(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動測定車に搭載されて移動し、サービスエリア内の電界強度の測定を行う電界強度測定装置において、
単位時間間隔毎に前記移動測定車の現在位置の絶対位置座標を求める位置測定手段と、
前記単位時間間隔毎に電界強度値を求める電界強度測定手段と、
前記移動測定車が所定長の測定区間を順次通過する際、各測定区間毎に、前記移動測定車の単位時間間隔毎の移動距離あるいは移動速度を前記絶対位置座標から算出し、前記電界強度測定手段によって得られる単位時間間隔毎の電界強度値とこれらの単位時間間隔毎の移動距離あるいは移動速度とに基づいて、当該測定区間内の電界強度値を算出し、算出した値を該測定区間の電界強度値として当該測定区間の終点または始点の絶対位置座標とともに記憶する測定結果処理手段と
を具備することを特徴とする電界強度測定装置。
【請求項２】
移動測定車に搭載されて移動し、サービスエリア内の電界強度の測定を行う電界強度測定装置において、
単位時間間隔毎に前記移動測定車の現在位置の絶対位置座標を求める位置測定手段と、
前記単位時間間隔毎に電界強度値を求める電界強度測定手段と、
前記移動測定車が所定長の測定区間を順次通過する際、各測定区間毎に、前記移動測定車の単位時間間隔毎の移動距離を前記絶対位置座標から算出し、前記電界強度測定手段によって得られる単位時間間隔毎の電界強度値とこれらの単位時間間隔毎の移動距離との各乗算値を算出し、前記各乗算値の累積加算値を当該測定区間の距離で除した値を、該測定区間の電界強度値として記憶する測定結果処理手段と
を具備することを特徴とする電界強度測定装置。
【請求項３】
前記位置測定手段は、ＧＰＳ受信機を用いて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電界強度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、移動通信のサービスエリア内の電界強度の測定に使用される電界強度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動通信のサービスエリア内の電界強度を測定する方法として、図６に示すものがあった。この図６において、１は移動通信のサービスエリア内を移動しつつ受信レベルを測定する移動測定車であり、電界強度測定器１１、距離センサ１２および制御装置１３からなる電界強度測定装置を有している。また、２はサービスエリア内の所定の位置に固定された送信機である。
【０００３】
このような構成において、移動測定車１は、例えば図７に例示するようにサービスエリア内の道路１０を移動しつつ、送信機２から送信される電波を受信し、受信した電波の電界強度を電界強度測定器１１により測定する。図８は、この移動測定車１の移動に伴う電界強度の測定結果の変化を例示するものであり、横軸が移動測定車１の移動距離、縦軸が電界強度、曲線Ａが電界強度の変化を表している。
【０００４】
また、移動測定車１が移動すると、車軸の回動が距離センサ１２によって検出され、移動測定車１が所定距離ΔＬだけ移動する毎に距離パルスが出力される。制御装置１３は、この距離パルスによって電界強度測定器１１の測定結果をサンプリングし、電界強度のサンプルデータ列を生成する。
【０００５】
そして、図７に例示する道路１０に沿った各点での電界強度を求める場合には、道路１０を各々長さがＬとなるように等分割した各測定区間毎に当該区間内での平均的な電界強度を求める。すなわち、サンプリングを行う間隔ΔＬを１ｍ、受信レベルのサンプルデータをＥi、測定区間Ｌ内において行う電界強度のサンプリング回数をＮ（＝Ｌ／ΔＬ）とした場合、制御装置１３は以下に示す式に従って測定区間Ｌ内における受信レベルの平均値Ｅを求める。
【数１】
0003660388.tif 000002
以上の処理が各測定区間について行われ、道路１０上の各測定区間での平均的な電界強度が得られる。
【０００６】
