(57)【要約】【課題】  無線通信の総合的な無線品質を定量的に無線端末のユーザに通知することができる無線通信システム及び無線品質測定方法を提供する。【解決手段】  無線通信システムにおいて無線端末は、無線信号の受信信号強度及び搬送波レベル対干渉・雑音比のうちの少なくとも１つのパラメータ値を検出し、無線信号によるデータ転送レートを示す少なくとも１つの転送レート情報を検出し、無線信号によるデータ転送の遅延時間を測定し、検出パラメータ値に対応したポイント、検出転送レート情報に対応したポイント、及び測定遅延時間に対応したポイントを各々設定し、パラメータ値、転送レート情報及び遅延時間毎に予め割り当てられた重み付けを、設定した各ポイントに対して行い、重み付けしたポイントを加算して合計品質実測値を算出し、合計品質実測値に応じて無線品質のレベルを出力する。【選択図】  図２
2011205479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と無線基地局との間の無線品質を測定する機能を有する無線通信システムであって、
前記無線端末は、無線信号の受信信号強度及びそれに関連した他のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータ値を検出する第１検出手段と、
前記無線信号によるデータ転送レートを示す少なくとも１つの転送レート情報を検出する第２検出手段と、
前記無線信号によるデータ転送の遅延時間を測定する第１測定手段と、
前記第１検出手段によって検出された前記パラメータ値に対応したポイント、前記第２検出手段によって検出された前記転送レート情報に対応したポイント、及び前記第１測定手段によって測定された前記遅延時間に対応したポイントを各々設定するポイント設定手段と、
前記パラメータ値、前記転送レート情報及び前記遅延時間毎に予め割り当てられた重み付けを前記ポイント設定手段によって設定された各ポイントに対して行う第１重み付け手段と、
前記第１重み付け手段によって重み付けされたポイントを加算して合計品質実測値を算出する第１合計手段と、
前記合計品質実測値に応じて前記無線品質のレベルを出力する出力手段と、を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線端末と前記無線基地局との間の無線通信を中継する無線中継装置を備え、
前記無線端末は前記無線中継装置に対して無線品質情報取得要求を生成する手段を更に備え、
前記無線中継装置は、前記無線基地局からの無線信号の受信信号強度及びそれに関連した他のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータ値を検出する第３検出手段と、
前記無線基地局からの無線信号によるデータ転送レートを示す少なくとも１つの転送レート情報を検出する第４検出手段と、
前記無線基地局からの無線信号によるデータ転送の遅延時間を測定する第２測定手段と、
前記無線品質情報取得要求に応じて前記第３検出手段によって検出された前記パラメータ値に対応したポイント、前記第４検出手段によって検出された前記転送レート情報に対応したポイント、及び前記第２測定手段によって測定された前記遅延時間を含む無線品質情報取得応答を前記無線端末に送信する手段と、を備え、
前記ポイント設定手段は、前記第１検出手段によって検出された前記パラメータ値に対応したポイント、前記第２検出手段によって検出された前記転送レート情報に対応したポイント、及び前記第１測定手段によって測定された前記遅延時間に対応したポイントの他に、前記無線品質情報取得応答から得られた前記パラメータ値に対応したポイント、前記前記無線品質情報取得応答から得られた前記転送レート情報に対応したポイント、及び前記無線品質情報取得応答から得られた前記遅延時間に対応したポイントを各々設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記出力手段は、前記パラメータ値、前記転送レート情報及び前記遅延時間毎に予め割り当てられた重み付けを最大ポイントに対して行う第２重み付け手段と、
前記第２重み付け手段によって重み付けされた最大ポイントを加算して合計品質最大値を算出する第２合計手段と、
前記合計品質実測値の前記合計品質最大値に対応する割合をパーセント算出する手段と、
前記割合のパーセントを前記無線品質のレベルとして音声出力する手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記転送レート情報はデータの変調方式及び符号化レートであることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１測定手段は、前記無線端末と前記無線中継装置との間における前記無線信号の往復時間を前記遅延時間として測定し、
前記第２測定手段は、前記無線中継装置と前記無線基地局との間における前記無線信号の往復時間を前記遅延時間として測定することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記他のパラメータは搬送波レベル対干渉・雑音比であることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
