるＡＰ間電波伝搬状況設定は、ＡＰ間電波伝搬状況設定部１０２によって実行される。また、各端末の所属ＡＰの設定は、端末所属ＡＰ設定部１０３によって実行される。
シミュレーションで必要なＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況は、詳細な受信電力値等の情報ではなく、あるＡＰが送信したパケットが、他のＡＰにおいて受信可能であるか、または他のＡＰが送信したパケットと衝突するかを判断するための情報である。したがって、ステップＳ２１４で設定するＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況の最も単純な形態は、あるＡＰから送信した電波が、あるＡＰにおいて受信可能であるか否かを示すものである。
ＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況は、行列を用いて表現することができる。以下の式（１）は、図３に示されているようなトポロジーの場合において、ＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況を元に、受信可能関係を求めてその結果を行列で表現した例である。
【数１】
2008044783.tif 000003
図３に示されている例では、ＡＰが４台あることを想定している。そして、図３には、ＡＰ３０１はＡＰ３０２およびＡＰ３０４と互いに受信可能であるがＡＰ３０３とは互いに受信不可能、ＡＰ３０２は全ＡＰと互いに受信可能、ＡＰ３０３はＡＰ３０２とのみ互いに受信可能、ＡＰ３０４はＡＰ３０１およびＡＰ３０２と互いに受信可能であるがＡＰ３０３とは互いに受信不可能、という状況が表わされている。
式（１）で表された行列は、各行を受信ＡＰ、各列を送信ＡＰとみなしている。例えば、式（１）で表された行列には、各行に受信ＡＰの状況が表されていて、１行目から順にＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４の状況がそれぞれ表わされている。また、式（１）で表された行列には、各列に送信ＡＰの状況が表されていて、左（１列目）から順にＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４の状況がそれぞれ表わされている。
行列の値は、列で表されるＡＰが送信したときに、行で表されるＡＰが受信可能な場合は「１」、受信不可能な場合は「０」で表現する。例えば、受信ＡＰがＡＰ１、送信ＡＰがＡＰ３の場合には、互いに受信不可能であることを示す「０」を、行列の１行３列目に記載する。なお、送受信ＡＰが同一のＡＰの場合（１行１列目、２行２列目、・・・、ｎ行ｎ列目）は、「１」とする。
また、本実施例では、行列の行が受信ＡＰを示す、列が送信ＡＰを示しているが、逆（すなわち、行列の行が送信ＡＰを示し、列が受信ＡＰを示す）であってもかまわない。上記のように、ＡＰ間の受信可能関係を行列で記載することによって、受信電力の値をそのまま記載するような通常の方法と比較して、あるＡＰから受信可能な他のＡＰ数を容易に把握できる。また、設定を行うシミュレーションの利用者にとって、平易で扱いやすくなるというメリットがある。
端末の所属ＡＰの設定（ステップＳ２１４）においては、各端末とＡＰとの所属関係をひとつひとつ設定するのではなく、各ＡＰが何台の端末を所属させているのかという情報だけを設定してもよい。この場合、端末に関する処理（ステップＳ８１１およびステップＳ２１１）は省略され、各ＡＰに何台の端末が所属しているのかを決定（ステップＳ２１２）することになる。そして、その決定に基づいて、各ＡＰへの所属端末台数のみを設定する（ステップＳ２１４）。
また、端末が移動することを考慮したシミュレーションを行う場合には、各時刻におけるＡＰ−端末間の電波伝搬状況を把握し（ステップＳ２１１）、把握した各時刻における各端末の所属ＡＰの情報を設定する（ステップＳ２１４）。そして、後述するステップＳ２１５におけるシミュレーションの実行時に時刻毎に各端末の所属ＡＰを変化させることによって、移動する端末の振る舞いをシミュレーションする。
次に、その他シミュレーション条件設定部１０４は、その他のシミュレーション条件を設定する（ステップＳ８１３）。なお、ステップＳ８１３では、図８に示された方法の場合と同様に、トラフィック負荷やトラフィック特性、伝送路の誤り特性などが設定される。