このような測定は、距離パルスの取得が必須であり、車両に距離パルスを取り出すための専用の距離センサ１２の取り付けるための車両の改造等が必要となる欠点を有している。
【０００７】
一方、このように距離センサを用いる代りに、例えば、図９に示すようにＮＡＶＳＴＥＲ／ＧＰＳ等の位置測定装置１４を電界強度測定器１１および制御装置１３とともに移動測定車１に載せた装置が知られている。
【０００８】
この構成において、制御装置１３は、電界強度測定器１１によって測定された電界強度を時間的にサンプリングし、この結果得られるサンプルデータ列と位置測定装置１４によって求められる位置情報とに基づいて各測定区間内の電界強度を簡易に算出する。以下、その算出方法について説明する。
【０００９】
図１０（ａ）は、移動測定車１の移動経路を直線で表している。図１０（ａ）において、Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2，…は、移動経路上に一定距離Ｌだけ離間して設定された各通過点であり、これらの各通過点のうち隣り合ったものの間の区間が各々測定区間である。制御装置１３は、移動測定車１がこれらの各拠点を通過するのを位置測定装置１４から得られる位置情報に基づいて検知する。また、図１０（ｂ）は、移動測定車１の移動の際に経過時間を直線で表している。図１０（ｂ）において、Ｔ0，Ｔ1，Ｔ2，…は、移動測定車１が各通過点Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2，…を各々通過する時刻を表している。
【００１０】
制御装置１３は、これらの位置および時刻の検知結果と電界強度の測定結果に基づいて各測定区間での平均的な電界強度を算出する。すなわち、図１０（ａ）において移動測定車１は時間［Ｔi-1,Ｔi］の間に区間［Ｌi-1,Ｌi］を通過するが、制御装置１３は、この時間［Ｔi-1,Ｔi］においてΔＴ毎に電界強度のサンプリングを行うことにより得られたＭ個のサンプルデータＥ（ｔ）＝Ｅ（ΔＴ）、Ｅ（２ΔＴ）、Ｅ（３ΔＴ）、・・・Ｅ（ＭΔＴ）を用い、以下に示す式に従って区間Ｌｉでの電界強度Ｅを算出する。
【数２】
0003660388.tif 000003
【００１１】
以上説明した位置測定装置を用いた電界強度測定装置の場合、移動測定車１の移動速度が等速度（ｖ（ｔ）＝ｖで一定）であれば、距離間隔△Ｌで電界強度をサンプリングして演算処理した結果と時間間隔を△Ｔ＝△Ｌ／ｖとして電界強度をサンプリングして演算処理した結果とは等しくなる。
【００１２】
しかしながら、移動測定車１の移動速度ｖ（ｔ）がダイナミックに変化すると、一定時間間隔で電界強度のサンプリングを行ったのでは、サンプリングを行う間に移動測定車１が移動する距離△Ｌが一定とならないため、測定区間内の平均的な電界強度の演算処理結果が不正確なものとなってしまう場合がある。
【００１３】
例えば、図１１に示すように測定区間をＬ＝１０ｍとして電界強度を算出するものとする。また、この場合における測定区間Ｌ内の電界強度の平均値は（１０＋２）／２＝６ｄＢであったとする。この場合において、例えば、サンプリング間隔を１秒とし、移動測定車１が５ｍ／秒の一定速度で測定区間を移動するものとすると、この場合の測定区間内での電界強度の時間平均値は（１０＋２）／２＝６ｄＢとなり、本来の平均値が算出される。しかしながら、移動測定車１が位置Ｐ1で９秒間停止して、その後、一定速度５ｍ／秒で移動した場合には、電界強度の時間平均値は（９＊１０＋２）／１０＝９．２ｄＢとなり、区間の電界強度の本来の平均値（＝６ｄＢ）とは大きく異なったものが得られてしまう。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、以上説明した各従来技術の欠点を克服した電界強度測定装置を提供しようとするものである。