(57)【要約】【課題】伝搬損失測定において、全測定データが正しく測定されているかどうかを機械的に効率良く確認できる伝搬損失測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】伝搬損失測定装置に、被測定周波数とは異なる参照周波数の電波を受信する受信手段と、参照周波数の電波の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、被測定周波数および参照周波数の電波の伝搬損失に基づいて、測定誤りを検出する検出手段とを備えることにより達成される。【選択図】図５
2006003228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定周波数とは異なる参照周波数の電波を受信する受信手段；
前記参照周波数の電波の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段；
前記被測定周波数および前記参照周波数の電波の伝搬損失に基づいて、測定誤りを検出する検出手段；
を備えることを特徴とする伝搬損失測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝搬損失測定装置において：
前記被測定周波数の電波の伝搬損失と前記参照周波数の電波の伝搬損失との差を求め、前記差が許容値を満たすか否かを判断する判断手段；
を備え、
前記検出手段は、前記判断に基づいて測定誤りを検出することを特徴とする伝搬損失測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線通信での電波測定を行う伝搬損失測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信側のアンテナから放射された電波の電力と受信側のアンテナで受信された電波の電力との差を伝搬損失という。送受のアンテナに指向性がある場合はこの指向性利得分を除いた値を伝搬損失としている。移動通信では送受信間距離に対するこの伝搬損失を把握することで、１つの基地局がカバーするエリアの大きさを見積もることができる。この伝搬損失は、送信器から送信された既知の電力の電波における受信電力を測定することで求められる。
【０００３】
また、移動通信における基地局と移動局との間の伝搬損失は、移動局の位置によって変化する。また、基地局との距離が同じでも移動局周辺の環境が異なれば伝搬損失も変化する。このため移動局の移動により伝搬損失の値も変化する。
【０００４】
伝搬損失の測定は屋外で行われるが、屋外での測定では測定ミスが起こり易い。
【０００５】
この測定ミスの原因として、測定器の故障が挙げられる。測定器の故障とは、規定値の送信電力が途中で出なくなることや、受信器からの出力が正しい値でなくなることである。屋外での測定では、実験室内での測定に比べて、車で移動することによる振動、温度・湿度といった気象条件、都市雑音に代表されるノイズなどによって測定機器が故障する確率が増加する。完全に故障している測定器は事前の確認でその不具合を見つけることができるが、測定中にときどき起こる不具合は発見されにくい。
【０００６】
また、測定ミスの原因として、人為的な不注意によるミスが挙げられる。人為的な不注意によるミスとは、測定器の設定の誤りや測定状況を記録する場合の誤りなどである。
【０００７】
また、測定ミスの原因として、干渉波の存在が挙げられる。干渉波とは、所定の送信器から送信される電波を希望波とした場合に、この希望波以外に別の干渉源から放射される同じ周波数の電波をいう。この干渉波は希望波と区別できないので、干渉波のある場所では正しく希望波の受信レベルが測定できない。また、干渉源は街中にランダムに存在するので一般的に干渉波を避けることはできない。
【０００８】
上述したように、伝搬損失の測定では、測定の途中で人為的なミスが起こる場合、測定器が一時的に動作不良になりその後に正常に戻る場合、測定中ある場所から希望波に加え干渉波を測定している場合がある。このような場合、測定で得られた伝搬損失値が全て正しい値であるかどうかは分からない。
【０００９】
測定ミスを防ぐ方法の１つは測定器の不具合を測定前に見つけることである。測定器の不具合確認方法を、図１を参照して説明する。
【００１０】
図１（ａ）は測定前に送信器と受信器とを有線、例えば高周波ケーブルで接続して正しい値になるかを確認する方法である。図１（ａ）において、１は送信器、２は受信器、３はデータ記録装置、４は減衰器、５は高周波ケーブルである。受信器２は、減衰器４およびデータ記録装置３と接続される。また、送信器１と減衰器４とは、高周波ケーブル５により接続される。
【００１１】