【請求項７】
無線端末と無線基地局との間の無線品質を測定する無線品質測定方法であって、
前記無線端末における無線信号の受信信号強度及びそれに関連した他のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータ値を検出する第１検出ステップと、
前記無線信号によるデータ転送レートを示す少なくとも１つの転送レート情報を検出する第２検出ステップと、
前記無線信号によるデータ転送の遅延時間を測定する測定ステップと、
前記第１検出ステップにおいて検出された前記パラメータ値に対応したポイント、前記第２検出ステップにおいて検出された前記転送レート情報に対応したポイント、及び前記測定ステップにおいて測定された前記遅延時間に対応したポイントを各々設定するポイント設定ステップと、
前記パラメータ値、前記転送レート情報及び前記遅延時間毎に予め割り当てられた重み付けを前記ポイント設定ステップにおいて設定された各ポイントに対して行う重み付けステップと、
前記重み付けステップにおいて重み付けされたポイントを加算して合計品質実測値を算出する合計ステップと、
前記合計品質実測値に応じて前記無線品質のレベルを出力する出力ステップと、を備えることを特徴とする無線品質測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも無線端末及び無線基地局を備え、無線端末と無線基地局との間の無線品質を測定する機能を有する無線通信システム及び無線品質測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、無線端末及び無線基地局を備える無線通信システムにおいて、無線端末に受信電界強度検知部又は誤り率検知部が備えられ、それの検知部で検知された情報に基づいて無線基地局との間の無線通信状態を基地局名と共に無線端末のユーザに音声で通知する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５３３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したような従来の無線通信システムにおいては、無線信号の電界強度又はディジタル信号の誤り率を複数段階で判断することにより通信状態の良否を決定しているに過ぎず、総合的な無線品質まで考慮した通信状態の判断を行うものではなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、無線通信の総合的な無線品質を定量的に無線端末のユーザに通知することができる無線通信システム及び無線品質測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の無線通信システムは、無線端末と無線基地局との間の無線品質を測定する機能を有する無線通信システムであって、前記無線端末は、無線信号の受信信号強度及びそれに関連した他のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータ値を検出する第１検出手段と、前記無線信号によるデータ転送レートを示す少なくとも１つの転送レート情報を検出する第２検出手段と、前記無線信号によるデータ転送の遅延時間を測定する第１測定手段と、前記第１検出手段によって検出された前記パラメータ値に対応したポイント、前記第２検出手段によって検出された前記転送レート情報に対応したポイント、及び前記第１測定手段によって測定された前記遅延時間に対応したポイントを各々設定するポイント設定手段と、前記パラメータ値、前記転送レート情報及び前記遅延時間毎に予め割り当てられた重み付けを前記ポイント設定手段によって設定された各ポイントに対して行う第１重み付け手段と、前記第１重み付け手段によって重み付けされたポイントを加算して合計品質実測値を算出する第１合計手段と、前記合計品質実測値に応じて前記無線品質のレベルを出力する出力手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
本発明の無線品質測定方法は、無線端末と無線基地局との間の無線品質を測定する無線品質測定方法であって、前記無線端末における無線信号の受信信号強度及びそれに関連した他のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータ値を検出する第１検出ステップと、前記無線信号によるデータ転送レートを示す少なくとも１つの転送レート情報を検出する第２検出ステップと、前記無線信号によるデータ転送の遅延時間を測定する測定ステップと、前記第１検出ステップにおいて検出された前記パラメータ値に対応したポイント、前記第２検出ステップにおいて検出された前記転送レート情報に対応したポイント、及び前記測定ステップにおいて測定された前記遅延時間に対応したポイントを各々設定するポイント設定ステップと、前記パラメータ値、前記転送レート情報及び前記遅延時間毎に予め割り当てられた重み付けを前記ポイント設定ステップにおいて設定された各ポイントに対して行う重み付けステップと、前記重み付