(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、前記第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定する特性推定部と、
前記特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する原因判定部と、
を含み、
前記特性推定部は、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出し、前記第１時点付近でかつ算出した前記直線又は前記曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、前記第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用い、
前記原因判定部は、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、前記特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定し、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、前記特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定し、かつ、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の平均的な変化を表す直線又は曲線に対するパケット誤り率のばらつきに基づいて、パケット誤り率の座標軸に平行な方向に沿った前記所定距離を設定すると共に、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中の受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線に対する受信電波強度のばらつきに基づいて、受信電波強度の座標軸に平行な方向に沿った前記所定距離を設定する障害原因判定装置。
【請求項２】
無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、前記第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定する特性推定部と、
前記特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する原因判定部と、
を含み、
前記特性推定部は、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出し、前記第１時点付近でかつ算出した前記直線又は前記曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、前記第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用い、
前記原因判定部は、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、前記特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定し、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、前記特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定し、かつ、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、前記特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合に、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が前記特性曲線上に位置していると仮定したときの、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の変化量を基準として、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中の実際のパケット誤り率の変化量の比率を演算し、演算した比率を閾値と比較した結果に基づいて、障害の原因が電波伝搬環境の悪化か電波干渉かを判定する障害原因判定装置。
【請求項３】
前記特性推定部は、無線リンクの信号雑音比−パケット誤り率の特性曲線から、互いに異なる干渉電力を仮定して信号雑音比を受信電波強度に換算することで求めた、干渉電力が互いに異なる複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から、前記第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通る受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を選択することで、受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の推定を行う請求項１又は請求項２記載の障害原因判定装置。
【請求項４】
前記干渉電力が互いに異なる複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を予め記憶する記憶手段を更に備えた請求項３記載の障害原因判定装置。
【請求項５】
前記特性推定部は、算出した前記直線又は曲線の傾きが所定値未満の場合に、前記所定時間に一定時間を加算した時間だけ前記第２時点より前の時点を前記第１時点に設定する請求項１又は請求項２記載の障害原因判定装置。
【請求項６】
無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得し、
取得した前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、前記第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定し、
推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する
ことを含み、