この方法において、送信器１と受信器２との間の伝搬損失に相当するのが減衰器４である。すなわち、減衰器４による減衰量が伝搬損失に対応する。この方法では、減衰器４により減衰量を変えて、送信器１から送信される電波の受信レベルを受信器２において測定し、データ記録装置３に記録された測定データから正しい伝搬損失が求められるかを確認する。
【００１２】
また、他の測定器の不具合確認方法について、図１（ｂ）を参照して説明する。この方法では、測定の途中で測定を中断して、送信器の出力や受信器の受信特性の確認を個別に行う。
【００１３】
送信器１が例えば鉄塔１０の上に、受信器２が例えば遠方の道路２０の上ある場合を例として説明する。
【００１４】
鉄塔１０に上には送信器１と、送信器１と有線、例えば高周波ケーブル５を介して接続された電力計６とが設置されている。また、道路２０の上には受信器２と、受信器２と接続されたデータ記録装置３と、受信器２と有線、例えば高周波ケーブル５を介して接続された標準信号発生器７とが設置されている。
【００１５】
送信器１側では送信出力の値を電力計６により確認する。受信器２側では標準信号発生器７を用いて受信器の受信特性を確認する。
【００１６】
これらの確認で測定器の不具合はある程度発見できる。しかし、いずれの方法においても測定行為とは別に確認作業を行っているため実際の測定中に起こる不具合は見つけることはできない。また、人為的な測定ミスや干渉波に対する対策は別に行う必要がある。測定後に測定データの不自然さから測定ミスを探す方法もあるが、不自然さは経験や勘などに頼るしかない。
【非特許文献１】“電波伝搬ハンドブック”、細矢良雄  企画・監修、リアライズ社発行、pp.204-205、平成１１年１月２８日
【非特許文献２】M.Hata, “Empirical formula for propagation loss in land mobile radio service”, IEEE Trans. Veh. Technol. VT-29 [3] pp.317-325, 1980
【非特許文献３】北尾光司郎，市坪信一，“４００ＭＨｚ〜８ＧＨｚ帯のマイクロセル伝搬損失推定式”、  第４７７回電波研連F分科会（ＵＲＳＩ−Ｆ分科会）、２００３年９月２３日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【００１８】
上述した方法では測定の途中で一時的に起こる測定ミスを見つけ出すことが困難である問題がある。
【００１９】
また、測定データから測定ミスを探す場合も経験や勘などが必要であり、機械的に効率良く行うことができない問題がある。
【００２０】
測定された全データに対して測定ミスでなく正しい値であることを確認する方法が望まれている。また、この確認は経験や勘に頼らずコンピュータ等で機械的に効率良く行えることが望まれる。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、伝搬損失測定において、全測定データが正しく測定されているかどうかを機械的に効率良く確認できる伝搬損失測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明の伝搬損失測定装置は、被測定周波数とは異なる参照周波数の電波を受信する受信手段と、参照周波数の電波の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、被測定周波数および参照周波数の電波の伝搬損失に基づいて、測定誤りを検出する検出手段とを備える。このような構成にすることにより、機械的に測定誤りを検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施例によれば、伝搬損失測定において、全測定データが正しく測定されているかどうかを機械的に効率良く確認できる伝搬損失測定装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２５】
移動通信における伝搬損失特性を推定するために作られた推定式として“奥村−秦式”がある（例えば、非特許文献１および２参照）。奥村−秦式の基本部分は次のとおりである。
【００２６】
Ｌｏｓｓ＝６９．５５＋２６．１６ｌｏｇ（ｆ）−１３．８２ｌｏｇ（Ｈｂ）＋［４４．９−６．５５ｌｏｇ（Ｈｂ）］ｌｏｇ（ｄ）＋ａ（Ｈｍ）  ［ｄＢ］  （１）
ここで、Ｌｏｓｓは伝搬損失［ｄＢ］、ｆは周波数［ＭＨｚ］、Ｈｂは基地局アンテナ高［ｍ］、ｄは送受信間距離［ｋｍ］、Ｈｍは移動局アンテナ高［ｍ］であり、ａ（Ｈｍ）は移動局アンテナ高特性である。
【００２７】
式（１）をみると電波の周波数ｆによって伝搬損失が変化することが分かる。例えば、８００ＭＨｚと２０００ＭＨｚの周波数差は伝搬損失差１０．４ｄＢ（＝２６．１６ｌｏｇ［８００／２０００］）になることが分かる。注目すべきは、この伝搬損失差は基地局アンテナ高や送受信間距離といった測定環境に依存しないことである。これは、式（１）から周波数ｆの項が他のパラメータと独立であることから明らかである。