けステップにおいて重み付けされたポイントを加算して合計品質実測値を算出する合計ステップと、前記合計品質実測値に応じて前記無線品質のレベルを出力する出力ステップと、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の無線通信システム及び無線品質測定方法によれば、無線端末における無線信号の受信信号強度及びそれに関連した他のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータ値と、無線信号によるデータ転送レートを示す少なくとも１つの転送レート情報と、無線信号によるデータ転送の遅延時間とに基づいて無線品質のレベルを求めることができるので、無線通信の総合的な無線品質を定量的に無線端末のユーザに通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例として無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】図１の無線通信システムの無線品質測定動作を示すシーケンス図である。
【図３】無線方式毎の取得項目を示す図である。
【図４】Ｗｉ−Ｆｉの場合のＭＳＣレベルとデータ転送レートとポイントとの関係を示す図である。
【図５】ＷｉＭＡＸの場合のＭＳＣレベルとデータ転送レートとポイントとの関係を示す図である。
【図６】ユーザ通知情報作成動作を示すフローチャートである。
【図７】無線品質度の算出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施例の無線通信システムの構成を示している。この無線通信システムは、少なくとも無線端末１００、無線中継装置１１０、及び無線基地局１２０を備えている。無線端末１００と無線中継装置１１０との間には無線ネットワークが形成されている。無線中継装置１１０と無線基地局１２０との間にも別の無線ネットワークが形成されている。
【００１２】
無線端末１００は、例えば、パーソナルコンピュータ装置からなり、無線中継装置１１０との無線通信を制御する中継装置側制御部１０１と、ユーザとの入出力インターフェースを制御するユーザ側制御部１０４と、データやプログラムを記憶するデータ保存部１０７とを有している。中継装置側制御部１０１は無線中継装置１１０に対する無線信号の送受信を制御する無線制御機能１０２と、後述の無線品質情報を取得するための無線品質情報取得機能１０３とを有している。ユーザ側制御部１０４はユーザによるサーベイ開始の操作を受け入れるサイトサーベイ機能１０５と、ユーザに対してサーベイ結果の無線品質度をスピーカ１０６Ａを介して音声で通知する音声通知機能１０６とを有している。中継装置側制御部１０１には第１検出手段、第２検出手段及び第１測定手段が含まれている。
【００１３】
無線中継装置１１０は、無線端末１００との無線通信を制御する端末側制御部１１１、無線基地局１２０との無線通信を制御する基地局側制御部１１４、及びデータやプログラムを記憶するデータ保存部１１７を有している。端末側制御部１１１は無線端末１００に対する無線信号の送受信を制御する無線制御機能１１２と、無線端末１００からの無線品質情報要求に応答する無線品質情報応答機能１１３とを有している。基地局側制御部１１４は無線基地局１２０に対する無線信号の送受信を制御する無線制御機能１１２と、無線品質情報を取得するための無線品質取得機能１１６とを有している。基地局側制御部１１４には第３検出手段、第４検出手段及び第２測定手段が含まれている。
【００１４】
無線基地局１２０は、無線中継装置１１０との無線通信を制御する中継装置側制御部１２１を有している。中継装置側制御部１２１は無線中継装置１１０に対する無線信号の送受信を制御する無線制御機能１２２と、無線中継装置１１０からの無線品質情報要求に応答する無線品質情報応答機能１２３とを有している。
【００１５】
かかる構成の無線通信システムにおいては、無線端末１００と無線中継装置１１０とは無線接続が確立した状態にあり、無線中継装置１１０と無線基地局１２０とは無線接続が確立した状態にあるとする。すなわち、図２に示すように、中継装置側制御部１０１と端末側制御部１１１との間で無線セッション２０１が実行され、基地局側制御部１１４と中継装置側制御部１２１との間で無線セッション２０２が実行されている。
【００１６】
この実施例では、無線端末１００と無線中継装置１１０との間の無線ネットワークにはＷｉ−Ｆｉ（通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１）と称する無線方式が適用され、無線中継装置１１０と無線基地局１２０との間の無線ネットワークにはＷｉＭＡＸ（通信規格ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ）と称する無線方式が適用されている。
【００１７】