すなわち、本発明の目的は、位置測定装置を用いることにより距離センサを不要とし、しかも、移動速度が時間的に変化する状況下においても上述したような不具合を生じることなく正確に電界強度を求めることができる電界強度測定装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、移動測定車に搭載されて移動し、サービスエリア内の電界強度の測定を行う電界強度測定装置において、単位時間間隔毎に前記移動測定車の現在位置の絶対位置座標を求める位置測定手段と、前記単位時間間隔毎に電界強度値を求める電界強度測定手段と、前記移動測定車が所定長の測定区間を順次通過する際、各測定区間毎に、前記移動測定車の単位時間間隔毎の移動距離あるいは移動速度を前記絶対位置座標から算出し、前記電界強度測定手段によって得られる単位時間間隔毎の電界強度値とこれらの単位時間間隔毎の移動距離あるいは移動速度とに基づいて、当該測定区間内の電界強度値を算出し、算出した値を該測定区間の電界強度値として当該測定区間の終点または始点の絶対位置座標とともに記憶する測定結果処理手段とを具備することを特徴とする電界強度測定装置を要旨とする。
請求項２に係る発明は、移動測定車に搭載されて移動し、サービスエリア内の電界強度の測定を行う電界強度測定装置において、単位時間間隔毎に前記移動測定車の現在位置の絶対位置座標を求める位置測定手段と、前記単位時間間隔毎に電界強度値を求める電界強度測定手段と、前記移動測定車が所定長の測定区間を順次通過する際、各測定区間毎に、前記移動測定車の単位時間間隔毎の移動距離を前記絶対位置座標から算出し、前記電界強度測定手段によって得られる単位時間間隔毎の電界強度値とこれらの単位時間間隔毎の移動距離との各乗算値を算出し、前記各乗算値の累積加算値を当該測定区間の距離で除した値を、該測定区間の電界強度値として記憶する測定結果処理手段とを具備することを特徴とする電界強度測定装置を要旨とする。
請求項３に係る発明は、前記位置測定手段は、ＧＰＳ受信機を用いて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電界強度測定装置を要旨とする。
【００１６】
【作用】
上記発明によれば、単位時間間隔毎に電界強度値が求められ、移動測定車の現在位置の絶対位置座標が求められる。そして、絶対位置の変化に基づいて移動測定車の移動距離または移動速度が求められ、この移動距離等と電界強度値とに基づいて一定距離毎の電界強度値が求められる。
【００１７】
【実施例】
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
＜第１実施例＞
図１はこの発明の第１実施例による電界強度測定装置を示す構成図である。この図に示すように、本実施例による電界強度測定装置は、ＮＡＶＳＴＥＲ／ＧＰＳ受信機による位置測定装置１４、電界強度測定器１１、制御装置１３、表示装置１５および記録装置１６からなり、移動測定車１に搭載されて移動通信のサービスエリア内を移動するものである。
【００１８】
図２は、移動測定車１が所定の経路に沿って移動する様子を示している。本実施例では、所定の単位時間毎に受信電界強度のサンプリングを行い、この単位時間よりも長い所定の周期毎に上記サンプリングにより得られたサンプルデータから平均的な電界強度を算出を行い、その記録を行う。図２に示す経路上には、Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2，…等が記されているが、これらのうちＬ0は電界強度の測定を開始したスタート地点、Ｌ1，Ｌ2，…等は電界強度の記録を行った地点を例示したものである。これらの各地点のうち隣接する各地点はいずれも一定距離Ｌだけ離れている。そして、これらの各地点によって挟まれた各区間が平均的な電界強度の算出を行う測定区間である。位置測定装置１４からは移動測定車１の現在位置の位置座標（経度Ｘ、緯度Ｙ）および測定開始点Ｌ0からの道のり距離Ｄを表す各データが出力され、これらは単位時間毎に制御装置１３により取得される。制御装置１３は、これらの取得情報および測定により得られた電界強度のサンプルデータに基づいて各測定区間における電界強度を算出するための各処理を行う。なお、位置測定装置１４として使用するＮＡＶＳＴＥＲ／ＧＰＳ受信機によっては、道のり距離Ｄを出力しないものもあるが、その場合は緯度Ｘ，緯度Ｙを用いて道のり距離Ｄを計算すればよい。ＮＡＶＳＴＥＲ／ＧＰＳについては、例えば、編著  日本測地学会：ＧＰＳ−人工衛星による精密測位システム−（日本測量学会、１９８９）に詳細に説明されている。