前記受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の推定では、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出し、前記第１時点付近でかつ算出した前記直線又は前記曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、前記第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用い、
前記障害の原因の判定では、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定し、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定し、かつ、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の平均的な変化を表す直線又は曲線に対するパケット誤り率のばらつきに基づいて、パケット誤り率の座標軸に平行な方向に沿った前記所定距離を設定すると共に、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中の受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線に対する受信電波強度のばらつきに基づいて、受信電波強度の座標軸に平行な方向に沿った前記所定距離を設定する障害原因判定方法。
【請求項７】
無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得し、
取得した前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、前記第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定し、
推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する
ことを含み、
前記受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の推定では、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出し、前記第１時点付近でかつ算出した前記直線又は前記曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、前記第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用い、
前記障害の原因の判定では、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定し、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定し、かつ、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合に、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が前記特性曲線上に位置していると仮定したときの、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の変化量を基準として、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中の実際のパケット誤り率の変化量の比率を演算し、演算した比率を閾値と比較した結果に基づいて、障害の原因が電波伝搬環境の悪化か電波干渉かを判定する障害原因判定方法。
【請求項８】
コンピュータに、
無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得し、
取得した前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、前記第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定し、
推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する
ことを含み、
前記受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の推定では、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出し、前記第１時点付近でかつ算出した前記直線又は前記曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、前記第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用い、
前記障害の原因の判定では、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定し、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定し、かつ、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の平均的な変化を表す直線又は曲線に対するパケット誤り率のばらつきに基づいて、パケット誤り率の座標軸に平行な方向に沿った前記所定距離を設定すると共に、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中の受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線に対する受信電波強度のばらつきに基づいて、受信電波強度の座標軸に平行な方向に沿った前記所定距離を設定する処理を行わせるための障害原因判定プログラム。
【請求項９】
コンピュータに、
無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得し、
取得した前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、前記第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定し、
推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する
ことを含み、
