(57)【要約】【課題】  現実データに照らし、妥当でかつ簡易な方法によりアクセスポイントの空間配備パターンを生成する。【解決手段】  本発明は、事業者Aのある時点t0における統計量x(A, t0)を元に、各区画をAP数によりグループ分けするものとし、シミュレーション対象事業者Bのt*での統計量x(B, t*)が与えられると、該事業者Ａのある時点t0での区画のグループがグループiであるとき、該事業者Bのt*での区画のグループもiであると判断し、事業者Bの統計量x(B, t*)からグループｉに属するアクセスポイント数の範囲を求め、該範囲のアクセスポイント数の１つを該事業者Bのt*での区画のアクセスポイント数とし、決まったアクセスポイント数を当該区画に一様な確率でばらまく。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
公衆無線LANアクセスポイントの配備位置を生成するアクセスポイント配備シミュレーション装置であって、
シミュレーション対象の事業者の時点t*での統計量が与えられると、区画のグループを決定するグループ決定手段と、
前記事業者の前記統計量から前記グループｉに属するアクセスポイント数の範囲を求め、該範囲のアクセスポイント数の１つを該事業者のt*での区画のアクセスポイント数とするアクセスポイント数決定手段と、
を有することを特徴とするアクセスポイント配備シミュレーション装置。
【請求項２】
前記グループ決定手段は、
前記事業者（名称をBとする）の前記統計量x(t*,B)を、該事業者Bの時点t*におけるAP数の予想される平均、分散とする
請求項１記載のアクセスポイント配備シミュレーション装置。
【請求項３】
ある時点t0でのアクセスポイント数が既知の事業者Ａの、時点t0での区画内アクセスポイント数分布{wi}を格納したアクセスポイント数分布記憶手段を更に有し、
前記アクセスポイント数決定手段は、
前記グループｉに属するアクセスポイント数の範囲の中で、前記アクセスポイント数分布記憶手段の前記区画内アクセスポイント数分布{wi}に比例する確率でアクセスポイント数を決定する手段を含む
請求項１または２記載のアクセスポイント配備シミュレーション装置。
【請求項４】
前記グループ決定手段は、
前記事業者Aのある時点t0における統計量x(A, t0)に基づいて、各区画をアクセスポイント数によりグループ分けし、ある区画のグループがグループiであるときに、上下左右、隣接する４区画の１区画のグループがjである頻度分布を求め、頻度分布記憶手段に格納する頻度分布手段と、
前記事業者Bの前記統計量x(B, t*)を取得して、ある区画のグループがグループiであるとき、前記頻度分布記憶手段を参照して、隣接区画のグループがjである確率をp(i,j)になるようにして隣接区画のグループを決定する処理を、順に辿る経路が記載された経路表に沿って実行し、各区画のグループを定め、該事業者Bのt*における区画とする区画決定手段と、
を含み、
前記アクセスポイント数決定手段は、
前記グループiに属するアクセスポイント数の範囲を前記事業者Bの統計量x(B, t*)から求め、該範囲のアクセスポイント数の１つを前記区画決定手段で決められた区画のアクセスポイント数とする手段を含む
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアクセスポイント配備シミュレーション装置。
【請求項５】
コンピュータ上において、公衆無線LANアクセスポイントの配備位置を生成するアクセスポイント配備シミュレーション方法であって、
シミュレーション対象の事業者の時点t*での統計量が与えられると、区画のグループを決定するグループ決定ステップと
前記事業者Bの前記統計量から前記グループｉに属するアクセスポイント数の範囲を求め、該範囲のアクセスポイント数の１つを該事業者Bのt*での区画のアクセスポイント数とするアクセスポイント数決定ステップと、
を行うことを特徴とするアクセスポイント配備シミュレーション方法。
【請求項６】
前記グループ決定ステップにおいて、
前記事業者Aの統計量x(A, t0)を、該事業者Aの時点t0におけるAP数の平均、分散とし、前記事業者Bの前記統計量x(B, t*)を、該事業者Bの時点t*におけるAP数の予想される平均、分散とする
請求項５記載のアクセスポイント配備シミュレーション方法。
【請求項７】
コンピュータ上に、前記事業者Ａのある時点t0での区画内アクセスポイント数分布{wi}を格納したアクセスポイント数分布記憶手段を有し、