【００１９】
図３は本実施例における制御装置１３が実行する測定アルゴリズムを示すものである。この図を参照し、本実施例の動作を説明すると次の通りである。
（１）制御装置１３は、電界強度測定器１１から得られる電界強度の測定結果を一定のサンプリング時間間隔△Ｔでサンプリングし、電界強度のサンプルデータＥ（ｉ△Ｔ）（ｉ＝０，１，２，…）を生成する（図３（ｂ）および（ｃ）参照）。
【００２０】
（２）制御装置１３は、一定の平均化間隔Ｔ（図３（ａ）参照）毎に下記式に示す演算を行い、当該平均化間隔内において生成される電界強度のサンプルデータの平均値△Ｅｉ（図３（ｄ）における△Ｅ1，△Ｅ2，△Ｅ3，…）を求める（図３（ｄ）参照）。
【数３】
0003660388.tif 000004
ただし、上記式においてｍは平均化個数であり、ｍ＝Ｔ／△Ｔである。
【００２１】
（３）以上の処理と並行し、制御装置１３は、上記平均化間隔Ｔ毎にその時間内の移動距離△Ｌｉを求める（図３（ｅ）におけるΔＬ1，ΔＬ2，…）。ここで、移動距離△Ｌｉは、位置測定装置１４から時間間隔Ｔ毎に得られる道のり距離Ｄに基づいて以下のように求められる。
【数４】
0003660388.tif 000005
但し、道のり距離が得られない場合は、位置情報Ｘ，Ｙを用いて、近似的に２点間の直線距離として以下のように求めることも可能である。
【数５】
0003660388.tif 000006
【００２２】
（４）そして、制御装置１３は、以上のようにして取得した各情報に基づき、各測定区間（各々長さＬ）での電界強度Ｅを求める。ここで、電界強度Ｅは、当該測定区間を通過する間に各平均化時間間隔Ｔ毎に得られた電界強度△Ｅｉ（ｉ＝１，２，…）に対して、各平均化時間間隔Ｔ毎の移動距離△Ｌｉ（ｉ＝１，２，…）で重み付けを行い、次式のようにして求めることができる。
【数６】
0003660388.tif 000007
ただし、上記式において、
【数７】
0003660388.tif 000008
であり、ｍは当該測定区間を通過するまでに求めた電界強度の値△Ｅｉの個数（すなわち、移動距離△Ｌｉの個数）である。制御装置１３は、このようにして得られる測定区間での電界強度Ｅを当該測定区間の終点（あるいは始点）の絶対位置座標を表す情報（位置測定装置１４からの取得情報）とともに記録装置１６へ記録する。
【００２３】
以上のように、本実施例においては、時間間隔ΔＴ毎に電界強度ΔＥｉが求められると共にその間の移動距離ΔＬｉが求められる。そして、このようにして求められたΔＥｉおよびΔＬｉを用いて上記式による演算処理が行われるため、移動測定車１の移動速度に依存しないで、各測定区間での電界強度を正確に算出することができる。
【００２４】
以下では、演算処理した電界強度Ｅについて若干考察する。先ず、等速度の場合は、ΔＬｉは一定となることから測定区間Ｌでの電界強度Ｅは次式となる。
【数８】
0003660388.tif 000009
上式は、明らかにΔＬの距離間隔で電界強度をサンプリングして演算処理した結果と等しくなっている。
【００２５】
次に、ｍ個のデータのうち、最初のｋ個は移動速度が０で停止していて、残りのｍ−ｋ個が一定とすると、測定区間Ｌでの電界強度Ｅは次式となる。
【数９】
0003660388.tif 000010
移動速度が０で停止しているｋ個の電界強度は計算に反映されないため、ΔＬの距離間隔で電界強度をサンプリングして演算処理した結果と等しくなっている。
【００２６】
なお、上記実施例では、送信側たる移動測定車において移動距離を測定するようにしたが、移動距離に代えて移動速度を測定するようにしても上記実施例と全く同様の効果が得られる。
【００２７】
＜第２実施例＞