無線セッション中に無線中継装置１１０によって定期的に送信される無線フレーム（２０３）として、Ｗｉ−Ｆｉでいうビーコンフレーム、制御フレーム、データフレーム等のフレームがある。中継装置側制御部１０１では、これらの受信フレームに応じて信号測定値と、データ転送レートとを取得し、データ保存部１０７にこれらのデータを時系列に格納することが行われる（２０３Ａ）。図３に示すように、Ｗｉ−Ｆｉでは信号測定値としてはＲＳＳＩ（受信信号強度）が用いられる。ＲＳＳＩは、例えば、無線端末１００内の受信部（図示せず）で受信された無線フレームの受信信号のレベルを検出する信号レベル検出部（図示せず）によって測定される。また、データ転送レートとしては図４に示すように、無線端末１００内の受信部において得られる変調方式及び符号化レート（ＭＣＳレベル）が用いられる。なお、データ転送レートとして変調方式及び符号化レートの他に通信方式を含むことがある。
【００１８】
同様に、無線セッション中に無線基地局１２０によって定期的に送信される無線フレーム（２０４）としてＷｉＭＡＸでいうＤＣＤフレーム、制御フレーム、データフレーム等のフレームがある。基地局側制御部１１４では、これらの受信フレームから信号測定値と、データ転送レートとを無線中継装置１１０内の受信部（図示せず）で取得し、データ保存部１１７にこれらのデータを時系列に格納することが行われる（２０４Ａ）。図３に示すように、ＷｉＭＡＸでは信号測定値としてはＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＣＩＮＲ（搬送波レベル対干渉・雑音比）が用いられ、データ転送レートとしては受信ＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme)及び送信ＭＣＳが用いられる。図５に示すように、受信ＭＣＳは下り転送レートであり、送信ＭＣＳは上り転送レートであり、ＭＳＣレベルが分かればデータ転送レートを判断することができる。
【００１９】
これらのデータ取得及びデータ保存部１０７、１１７へのデータの書き込みは無線接続中は常に実施されているとする。
【００２０】
次に、ユーザが無線端末１００に対してサーベイの操作を行ったとする（２０５）。そうすると、無線端末１００のユーザ側制御部１０４から中継装置側制御部１０１に対してサーベイ開始要求２０７が出力される。中継装置側制御部１０１はサーベイ開始要求２０７に応じて基地局側無線品質情報取得要求２０８を基地局側制御部１１４に対して送信する。基地局側無線品質情報取得要求２０８は例えば、端末側制御部１１１を介して基地局側制御部１１４に到達する。
【００２１】
基地局側制御部１１４は基地局側無線品質情報取得要求２０８を受信すると、無線基地局１２０に対してｐｉｎｇにより送信遅延測定パケット要求２０９を送信する。無線基地局１２０の中継装置側制御部１２１は送信遅延測定パケット要求２０９を受信すると、それに対して送信遅延測定パケット応答２１０を基地局側制御部１１４に送信する。基地局側制御部１１４は送信遅延測定パケット応答２１０を受信すると、その送信遅延測定パケット応答２１０の受信に応じて遅延時間を測定する（２１０Ａ）。この遅延時間は無線中継装置１１０と無線基地局１２０との間の無線信号の往復時間である。そして、基地局側制御部１１４はデータ保存部１１７に格納されている無線中継装置１１０と無線基地局１２との間の周期ｔ時間分の無線品質及び転送レート各々を読み出し（２１１Ａ）、その無線品質及び転送レート各々の平均値と共にその測定した転送遅延を無線基地局側品質取得応答２１１にて端末側制御部１１１を介して中継装置側制御部１０１に対して返信する。
【００２２】
その後、中継装置側制御部１０１はｐｉｎｇにより送信遅延測定パケット要求２１２を端末側制御部１１１に対して送信する。無線中継装置１１０の端末側制御部１１１は送信遅延測定パケット要求２１２を受信すると、それに対して送信遅延測定パケット応答２１３を中継装置側制御部１０１に対して送信する。中継装置側制御部１０１は送信遅延測定パケット応答２１３を受信すると、その送信遅延測定パケット応答２１３の受信に応じて遅延時間を測定する（２１３Ａ）。この遅延時間は無線端末１００と無線中継装置１１０との間の無線信号の往復時間である。そして、中継装置側制御部１０１はデータ保存部１０７に格納されている無線端末１００と無線中継装置１１０との間の周期ｔ時間分の無線品質及び転送レート各々の平均値と共にその測定した転送遅延をサーベイ完了応答２１４にてユーザ側制御部１０４に対して返信する。サーベイ完了応答２１４には無線基地局側品質取得応答２１１の内容、すなわち、無線中継装置１１０と無線基地局１２との間の周期ｔ時間分の無線品質及び転送レート各々の平均値と共にその測定した転送遅延が含まれる。
【００２３】
ユーザ側制御部１０４は、サーベイ完了応答２１４を受信すると、ユーザ通知情報の作成を行う（２１５）。ユーザ通知情報作成では図６に示すように、無線中継装置１１０と無線基地局１２との間の無線品質情報、及び無線端末１００と無線中継装置１１０との間の無線品質情報の各項目の取得値に対してポイントを設定し（Ｓ３０１）、各項目の重要度を読み出す（Ｓ３０２）。Ｓ３０１がポイント設定手段に相当する。