トラフィック負荷は、各端末が発生するトラフィックを設定することに相当する。例えば音声通信を想定した場合、トラフィック負荷は、通話数に相当するものである。無線ＬＡＮの品質評価において、ひとつのＡＰと当該ＡＰに所属する端末とによって構成されるひとつのセルあたりに発生するトラフィック負荷は、収容量を評価するときなどの重要な指標となる。そして、セルあたりのトラフィック負荷は、通常、当該セル内の端末数に依存する。
上記のように設定するためには、各端末が同一のトラフィック負荷を発生するように設定すればよい。その場合、各セルにおけるトラフィック負荷は、当該セル内の端末数に依存した値となる。
トラフィック特性は、評価するトラフィックの種類、例えば音声通信、Ｗｅｂ閲覧、ファイル転送、データベースアクセスなどに依存する。伝送路の誤り特性は、また、無線伝送路では伝送誤りが存在するので、その特性を伝送路の誤り特性として設定する。
以上のように、ステップＳ８１０における処理は、シミュレーションを行うための各種条件を設定するための処理である。なお、図２に記載されているフローチャートでは、各ステップを順に実行するように記載されているが、互いに依存関係がない項目（例えばステップＳ８１３における処理と、その他のステップにおける処理）に関しては、実行順序について特に限定されるものではない。
条件設定が終了すると、設定した条件にしたがって、ネットワークシミュレーション部１０５は、ネットワークシミュレーションを実行する（ステップＳ２１５）。
一般的なネットワークシミュレーション（例えば、図８におけるステップＳ８１４の処理）と比較すると、ステップＳ２１５における処理では、無線の電波伝搬状況、すなわち、ある無線ノードの電波が他の無線ノードに到達するのかを示す情報の扱い方が異なる。一般的なネットワークシミュレーションでは、全てのＡＰと全ての端末に関する電波伝搬状況が設定されているので、ある無線ノードが送信したパケットに対して他の無線ノードが受信可能であるか否かは、それぞれ個別の無線ノードの電波伝搬状況に依存している。
一方、本実施例によるネットワークシミュレーションでは、ＡＰ−ＡＰ間の電波伝搬状況と端末の所属ＡＰについて設定しているのみである（ステップＳ２１４）。したがって、端末の電波伝搬状況に関しては、当該端末が所属するＡＰと同一であるとみなされる。すなわち、端末が送信する電波が、他のＡＰまたは他の端末に到達するか否かは、当該端末の所属するＡＰが送信する電波が、当該他のＡＰまたは当該他の端末に到達するか否かと同一に扱われる。
図４は、ＡＰ４０１〜４０４および端末４１１〜４１６が存在するシステムにおけるＡＰと端末の所属関係を示す図である。図４では、ＡＰ−端末間の直線で示されているように、端末４１１と端末４１２はＡＰ４０１に、端末４１３はＡＰ４０２に、端末４１４と端末４１５はＡＰ４０３に、端末４１６はＡＰ４０４にそれぞれ所属している。
例えば、本実施例によるネットワークシミュレーションでは、端末４１１と端末４１２の電波伝搬状況はＡＰ４０１と同一であるとして扱われる。同様に、端末４１３の電波伝搬状況はＡＰ４０２と、端末４１４と端末４１５の電波伝搬状況はＡＰ４０３と、端末４１６の電波伝搬状況はＡＰ４０４とそれぞれ同一であるとして扱われる。
また、ＡＰ４０１〜Ａ４０４の電波伝搬状況が図３におけるＡＰ３０１〜ＡＰ３０４で示されるような受信可能関係であるとすると、例えば、端末４１２と端末４１５との間の受信可能関係は、ＡＰ４０１とＡＰ４０３との受信可能関係と同一である。その場合、図３を参照すると、ＡＰ４０１（図３におけるＡＰ３０１に相当する）とＡＰ４０３（図３におけるＡＰ３０３に相当する）とは互いに受信不可能であると判断されることになる（すなわち、端末４１２から端末４１５への到達状況が、ＡＰ４０１からＡＰ４０３への到達状況と同じであるとみなす）。
シミュレーションにおいては、端末４１２がパケットを送信する場合に、無線媒体がビジー（端末４１２が受信可能な電波が無線媒体中に存在している状態）であるのか否かが判定される。その場合、一般的なネットワークシミュレーションでは、ＡＰ４０１〜ＡＰ４０４、および端末４１１〜端末４１６の全１０台の無線ノードの送信状況と、端末４１２に対する電波伝搬状況とを個別に確認する必要があった。しかし、本実施例によるネットワークシミュレーションでは、各ＡＰとそれに所属する端末をひとつのセルとみなして、セル毎の送信状況と、そのセルに属するＡＰの電波伝搬状況とに基づいて判定を行えばよい。すなわち、本実施例によるネットワークシミュレーションでは、ＡＰ数分の送信状況と、電波伝搬状況とを確認すればよい。なお、セル毎の送信状況では、セルに含まれるＡＰまたは端末のうちのいずれかが送信している場合には送信中、全く送信していない場合を非送信中とみなされる。