図４はこの発明の第２実施例による電界強度測定装置の構成を示すものである。本実施例は、ＮＡＶＳＴＥＲ／ＧＰＳ受信機等の位置測定装置１０１、自立航法センサ（距離センサ、方位センサ等）１０２、地図データメモリ１０３およびナビゲーション制御装置１０４からなるナビゲーションシステム１００が移動測定車１内に搭載されており、このナビゲーションシステム１００から車両の現在位置に関する情報を取得し、上記第１実施例と同様な処理を行うものである。
【００２８】
本実施例においては、ナビゲーションシステム１００内において、位置測定装置１０１から得られる車両の位置座標に対し、地図データメモリ１０３内の地図データおよび自立航法センサ１０２の測定結果を用いたマップマッチングによる位置補正が施され、位置測定装置１０１のみを使用した場合と比較して高い測定精度で車両の位置座標が得られる。
【００２９】
また、本実施例においては、地図データメモリ１０３内に地図データが記憶されており、この地図データを参照することにより、サービスエリア内における電界強度の分布を表す地図を表示装置１５に表示することができる。すなわち、本実施例においては、上記第１実施例と同様、サービスエリア内の各地点において電界強度が求められ、位置測定装置１０１から得られる各地点の絶対位置（緯度：Ｘ、緯度：Ｙ）の位置情報とともに記録装置１６に記録される。そして、これらの情報および地図データメモリ１０３内の地図データに基づいて、サービスエリア内の各地点での電界強度を表す地図が表示装置１５に表示される。図５はその表示例を示すものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動測定車の位置をＧＰＳ受信機等を用いた位置測定装置を用いて求めるようにしたため、距離センサを車両に取り付ける必要がない。また、車両が電界強度の測定を行いつつ一定区間を通過する際、位置測定装置から得られる車両の位置座標に基づいて車両の移動量が求められ、この移動量と電界強度の測定結果に基づいて一定区間内の平均的な電界強度が算出されるので、移動速度が時間的に変化する状況下においても、区間内での電界強度を正確に求めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による電界強度測定装置の構成を説明する図である。
【図２】同実施例における位置測定装置から得られる情報を説明する図である。
【図３】同実施例の測定アルゴリズムを説明する図である。
【図４】この発明の第２実施例による電界強度測定装置の構成を説明する図である。
【図５】同実施例により測定した電界強度を電子地図上に表示した結果例を説明する図である。
【図６】移動通信における一般的な電界強度の測定について説明する図である。
【図７】車軸から得られる距離パルスで電界強度をサンプリングして、一定区間の電界強度を算出する従来方式における測定構成を示す図である。
【図８】時間間隔で電界強度をサンプリングして電界強度を算出する方式の構成を示す図である。
【図９】一定区間の電界強度を算出する従来方式における他の測定構成を示す図である。
【図１０】時間間隔で電界強度をサンプリングして電界強度を算出する方式の測定アルゴリズムを説明する図である。
【図１１】時間間隔で電界強度をサンプリングして電界強度を算出する方式の測定誤差を説明するのに用いたパラメータの説明図である。
【符号の説明】
１１      電界強度測定器
１４      位置測定装置
１３      制御装置
１５      表示装置
１６      記録装置
【図１】
0003660388.tif 000011
【図２】
0003660388.tif 000012
【図３】
0003660388.tif 000013
【図４】
0003660388.tif 000014
【図５】
0003660388.tif 000015
【図６】
0003660388.tif 000016
【図７】
0003660388.tif 000017
【図８】
0003660388.tif 000018
【図９】
0003660388.tif 000019
【図１０】
0003660388.tif 000020
【図１１】
0003660388.tif 000021