前記受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の推定では、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出し、前記第１時点付近でかつ算出した前記直線又は前記曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、前記第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用い、
前記障害の原因の判定では、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定し、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定し、かつ、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合に、前記第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が前記特性曲線上に位置していると仮定したときの、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の変化量を基準として、前記第１時点から前記第２時点へ至る期間中の実際のパケット誤り率の変化量の比率を演算し、演算した比率を閾値と比較した結果に基づいて、障害の原因が電波伝搬環境の悪化か電波干渉かを判定する処理を行わせるための障害原因判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は障害原因判定装置、障害原因判定方法及び障害原因判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークの運用保守において、無線リンクに障害が発生した場合の原因は、遮蔽物等の影響による受信電力の低下(電波伝搬環境の悪化)と電波干渉の増大とに大別される。但し、無線リンクに障害が発生した場合の障害原因の判定には知識や経験が必要とされる。そこで、無線リンクの性能を評価する一般的なパラメータである、受信電波強度(ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator)とパケット誤り率(ＰＥＲ：Packet Error Rate)を用いて障害原因の自動判定を行いたいというニーズが存在する。このニーズを満足できれば、無線ネットワークの運用保守の負担を軽減できる。
【０００３】
上記に関連して、パケットロス率(パケット誤り率)がしきい値以上の場合に、受信電波強度の評価値が閾値以下であれば障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定し、受信電波強度の評価値が閾値よりも高ければ障害の原因を電波干渉と判定する技術が提案されている。この技術では、図１０に示すように、受信電波強度−パケット誤り率の座標空間を受信電波強度とパケット誤り率の閾値で４象限に区切り、第１象限を電波伝搬環境の悪化と判定する領域、第２象限を電波干渉と判定する領域に設定している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】千田修一郎，西山博仁，「アドホックネットワークにおける障害管理の方式提案」，情報処理学会研究報告，２０１１年８月２９日，Ｖｏｌ２０１１−ＭＢＬ−５９（１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように受信電波強度及びパケット誤り率を閾値と比較して障害原因を判定する技術では、障害原因の誤判定が生ずる場合がある。すなわち、上記技術では、電波干渉が生じている場合にも、受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が図１０に示す電波伝搬環境の悪化と判定する領域に入ることがある。また、上記技術では、電波伝搬環境が悪化している場合にも、受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が図１０に示す電波干渉と判定する領域に入ることもある。【０００６】
干渉電力を一定と仮定した場合、受信電波強度−パケット誤り率の特性は図１１に示すような曲線を描く。そこで、上記技術において、障害原因の判定誤りを抑制するための方策としては、受信電波強度の閾値を、システム要求から定まるパケット誤り率の閾値と受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線との交点に相当する値に設定することが考えられる(図１１参照)。しかし、受信電波強度−パケット誤り率の座標空間上における受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の位置や形状は干渉電力の大きさに応じて変化し、干渉電力は測定できないので、受信電波強度の閾値を上記のように決定することは原理的に困難である。【０００７】
また、或る程度の電波干渉がある状態で信号電力が低下することで、受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせが、図１１に示すＡ点からＢ点へ変化した場合を考える。この場合、直近の障害原因が信号電力の低下であるにも拘わらず、上記技術では障害原因を電波干渉と誤判定することになる。【０００８】
開示の技術は、一つの側面として、無線リンクの障害原因の判定精度を向上させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示の技術は、無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得部が取得する。また特性推定部は、受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定する。この特性曲線は、取得部によって取得された前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通る。また、この特定曲線は、第１時点での干渉電力が維持されたと仮定して推定される。そして原因判定部は、推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する。また、特性推定部は、第１時点から第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出する。また、特性推定部は、第１時点付近でかつ算出した直線又は曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用いる。原因判定部は、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定する。また原因判定部は、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定する。更に原因判定部は、第１時点から第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の平均的な変化を表す直線又は曲線に対するパケット誤り率のばらつきに基づいて、パケット誤り率の座標軸に平行な方向に沿った所定距離を設定する。また原因判定部は、第１時点から第２時点へ至る期間中の受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線に対する受信電波強度のばらつきに基づいて、受信電波強度の座標軸に平行な方向に沿った所定距離を設定する。