ステップＳ２１５でネットワークシミュレーションが終了すると、シミュレーション結果集計部１０６は、シミュレーション結果を集計し（ステップＳ８１５）、評価結果出力部１０７は評価結果を出力する（ステップＳ８１６）。ステップＳ８１５およびステップＳ８１６における処理は、図８に示された一般的なネットワークシミュレーションにおける処理と同一である。
シミュレーション結果集計部１０６は、シミュレーション中に記録したパケットの遅延や損失率を、セル単位やシステム全体として集計し、平均値や最大・最小値を導出する（ステップＳ８１５）。そして、評価結果出力部１０７は、導出された上記の評価結果を、利用者が評価を行うのに適した形式（外部ファイル出力やディスプレイへの表示など）で出力する（ステップＳ８１６）。利用者は出力された評価結果から評価対象の無線ＬＡＮが所望の品質を実現できるかを判断し、その結果を置局設計やパラメータ調整にフィードバックすることができる。
（第１の実施例による効果）
以上のように、第１の実施例による通信品質評価装置１００は、端末の電波伝搬状況を当該端末の所属するＡＰの電波伝搬状況と同一のものとして扱う。すなわち、端末−端末間の電波伝搬状況を設定する必要はない。その結果、本実施例によるネットワークシミュレーションでは、設定すべき電波伝搬状況の情報量が膨大になることがなく、また、シミュレーションにおける無線媒体のビジー状況の判定時に判定対象数が削減されるので、計算量を削減することができる。
（第２の実施例）
次に、本発明による第２の実施例を図面を参照して説明する。本実施例のネットワークシミュレーションは、図２に示されているフローチャートと同一の手順で実現されるが、無線ノードの取り扱いが、第１の実施例のネットワークシミュレーションの場合とは異なる。
図５は、第２の実施例におけるトポロジーの扱い方（無線ノードの扱い方）の一例を示す説明図である。ステップＳ８１１でシミュレーション対象のトポロジーが与えられ、ステップＳ２１４で端末の所属ＡＰの設定が行われた結果、ＡＰと端末の所属関係が図４に示されている所属関係になったとする。その場合、第２の実施例では、ネットワークシミュレーション（ステップＳ２１５）において、あるＡＰと当該ＡＰに所属する端末を一組としたセルを考慮し、そのひとつのセルをひとつの仮想無線ノードとみなす（図５参照）。
すなわち、本実施例では、図４におけるＡＰ４０１と、ＡＰ４０１に所属する端末４１１と端末４１２との３台を含むセルは、ひとつの仮想無線ノード５０１としてみなす。また、当該３台のトラフィックがひとつの仮想無線ノード５０１から送信され、またＡＰ４０１、端末４１１および端末４１２に向けたトラフィックはいずれの場合も仮想無線ノード５０１で受信されるとみなす。この場合、仮想無線ノード５０１の電波伝搬状況は、当該仮想無線ノードに含まれるＡＰであるＡＰ４０１の電波伝搬状況と同一であるとみなす（すなわち、端末４１１および端末４１２が所属するＡＰ４０１への到達状況と同じであるとみなす）。
なお、シミュレーションの実行の際には、仮想無線ノード５０１を新たに定義するのではなく、ＡＰ４０１に端末４１１と端末４１２が一体化しているとみなす方がより扱いやすい（すなわち、端末４１１および端末４１２のトラフィックの送受信処理がＡＰ４０１で実行されるとみなす）。具体的には、ＡＰ４０１が端末４１１と端末４１２のトラフィックの送受信も行うように制御することによって、上記の振る舞いを実現することができる。
（第２の実施例による効果）
以上のように、本実施例による通信品質評価装置１００は、ＡＰと当該ＡＰに所属している端末に関するシミュレーションを当該ＡＰでまとめて行う。そうすることによって、関連技術では、個別のＡＰと端末ごとにシミュレーションの処理を行っていたのに対して、セル毎にシミュレーションの処理を行えば済むので、処理量が削減され、シミュレーションに要する計算時間を短縮することができる。
次に、本発明の実施例による通信品質評価装置１００の活用例を説明する。図６は、通信品質評価装置１００をＡＳＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）サービスとして活用する場合の一構成例を示すシステム構成図である。図６におけるシステムは、通信品質評価装置１００と、ＡＳＰサーバ６０１と、ネットワーク６０２と、利用者端末６０３とを含む。ＡＳＰサーバ６０１は、ネットワークからのアクセスを受け付けて、情報の入出力を行うサーバであり、Ｗｅｂサーバを用いて構成してもよい。ネットワーク６０２はＡＳＰサーバ６０１と利用者端末６０３とを接続する媒体であり、ＬＡＮやインターネット、その他のいかなるネットワークでもよい。利用者端末６０３は、品質評価を所望する利用者が使用する端末であり、例えばＰＣや専用端末である。