無線中継装置１１０と無線基地局１２との間の無線品質情報の項目はＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ、受信ＭＣＳ、送信ＭＣＳ、及びＰｉｎｇ送信による遅延時間であり、無線端末１００と無線中継装置１１０との間の無線品質情報の項目はＲＳＳＩ、データ転送レート、及びＰｉｎｇ送信による遅延時間である。これらの項目各々で値に対して複数の範囲が予め定められており、無線品質として良好な数値の範囲ほど高ポイントが割り当てられている。
【００２４】
例えば、Ｐｉｎｇ送信による遅延時間についてのポイントの割り当ては１０ｍｓｅｃ以下で４ポイント、１１〜２０ｍｓｅｃの範囲で３ポイント、２１〜３０ｍｓｅｃの範囲で２ポイント、３１〜４０ｍｓｅｃの範囲で１ポイント、４１ｍｓｅｃ以上で０ポイントである。測定された遅延時間が１５ｍｓｅｃであれば、Ｓ３０１では３ポイントが設定される。
【００２５】
データ転送レートについてのポイントの割り当ては、データ転送レートがＭＣＳレベル（データの変調方式及び符号化レート）とからほぼ定まるので、例えば、図４及び図５に示すように、ＭＣＳレベルが大なるほど大なるポイントが設定される。
【００２６】
重要度は１〜３のうちの値であり、項目毎に予め設定されており、それが無線端末１００内のデータ保存部１０７等の記憶装置に保存されているので、Ｓ３０２では項目毎の重要度（重み付け値）を読み出すことが行われる。
【００２７】
ユーザ側制御部１０４は、Ｓ３０２で重要度を読み出すと、項目毎に設定ポイント×重要度により品質実測値を算出し（Ｓ３０３）、更に、項目毎に最大ポイント×重要度により品質最大値を算出する（Ｓ３０４）。設定ポイントは上記のＳ３０１で設定されたポイントである。最大ポイントは例えば、４である。Ｓ３０３が第１重み付け手段に相当し、Ｓ３０４が第２重み付け手段に相当する。
【００２８】
このように品質実測値と、品質最大値とを算出すると、全ての項目の合計品質実測値とが合計品質最大値とに応じて無線品質度（無線品質のレベル）を算出する（Ｓ３０５）。無線品質度は（合計品質実測値／合計品質最大値）×１００により算出される。Ｓ３０３〜Ｓ３０５が第１合計手段又は第２合計手段に相当する。
【００２９】
図７は項目毎の設定ポイント、重要度、品質実測値及び品質最大値を例示しており、その結果、合計品質実測値は５０、合計品質最大値は７２であるので、無線品質度が６９として算出されたことを示している。
【００３０】
ユーザ側制御部１０４は、無線品質度を算出すると、その無線品質度をユーザに音声で通知する（２１６）。通知は音声通知機能１０６及びスピーカ１０６Ａを介して実行される。上記の動作２０７〜２１６は周期ｔで繰り返される。なお、２１０Ａ及び２１３ＡではＡＲＰ(Address Resolution Protocol)の解決の影響を考慮して遅延時間の測定値は２回目からは数回測定してその平均値を測定値として使用する。また、ＡＲＰの解決の影響を考慮して遅延時間の測定値は２回目からを数回測定してその平均値を測定値として使用しても良い。また、ＷＭＭ(Wi-Fi Multimedia)等でＷｉ−Ｆｉの優先制御が行われないこととし、更に、通信規格ＩＥＥＥ８０２.１６ｅのＱｏＳ制御は行わないこととする。
【００３１】
ユーザは無線品質度を知ることにより現在の無線中継装置１１０の設置位置での無線環境がどの程度であるかを判断することができる。これにより、ユーザが１人でも無線中継装置を移動させながら最適な場所を選択することができる。
【００３２】
なお、上記した実施例においては、無線端末１００と無線基地局１２０との間に無線中継装置１１０が備えられた構成の無線通信システムであるが、これに限定されない。無線中継装置１１０を設けることなく、少なくとも無線端末１００と無線基地局１２０とからなる無線通信システムであっても本発明を適用することができる。
【００３３】
また、上記した実施例においては、無線品質度をユーザに音声で通知しているが、これに限定されない。無線品質度を表示器に表示することにより通知しても良い。
【００３４】
更に、第１検出手段及び第３検出手段においては、ＲＳＳＩ（受信信号強度）及び／又はＣＩＮＲ（搬送波レベル対干渉・雑音比）が検出されているが、これに限定されない。無線信号の受信信号強度及びそれに関連した他のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータ値を検出する手段であれば良い。
【００３５】
また、上記した実施例においては、無線方式としてＷｉ−Ｆｉと、ＷｉＭＡＸとをしめしたが、これに限定されない。他の無線方式を用いても良いことは勿論である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  無線端末
１０１  中継装置側制御部
１０４  ユーザ側制御部
１１０  無線中継装置
１１１  端末側制御部
１１４  基地局側制御部
１２０  無線基地局
１２１  中継装置側制御部
【図１】
2011205479.tif 000003
【図２】
2011205479.tif 000004
【図３】
2011205479.tif 000005
【図４】
2011205479.tif 000006
【図５】
2011205479.tif 000007
【図６】
2011205479.tif 000008
【図７】
2011205479.tif 000009