また、開示の技術は、無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得部が取得する。また特性推定部は、受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定する。この特性曲線は、取得部によって取得された前記無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通る。また、この特定曲線は、第１時点での干渉電力が維持されたと仮定して推定される。そして原因判定部は、推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定する。また、特性推定部は、第１時点から第２時点へ至る期間中のパケット誤り率又は受信電波強度の平均的な変化を表す直線又は曲線を算出する。また、特性推定部は、第１時点付近でかつ算出した直線又は曲線上の点に対応する受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせを、第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせとして用いる。原因判定部は、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離未満の位置に位置している場合は、障害の原因を電波伝搬環境の悪化と判定する。また原因判定部は、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合は、障害の原因を電波干渉と判定する。更に原因判定部は、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が、特性推定部によって推定された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線から所定距離以上離れた位置に位置している場合に、以下の判定を行う。すなわち、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が特性曲線上に位置していると仮定したときの、第１時点から第２時点へ至る期間中のパケット誤り率の変化量を基準として、第１時点から第２時点へ至る期間中の実際のパケット誤り率の変化量の比率を演算する。そして、演算した比率を閾値と比較した結果に基づいて、障害の原因が電波伝搬環境の悪化か電波干渉かを判定する。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術は、一つの側面として、無線リンクの障害原因の判定精度を向上させることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態で説明した障害原因判定装置の機能ブロック図である。
【図２】障害原因判定装置として機能することが可能な無線通信監視サーバを含むコンピュータシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】無線通信障害原因判定処理の内容の一例を示すフローチャートである。
【図４】所定期間内のパケット誤り率、受信電波強度の平均的な変化を表す直線の算出を説明するための説明図である。
【図５】受信機の信号雑音比ＳＮＲ−パケット誤り率ＰＥＲの特性曲線の一例を示す線図である。
【図６】信号雑音比ＳＮＲと受信電波強度ＲＳＳＩとの関係を示す線図である。
【図７】複数の受信電波強度ＲＳＳＩ−パケット誤り率ＰＥＲの特性曲線の一例を示す線図である。
【図８】受信電波強度ＲＳＳＩ−パケット誤り率ＰＥＲの特性曲線からの障害原因の判定を説明するための線図である。
【図９】寄与率の演算を説明するための線図である。
【図１０】先行技術の概要を説明するための線図である。
【図１１】先行技術の問題点を説明するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して開示の技術の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には本実施形態に係る障害原因判定装置１０が示されている。障害原因判定装置１０は、取得部１２、特性曲線記憶部１４、特性推定部１６、原因判定部１８及び出力部２０を備えている。
【００１３】
本実施形態では、図２に示す無線通信基地局６８と無線通信端末７０との間に無線リンクが各々形成され、無線通信基地局６８と無線通信端末７０との間で無線通信が各々行われる。なお、無線通信基地局６８と無線通信端末７０との間の無線通信は、例えば、無線ＬＡＮの規格であるIEEE 802.11や、Bluetooth(登録商標)、ZigBeeの各種の規格の何れに準拠した無線通信であってもよい。取得部１２は、無線リンクの性能を評価するパラメータである、受信電波強度(ＲＳＳＩ)とパケット誤り率(ＰＥＲ)を個々の無線リンクについて各々取得する。なお、個々の無線リンクは各々リンクＩＤが付与されて区別される。
【００１４】
特性曲線記憶部１４には、無線リンクの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線として、干渉電力が互いに異なる値で維持されたと仮定したときの複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線が予め算出されて記憶されている。なお、受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の算出については後述する。
【００１５】