【００２８】
図２に、周波数が異なる場合の伝搬損失の相関特性を示す（例えば、非特許文献３参照）。この相関特性は、ビルの屋上に周波数８１２ＭＨｚと３３５０ＭＨｚの２つの送信器を設置し、測定車で２つの周波数の受信レベルを同時に測定して求めた伝搬損失特性である。測定車は、送信点から１ｋｍ以内の範囲をランダムに走行した。１点のデータは５０ｍ走行区間の平均値であり、図２は２５ｋｍ走行した場合の結果である。
【００２９】
図２から分かるように２つの伝搬損失の差はどの場所でも一定である。２波の伝搬損失差の平均は１３．８ｄＢであり、伝搬損失差のばらつきは標準偏差で３．０ｄＢである。この測定では２つの周波数以外に、２２００ＭＨｚ、５２００ＭＨｚ、８４５０ＭＨｚについても同時に測定した。その結果、各周波数の伝搬損失差の標準偏差は２〜３ｄＢであった。
【００３０】
これらのことから、２波以上の周波数を同時に測定し、伝搬損失の差を比較して、一定値以上の差が生じていれば測定ミスが起こっていると判断できる。この場合に、周波数ごとに送受信装置を独立に用意すればお互いに独立した測定系となるため、同時に同じ値だけ測定ミスが起こる確率は小さくなり、測定ミスの検出の信頼性が高まる。また、各周波数の送信アンテナを同じビルの屋上や鉄塔の同じプラットというように同じ高さの場所に設置し、受信アンテナも同じ測定車の屋根といった同じ高さの場所に設置することで、受信点の場所に依存しない伝搬損失が得られる。
【００３１】
また、測定で得られた伝搬損失の差をコンピュータによって求め、その差が一定値以上である測定データに対してはラベル付けを行うことで容易に不確かなデータを取り除くことができる。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施例にかかる伝搬損失測定装置について、図３を参照して説明する。本実施例にかかる伝搬損失測定装置は、基地局がそのサービスエリア内に在圏する移動局と通信を行う移動通信システムにおいて、基地局と移動局との間の伝搬損失を測定する。
【００３３】
伝搬損失測定装置２００は、図３（ａ）に示すように、受信部２０１と、受信部２０１と接続されたアンテナ２０２と、受信部２０３と、受信部２０３と接続されたアンテナ２０４と、受信部２０１および受信部２０３と接続されたデータ記録部２０５と、データ記録部２０５と接続された演算部２０６とを備える。
【００３４】
また、基地局１００は、送信部１０１と、送信部１０１と接続されたアンテナ１０２と、送信部１０３と、送信部１０３と接続されたアンテナ１０４とを備える。
【００３５】
送信部１０１は測定したい周波数、すなわち被測定周波数の電波を、アンテナ１０２を介して送信する。受信部２０１は、アンテナ１０２により送信された電波を、アンテナ２０２を介して受信する。また、送信部１０３は被測定周波数とは異なる参照用の周波数の電波を、アンテナ１０４を介して送信する。受信部２０３は、アンテナ１０４により送信された電波を、アンテナ２０４を介して受信する。受信された電波の受信レベルのデータはデータ記録部２０５に記録される。演算部２０６は、受信部２０１および２０３により受信され、データ記録部２０５に記録された受信レベルのデータから伝搬損失を求め、伝搬損失の差を求める。また、求めた伝搬損失の差が予め設定された設定値を満たすか否かを判断し、満たす場合には記録し、満たさない場合にはエラーのフラグをつける。
【００３６】
また、受信レベルの平均値を求め、２つの受信レベルの平均値の差を求め、この平均値の差が予め設定された設定値を満たすか否かを判断し、満たす場合には記録し、満たさない場合にはエラーのフラグをつけるようにしてもよい。
【００３７】
次に、演算部２０６を、図３（ｂ）を参照して詳細に説明する。
【００３８】
演算部２０６は、データ記録部２０５と接続された伝搬損失算出部２０７および２０８と、伝搬損失算出部２０７および２０８と接続された伝搬損失判定部２０９と、伝搬損失判定部２０９と接続された不具合データ検出部２１０とを備える。伝搬損失判定部２０９には、伝搬損失の判定値が入力される。
【００３９】
伝搬損失算出部２０７は、受信部２０１により受信された電波の伝搬損失を算出し、算出した伝搬損失を伝搬損失判定部２０９に入力する。また、伝搬損失算出部２０８は、受信部２０３により受信された電波の伝搬損失を算出し、算出した伝搬損失を伝搬損失判定部２０９に入力する。伝搬損失判定部２０９は、入力された伝搬損失の差を求め、求めた伝搬損失差が予め設定された判定値を満たすか否かを判定し、結果を不具合データ検出部２１０に入力する。例えば、伝搬損失の差の許容値を、判定値として設定した場合、伝搬損失判定部２０９は、求めた伝搬損失の差が、判定値以内であるか否かを判定する。