次に、図６における通信品質評価の動作を説明する。図７は、図６における品質評価の手順を示すフローチャートである。まず、利用者によって評価を行う際の条件が利用者端末６０３に入力される（ステップＳ７０１）。入力方法として、条件を記載したファイルを生成する方法や、ＡＳＰサーバ６０１が提供するＷｅｂインターフェースを用いた入力方法などが想定される。入力した条件はネットワーク６０２を通してＡＳＰサーバ６０１に提供される。
次に、利用者によって入力された条件を、通信品質評価装置１００に設定する（ステップＳ７０２）。利用者によって入力された条件はＡＳＰサーバ６０１が保持しているが、ＡＳＰサーバ６０１はこの条件を通信品質評価装置の設定インタフェースに合わせて必要ならば変形し、設定する。この設定処理は、通信品質評価装置１００内の各設定部１０１〜１０４に対して行われる。条件が設定されると、図６に示すシステムにおいて品質評価が実行される（ステップＳ７０３）。
品質評価が終了すると、通信品質評価装置１００内の評価結果出力部１０７で評価結果が出力される。そして、ＡＳＰサーバ６０１は、評価結果出力部１０７が出力した評価結果を受け取る。ＡＳＰサーバ６０１は、受け取った出力（評価結果）を、必要に応じて変形し、ネットワークを通して利用者端末６０３に提供する（ステップ７０４）。利用者への提供方法としては、ファイル化した評価結果を利用者端末６０３からダウンロードさせる方法や、Ｗｅｂページ上に掲載して、利用者端末６０３からＷｅｂブラウザによってアクセスさせる方法などが考えられる。
本発明の上記実施例によれば、端末の電波伝搬状況を、所属するＡＰの電波伝搬状況と同一であるとみなすため、ＡＰの電波伝搬状況のみを設定することになり、把握しなければならない電波伝搬状況がＡＰ間のみとなるため、計算量が低減される。その結果、通信品質の評価結果を得るのに要する時間を短縮することが可能となる。
また、本発明の上記実施例によれば、端末の電波伝搬状況を、所属するＡＰの電波伝搬状況と同一であるとみなすため、シミュレーション実行時に、ある無線ノードの送信パケットの待機や衝突についての判定を行うにあたり、全ての無線ノードの送信状況と電波伝搬状況を確認する必要はなく、ＡＰとそのＡＰに所属する端末を一組としたセル単位での送信状況と電波伝搬状況を確認すればよいため、計算量が低減される。その結果、通信品質の評価結果を得るのに要する時間を短縮することが可能となる。
また、本発明の上記実施例によれば、ＡＰとそのＡＰに所属する端末の振る舞いを当該ＡＰに一体化させて扱うことよって、全ＡＰと全端末を含めた全ノード数分行っていたシミュレーション中の処理が、全ＡＰ数分の処理に削減される。その結果、通信品質の評価結果を得るのに要する時間を短縮することが可能となる。
以上好ましい実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
この出願は、２００６年１０月６日に出願された日本出願特願２００６−２７４９０７号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
本発明を通信ネットワークシステムに適用することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年5月14日(2008.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ネットワークシミュレーションを用いた無線ＬＡＮの通信品質評価方法であって、
ネットワークシミュレーションを実行するステップにおいて、
端末が送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末への到達状況を、当該端末が所属するアクセスポイントが送信する電波の他のアクセスポイントまたは他の端末が所属するアクセスポイントへの到達状況と同じであるとみなして前記ネットワークシミュレーションを実行する
ことを特徴とする無線ＬＡＮシステムの通信品質評価方法。
【国際調査報告】
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