特性推定部１６は、何れかの無線リンクにおいて、パケット誤り率が閾値以上になった場合に、パケット誤り率が閾値以上になった時点(第２時点)より所定時間前(第１時点)からの期間内のパケット誤り率の平均的な変化を表す直線を算出する。また特性推定部１６は、第２時点より所定時間前(第１時点)からの期間内の受信電波強度の平均的な変化を表す直線も算出する。そして特性推定部１６は、特性曲線記憶部１４に記憶されている複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の中から、算出した直線上に相当する受信電波強度とパケット誤り率の組み合わせに相当する点を通る特性曲線を選択する。
【００１６】
原因判定部１８は、特性推定部１６によって選択された特性曲線に対し、パケット誤り率が閾値以上になった無線リンクにおける、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の組み合わせに相当する点の位置関係に基づき、障害の原因を判定する。そして出力部２０は、原因判定部１８によって判定された障害の原因を出力する。
【００１７】
障害原因判定装置１０は、例えば図２に示す無線通信監視サーバ３０で実現することができる。無線通信監視サーバ３０はＣＰＵ３２、メモリ３４、不揮発性の記憶部３６、表示部３８、入力部４０及び通信Ｉ／Ｆ(Interface)部４２を備えている。ＣＰＵ３２、メモリ３４、記憶部３６、表示部３８、入力部４０及び通信Ｉ／Ｆ部４２はバス４４を介して互いに接続されている。
【００１８】
無線通信監視サーバ３０は、コンピュータシステム６４に含まれており、通信Ｉ／Ｆ部４２を介して有線ネットワーク６６に接続されている。コンピュータシステム６４は、有線ネットワーク６６に接続された複数の無線通信基地局６８と、何れかの無線通信基地局６８と無線通信を行う複数の無線通信端末７０を備えている。無線通信監視サーバ３０は、個々の無線リンクの性能を評価するパラメータ(受信電波強度(ＲＳＳＩ)及びパケット誤り率(ＰＥＲ))を、有線ネットワーク６６経由で個々の無線通信基地局６８から受信する。
【００１９】
一方、無線通信監視サーバ３０の記憶部３６はＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等によって実現できる。記録媒体としての記憶部３６には、無線通信監視サーバ３０を障害原因判定装置１０として機能させるための障害原因判定プログラム５０が記憶されている。ＣＰＵ３２は、障害原因判定プログラム５０を記憶部３６から読み出してメモリ３４に展開し、障害原因判定プログラム５０が有するプロセスを順次実行する。
【００２０】
障害原因判定プログラム５０は、取得プロセス５２、特性推定プロセス５４、原因判定プロセス５６及び出力プロセス５８を有する。ＣＰＵ３２は、取得プロセス５２を実行することで、図１に示す取得部１２として動作する。またＣＰＵ３２は、特性推定プロセス５４を実行することで、図１に示す特性推定部１６として動作する。またＣＰＵ３２は、原因判定プロセス５６を実行することで、図１に示す原因判定部１８として動作する。またＣＰＵ３２は、出力プロセス５８を実行することで、図１に示す出力部２０として動作する。また記憶部３６には、特性曲線情報６０が記憶されている。このように、記憶部３６は特性曲線記憶部１４の一例として機能する。
【００２１】
これにより、障害原因判定プログラム５０を実行した無線通信監視サーバ３０が、障害原因判定装置１０として機能することになる。なお、障害原因判定プログラム５０は開示の技術に係る障害原因判定プログラムの一例である。
【００２２】
なお、障害原因判定装置１０は、例えば半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等で実現することも可能である。
【００２３】
次に本実施形態の作用として、ＣＰＵ３２によって障害原因判定プログラム５０が実行されることで実現される無線通信障害原因判定処理について、図３を参照して説明する。無線通信障害原因判定処理のステップ１００において、取得部１２は、任意の無線通信基地局６８と任意の無線通信端末７０との間に形成された無線リンクの受信電波強度(ＲＳＳＩ)及びパケット誤り率(ＰＥＲ)を取得する。次のステップ１０２において、取得部１２は、ステップ１００で取得した取得した受信電波強度及びパケット誤り率を、対応する無線リンクに付与されたリンクＩＤ及び現時刻と対応付けて記憶部３６に記憶させる。
【００２４】
次のステップ１０４において、特性推定部１６は、ステップ１００で取得部１２によって取得されたパケット誤り率が閾値以上か否か判定する。ステップ１０４の判定が否定された場合、対応する無線リンクには障害が発生していないと判断できるので、ステップ１００に戻り、取得部１２は形成されている他の無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得する。このように、各無線リンクの何れにも障害が発生していない場合、取得部１２は、各無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率の取得を一定の時間間隔で繰り返す。
【００２５】
また、何れかの無線リンクのパケット誤り率が閾値以上になった場合、ステップ１０４の判定が肯定されてステップ１０６へ移行する。ステップ１０６において、特性推定部１６は、パケット誤り率が閾値以上になった時点(第２時点)の所定時間前の時点(第１時点)から第２時点までの期間内における、対応する無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を記憶部３６から読み出す。なお、上記の所定時間としては、例えば個々の無線リンクの受信電波強度及びパケット誤り率を取得する時間間隔をＴ(例えば10分)、パケット誤り率が閾値以上になることを２回に１回は許容するとすると、２Ｔ(例えば20分)程度の値とすることができる。
【００２６】
ステップ１０６で記憶部３６から読み出したパケット誤り率及び受信電波強度は、フェージング等の影響により、図４(Ａ)に示すように、データを時系列に並べると瞬時値が細かく変動している。なお、図４(Ａ)はパケット誤り率を示しているが、受信電波強度についてもフェージング等の影響により細かな変動が生じる。このため、次のステップ１０８では、パケット誤り率及び受信電波強度の瞬時値を用いることによる誤差を排除するため、特性推定部１６は、第１時点から第２時点に至る期間内のパケット誤り率、受信電波強度の平均的な変化(トレンド)を表す直線を算出する。ステップ１０８で算出した直線の一例を図４(Ｂ)に示す。