【００４０】
不具合データ検出部２１０は、伝搬損失差が判定値以内である旨の結果が入力された場合には、測定値を正しいものとして記録する。また、不具合データ検出部２１０は、伝搬損失差が判定値以内でない旨の結果が入力された場合には、測定値にエラーのフラグをつける。
【００４１】
次に、本発明にかかる伝搬損失測定器の動作について、図４を参照して説明する。
【００４２】
最初に、被測定周波数および参照周波数の電波の受信レベルを測定する（ステップＳ４０２）。次に、受信した被測定周波数および参照周波数の電波の伝搬損失を算出し（ステップＳ４０４）、これらの結果を用いて伝搬損失差を算出する（ステップＳ４０６）。
【００４３】
次に、算出した伝搬損失の差が予め設定された設定値（判定値）以内であるか否かを判定する（ステップＳ４０８）。ステップＳ４０８による判定の結果、伝搬損失差が設定値以内である場合（ステップＳ４０８：ＹＥＳ）、測定値を正しい値として記録する（ステップＳ４１０）。一方、ステップＳ４０８による判定の結果伝搬損失差が設定値以内でない場合（ステップＳ４０８：ＮＯ）、測定値にエラーのフラグを付けて記録する（ステップＳ４１２）。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施例にかかる伝搬損失測定装置について、図５を参照して説明する。
【００４５】
本実施例にかかる伝搬損失測定装置は、測定車４００内に設置されている点以外は、上述した実施例と同様の構成である。また、データ記録部２０５と接続された距離パルス発生器５００を備える。
【００４６】
また、送信側では、送信部１０１、アンテナ１０２、送信部１０３およびアンテナ１０４は鉄塔プラット３００に設置されている。
【００４７】
送信器１０１は、例えば被測定周波数８００ＭＨｚの電波を送信する。また、送信器１０３は、例えば参照周波数８０００ＭＨｚの電波を送信する。
【００４８】
距離パルス発生器５００は、測定車４００の走行に応じて、所定の距離、例えば１ｃｍ間隔でパルスを発生する。データ記録部２０５は距離パルスに応じて受信部２０１および２０３から得られる受信レベルをサンプリングして、一定距離ごとに平均受信レベルを記録する。
【００４９】
演算部２０６は８００ＭＨｚと８０００ＭＨｚの伝搬損失を求め、その結果を用いて伝搬損失差を求める。また、求めた伝搬損失差が予め設定された判定値以内であるか否かを判断する。判定値以内であればそのまま記録し、判定値以上であればデータにエラーのフラグを付けて記録する。エラーのフラグの付いたデータは最終的に用いない。
【００５０】
以上に説明したように本発明の実施例によれば、伝搬損失測定において、被測定周波数とは異なる参照周波数の伝搬損失も同時に測定することで、被測定周波数の全データが正しく測定されているかどうかを機械的に効率良く確認でき、測定間違いを防ぐことができる。また、測定中に測定ミスを検出できるため、測定の途中で一時的に起こる測定ミスを見つけ出すことができる。
【００５１】
特に、被測定周波数が２つ以上ある場合は、参照周波数を用意しなくても、２つの被測定周波数の伝播損失差に基づいて、測定データの確認を行うことができる。
【００５２】
また、本実施例においては、伝搬損失測定装置を測定車に備える場合について説明したが、移動局に備えるようにしてもよい。このようにすることにより容易に伝搬損失の測定を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明にかかる伝搬損失測定装置は、移動無線通信での電波測定を行う装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】測定器を確認する方法を説明するための説明図である。
【図２】異なる周波数の伝搬損失の相関を示す特性図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる伝搬損失測定器を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる伝搬損失測定器の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例にかかる伝搬損失測定器を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  鉄塔
２０  伝搬損失測定器
１００  基地局
２００  伝搬損失測定器
３００  鉄塔プラット
４００  測定車
【図１】
2006003228.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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