前記アクセスポイント数決定ステップにおいて、
前記グループiに属するアクセスポイント数の範囲の中で、前記アクセスポイント数分布記憶手段の前記区画内アクセスポイント数分布{wi}に比例する確率でアクセスポイント数を決定する
請求項５または６記載のアクセスポイント配備シミュレーション方法。
【請求項８】
前記グループ決定ステップにおいて、
前記事業者Aのある時点t0における統計量x(A, t0)に基づいて、各区画をアクセスポイント数によりグループ分けし、ある区画のグループがグループiであるときに、上下左右、隣接する４区画の１区画のグループがjである頻度分布を求め、頻度分布記憶手段に格納する頻度分布ステップと、
前記事業者Bの前記統計量x(B, t*)を取得して、ある区画のグループがグループiであるとき、前記頻度分布記憶手段を参照して、隣接区画のグループがjである確率をp(i,j)になるようにして隣接区画のグループを決定する処理を、順に辿る経路が記載された経路表に沿って実行し、各区画のグループを定め、該事業者Bのt*における区画とする区画決定ステップと、
を含み、
前記アクセスポイント数決定ステップにおいて、
前記グループiに属するアクセスポイント数の範囲を前記事業者Bの統計量x(B, t*)から求め、該範囲のアクセスポイント数の１つを前記区画決定ステップで決められた区画のアクセスポイント数とするステップを含む
請求項５乃至７のいずれか１項に記載のアクセスポイント配備シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクセスポイント配備シミュレーション装置及び方法に係り、特に、公衆無線LANアクセスポイントの配備位置を尤もらしく生成するアクセスポイント配備シミュレーション装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線アクセスポイント等の無線システムは、干渉により性能が大きく左右されるため、干渉源位置がどこにあるかが重要である。同一周波数帯を使用する無線装置が干渉源となるため、同種の無線アクセスポイントがどのように配備されているかは、同無線システムの性能評価上のキーポイントとなる。
【０００３】
実際に、無線アクセスポイントを配備する位置が決まっており、干渉源が現状と大差ないのであれば、当該配備予定位置における現状の電波環境を測れば、当該無線アクセスポイントの性能評価は可能である。
【０００４】
しかしながら、システム開発時や将来の導入における評価を行うには、何らかの形で将来の同種の無線アクセスポイントの配備位置を予測・模擬することが必要となる。この場合、いわゆるシミュレータにより１つずつ配備設計することは可能ではあるが、数多くのアクセスポイントを空間的に現実的に配備することは容易ではない。そのため、ハチの巣状に配備するような簡易な方法がシステム開発段階では用いられる（例えば、非特許文献１のA３節参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Feasibility Study for OFDM for UTRAN enhancement; (Release 6) 3GPP TR 25.892 V2.0.0 (2004-06).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の非特許文献1に記載の技術では、事業者全体としてみた場合に、どの程度のアクセスポイント数になるかについては現実と乖離しており、SINR（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）や干渉のような性能がどの程度になるか、他の事業者と合わせて、ある地域であとどの程度の数のアクセスポイントが配備できそうであるか等の妥当な性能評価は困難である。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、現実データに照らし、妥当でかつ簡易な方法によりアクセスポイントの空間配備パターンを生成することが可能なアクセスポイント配備シミュレーション装置及び方法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】
【０００８】
一態様によれば、公衆無線LANアクセスポイントの配備位置を生成するアクセスポイント配備シミュレーション装置であって、