【００２７】
次のステップ１１０において、特性推定部１６は、ステップ１０８で算出した直線の傾きが一定値以上か否か判定する。ステップ１１０の判定が肯定された場合はステップ１１４へ移行するが、ステップ１１０の判定が否定された場合はステップ１１２へ移行し、ステップ１１２において、特性推定部１６は、第２時点に対する第１時点の時間間隔を長く設定し、ステップ１０８に戻る。これにより、ステップ１０８において、パケット誤り率、受信電波強度の平均的な変化(トレンド)を表す直線の算出期間が延長されて、前記直線が再度算出されることになる。
【００２８】
次のステップ１１４において、特性推定部１６は、ステップ１０８で算出した直線上に位置しており、第１時点(第２時点の所定時間前)付近のタイミング(図４(Ｂ)の"Ａ"のタイミング)で取得されたパケット誤り率、受信電波強度を基準点データとして抽出する。これにより、基準点データとして、フェージング等の影響による誤差が排除されたデータが得られる。
【００２９】
ここで、特性曲線記憶部１４に記憶されている複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線について説明する。受信機の信号雑音比(ＳＮＲ：Signal-to-Noise power Ratio)−パケット誤り率(ＰＥＲ)の特性曲線の一例を図５に示す。図５に示す受信機の信号雑音比−パケット誤り率の特性曲線は、演算又はシミュレーションによって事前に求めておくことが可能である。一方、受信電波強度ＲＳＳＩは、受信電力をＳ、干渉電力をＩ、雑音電力をＮとすると次の(１)式で求まる。
ＲＳＳＩ＝Ｓ＋Ｉ＋Ｎ  …(１)
干渉電力Ｉは不定であるので、パケット誤り率が閾値以上になった際に、受信電波強度−パケット誤り率の特性がどのような曲線を描くかは未知である。
【００３０】
一方、電波干渉が無い場合(干渉電力Ｉ＝０)、受信電波強度ＲＳＳＩ＝Ｓ＋Ｎfである(Ｎfはノイズフロア)ので、信号雑音比ＳＮＲと受信電波強度ＲＳＳＩとの関係は次の(２)式となる。
【００３１】
【数１】
0005915776.tif 000002
【００３２】
また電波干渉が有る場合(干渉電力Ｉ＞０)、受信電波強度ＲＳＳＩ＝Ｓ＋Ｎf＋Ｉであり、受信電力Ｓ＝ＲＳＳＩ−Ｎf−Ｉである(干渉電力Ｉは受信電力Ｓにとって雑音にみえる)ので、信号雑音比ＳＮＲと受信電波強度ＲＳＳＩとの関係は次の(３)式となる。
【００３３】
【数２】
0005915776.tif 000003
【００３４】
上記の(２),(３)式で表される信号雑音比ＳＮＲと受信電波強度ＲＳＳＩとの関係を図６に示す。このように、干渉電力Ｉとして或る値を仮定すれば、受信電波強度ＲＳＳＩは信号雑音比ＳＮＲから(２)式又は(３)式により換算できる。このため、本実施形態では、干渉電力Ｉ＝０の場合は(２)式を、干渉電力Ｉ＞０の場合は(３)式を用い、互いに異なる複数の干渉電力について、信号雑音比ＳＮＲ−パケット誤り率ＰＥＲ特性曲線の信号雑音比ＳＮＲを受信電波強度ＲＳＳＩに換算している。これにより、例として図７に示すように、干渉電力が互いに異なる複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を予め算出し、算出した複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を特性曲線記憶部１４に記憶させている。
【００３５】
次のステップ１１６において、特性推定部１６は、特性曲線記憶部１４に記憶されている複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線の中から、ステップ１１４で抽出した基準点データの点を通る受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を選択する。特性曲線記憶部１４に記憶されている個々の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線は、干渉電力を互いに異なる一定値と仮定して算出されている。従って、ステップ１１６により、第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線が推定されることになる。
【００３６】
次のステップ１１８において、原因判定部１８は、第１時点から第２時点に至る期間内のパケット誤り率、受信電波強度の平均的な変化を表す直線を基準として、前記期間内のパケット誤り率、受信電波強度の誤差の分散(ばらつきの幅)を演算する。
【００３７】
次のステップ１２０において、原因判定部１８は、特性推定部１６によって選択された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対し、パケット誤り率の方向に、演算したパケット誤り率の誤差の分散に相当する幅の範囲を許容範囲として設定する(図８参照)。また原因判定部１８は、特性推定部１６によって選択された受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対し、受信電波強度の方向に、演算した受信電波強度の誤差の分散に相当する幅の範囲を許容範囲として設定する(図８参照)。そして原因判定部１８は、現時点(第２時点)での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置が、受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対して設定した許容範囲内(図８に破線で示す範囲内)に入っているか否か判定する。
【００３８】
次のステップ１２２において、原因判定部１８は、ステップ１２０の判定結果に応じて分岐する。現時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置が、受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対して設定した許容範囲内に入っている場合、干渉電力Ｉは現時点の所定時間前の第１時点からさほど変化していないと判断できる。このため、上記場合はステップ１２２からステップ１３０へ移行し、原因判定部１８は、無線リンクに障害が発生した(パケット誤り率が閾値以上になった)原因は、電波伝搬環境の悪化と判定する。
【００３９】
一方、現時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置が、受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に設定した許容範囲内に対してパケット誤り率の増大方向にずれている場合は、ステップ１２２からステップ１２４へ移行する。この場合、干渉電力Ｉが第１時点から増大している可能性があるが、同時に電波伝搬環境の悪化も生じている可能性も否定できない。このため、次のステップ１２４では、無線リンクに障害が発生した(パケット誤り率が閾値以上になった)原因を切り分けるための処理を行う。
【００４０】
すなわち、ステップ１２４において、原因判定部１８は、現時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置が許容範囲内からずれていることについて、パケット誤り率の方向(電波干渉)についての寄与率を演算する。図９に示すように、第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点Ａと第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点Ｂのパケット誤り率の差をｙとする。また、点Ａと、第２時点で受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点が受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線上に位置していた場合(点Ｂ')のパケット誤り率の差をｙ0とする。この場合、パケット誤り率の方向(電波干渉)の寄与率は次の(４)式で求まる。
電波干渉の寄与率＝(ｙ／ｙ0)−１  …(４)
【００４１】
次のステップ１２６において、原因判定部１８は、ステップ１２４で演算したパケット誤り率の方向(電波干渉)の寄与率が所定値(例えば(４)式なら0.5)以上か否か判定する。ステップ１２６の判定が否定された場合、現時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置が許容範囲内からずれている原因は、主に電波伝搬環境の悪化であると判断できる。このため、ステップ１３０へ移行し、原因判定部１８は、無線リンクに障害が発生した(パケット誤り率が閾値以上になった)原因は、電波伝搬環境の悪化と判定する。
【００４２】
また、ステップ１２６の判定が肯定された場合、現時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置が許容範囲内からずれている原因は、主に電波干渉であると判断できる。このため、ステップ１２８へ移行し、原因判定部１８は、無線リンクに障害が発生した(パケット誤り率が閾値以上になった)原因は、電波干渉と判定する。そして、次のステップ１３２において、出力部２０は、原因判定部１８による障害原因の判定結果を、例えば表示部３８にメッセージを表示させる等によって出力し、無線通信障害原因判定処理を終了する。
【００４３】
このように、上記では、パケット誤り率が閾値以上の第２時点より所定時間前の第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の点を通り、第１時点での干渉電力が維持されたと仮定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を推定している。そして、推定した受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線に対する、第２時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点の位置関係に基づいて障害の原因を判定している。これにより、受信電波強度とパケット誤り率を各々閾値と比較して障害原因を判定する場合と比較して、障害原因の判定精度を向上させることができる。
【００４４】
すなわち、パケット誤り率が閾値未満の第１時点での干渉電力Ｉが不明でも、第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の点を通る受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を用いることで、第１時点から第２時点へ至る間に電波干渉が悪化したかを判別できる。例えば干渉電力＞０の状態で、主に電波伝搬環境の悪化によりパケット誤り率が閾値以上へ変化した場合にも、直近の障害原因を電波干渉と誤判定することを防止することができる。
【００４５】
なお、上記では無線通信監視サーバ３０を開示の技術に係る障害判定装置として機能させる態様を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではなく、無線通信基地局６８や無線通信端末７０を開示の技術に係る障害判定装置として機能させることも可能である。
【００４６】
また、上記では干渉電力が互いに異なる複数の受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を予め算出して特性曲線記憶部１４に記憶しておく態様を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、受信機の信号雑音比−パケット誤り率の特性曲線を記憶しておき、干渉電力を仮定して(２)式又は(３)式により信号雑音比ＳＮＲを受信電波強度ＲＳＳＩに換算することを、干渉電力を変化させながら繰り返す。これにより、第１時点での受信電波強度とパケット誤り率の値の組み合わせに対応する点を通り、第１時点での干渉電力が維持されたと仮定したときの受信電波強度−パケット誤り率の特性曲線を演算によって求めるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記では障害原因判定プログラム５０が記憶部３６に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、開示の技術に係る障害原因判定プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
【００４８】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【図１】
0005915776.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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