シミュレーション対象の事業者の時点t*での統計量が与えられると、区画のグループを決定するグループ決定手段と、
前記事業者の前記統計量から前記グループｉに属するアクセスポイント数の範囲を求め、該範囲のアクセスポイント数の１つを該事業者のt*での区画のアクセスポイント数とするアクセスポイント数決定手段と、を有するアクセスポイント配備シミュレーション装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
一態様によれば、新たな事業者がシステムを構築する際に、既に事業をしている事業者のアクセスポイントの配備状況を勘案し、区画ごとの設置アクセスポイント数を見積もることにより、現実データに照らし妥当でかつ簡易な方法によりアクセスポイントの空間配備パターンを生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】２事業者がl×l[m]区画にいくつのAPを設置しているかの相関係数である。
【図２】事業者Aがグループjに属する比率である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるアクセスポイント（AP）配置シミュレーション装置の構成例である。
【図４】本発明の一実施の形態における経路表記憶部の例である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるAP配置シミュレーション装置のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態における経路の例である。
【図７】本発明のAP設置位置情報に関する評価例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
本発明は、公衆無線LANアクセスポイントの配置位置データを解析して得た以下の発見に基づいている。
【００１３】
１.相関
図１に、2事業者がl×l[m]区画にいくつのAPを設置しているのかの相関係数を示す。同図から非常に高い相関を示していることがわかる。すなわち、事業者によらず、人気の区画とそうでない区画がある。また、先行事業者があれば、当該事業者の配備もほぼ予想がつくことがわかる。以下では、l=200[m]を用いるものとする。
【００１４】
2.各グループに属する区画数分布
本発明で提案する式(1)に基づくAP数によるグループ分け手法で、時点（年月）tにおいて各区画がグループ0以外のグループiに属する比率をpi(t)とする。図２は、基準となる事業者Aにおける
【００１５】
【数１】
2015115620.tif 000003
が時点でほとんど変化せず、（2013年6月での）事業者BのPj(t)も殆ど事業者Aのそれと同じであることを示す。すなわち、ある事業者のある時点におけるpi(t)が得られれば、どの事業者のいつのpi(t)も推測できることがわかる。
【００１６】
図３は、本発明の一実施の形態におけるアクセスポイント（AP）配置シミュレーション装置の構成例を示す。
【００１７】
同図に示すAP配置シミュレーション装置は、グループ決定部１０、AP数決定部２０、AP配置部３０、区画決定部４０、AP数分布記憶部５０、頻度分布記憶部６０、経路表記憶部７０を有する。図示しないがこの他にメモリを有するものとする。
【００１８】
なお、グループ決定部１０、AP数決定部２０、AP配置部３０、区画決定部４０は、プロセッサ上で、それぞれグループ決定モジュール、AP数決定モジュール、AP配置モジュール、区画決定モジュールとして機能するものとする。
【００１９】
AP数分布記憶部５０は、区画内のAP数が10の場合は0.1、11の場合は0.25,…のように分布を記憶する。
【００２０】
頻度分布記憶部６０は、ある区画がグループiであるとき、当該区画の上下左右、隣接する４区画の１区画のグループがあるグループjである頻度分布{p(i,j)}が格納される。
【００２１】
経路表記憶部７０は、ある区画から次に辿る経路が記載された経路表を格納する。
【００２２】
グループ決定部１０は、入力として、l×l[m]区画内のAP数の平均aと標準偏差sを用いて、AP数がniである区画iは、
a+ks≦ni＜a+(k+1)s                          式(1)
となる場合に、グループkに属する、とする。
【００２３】
グループ決定部１０は、ある時点における統計量を元に、各区画をAP数によりグループ分けするものとする。グループ決定部１０にはシミュレーション対象事業者Bのt*での統計量x(B, t*)が入力される。ここで、統計量x(B, t*)は、事業者Bの時点t*におけるAP数の予想される平均、分散である。グループ決定部１０は、事業者Aのある時点t0における平均と標準偏差に基づいて、各区画をアクセスポイント数によりグループ分けし、ある区画のグループがグループiであるときに、上下左右、隣接する４区画の１区画のグループがjである頻度分布{p(i,j)}を求め、頻度分布記憶部６０に格納する。そして、事業者Bの平均と標準偏差を取得して、ある区画のグループがグループiであるとき、頻度分布記憶部６０を参照して、隣接区画のグループがjである確率をp(i,j)になるようにして隣接区画のグループを決定する処理を、経路表記憶部７０に格納されている経路表に沿って実行し、各区画のグループを定める。これによって、該事業者Bの時点t*における各区画のグループが得られる。経路表は図４に示すように、各ノードを発ノードとした場合の次ノードが着ノードとして記載されている。これを各ノードで適用することで、後述図６の(a)、(b)のような経路を構成することができる。
【００２４】
AP数決定部２０は、上記のグループ決定部１０でグループが定められると、グループiに属するAP数の範囲を上記の式(1)を用いて事業者Bの時点t*での平均と標準偏差から求め、その範囲のAP数の一つを当該区画のAP数とする。
【００２５】
AP配置部３０は、AP数決定部２０で決定された区画ごとのAP数を当該区画に一様な確率で配置する。
【００２６】
区画決定部４０は、処理対象とする区画を決定する。
【００２７】
図５は、本発明の一実施の形態におけるAP配置シミュレーション装置のフローチャートである。
【００２８】
AP配置シミュレーション装置は、ある事業者のある時点t0での、
(1)区画内AP数分布{wi}（AP数分布記憶部５０）；
(2)ある区画のグループがiであるときに、上下左右、隣接4区画の1区画のグループがjである頻度分布{p(i,j)}（頻度分布記憶部６０）；
を保持しているものとする。なお、上記の(3)は外部から入力され、メモリ（図示せず）に格納されるものとする。
【００２９】
ステップ１０１）  グループ決定部１０は、外部から、シミュレーション対象事業者のシミュレーションを実施したい時点t*における区画内の平均AP数a*と標準偏差s*が与えられる。a*とs*はユーザが入力装置から入力しても、または、外部のファイルを読み込んで入力してもよい。
【００３０】
ステップ１０２）  区画決定部４０は、経路表記憶部７０の経路表から適当な区画をスタート区画としてメモリ（図示せず）に格納し、メモリ（図示せず）上のスタート区画を現在区画に更新する。
【００３１】
ステップ１０３）  グループ決定部１０は、スタート区画のAP数を頻度分布｛wi｝に従う乱数を生成することにより仮に決定する。ステップ１０１で与えられたa*及びs*から、式(1)を用いてスタート区画のグループを決める。
【００３２】
ステップ１０４）  AP数決定部２０は、現在区画のAP数の範囲を、ステップ１０１で与えられたa*及びs*から決定する。グループiのAP数の範囲は、a=a*、s=s*で前述の式(1)を満たす整数である。AP数分布記憶部５０を参照してその範囲で分布wjに比例する確率でAP数jを決定する。その範囲のwjが全て0の場合は、（1/2）のj乗に比例する確率でAP数ｊを決定する。
【００３３】
ステップ１０５）  AP配置部３０は、ステップ１０４で決まったAP数を現在区画に一様な確率でばら撒く。
【００３４】
ステップ１０６）  区画決定部４０は、一定数の区画をグループ分けを行ったかを判定し、一定数の処理を終わった場合は当該処理を終了する。一定数に満たない場合は、ステップ１０７に移行する。
【００３５】
ステップ１０７）  区画決定部４０は、経路表記憶部７０を参照して隣接区画を決定し、グループ決定部１０は、当該隣接区画を、頻度分布記憶部６０の頻度分布を参照し、現在区画がグループiであれば確率p(i,j)でグループjとする。隣接区画を決める経路の例を図６に示す。所定の領域全てをカバーできる経路であればよい。同図では、経路が一筆書き（図６（ａ））であるように記述しているが、図６(b)のように表すことも可能である。なお、最大経路長が短い経路の方が本発明では有効であることから、図６では、(b)が(a)より通常、好適である。区画決定部４０は、メモリ（図示せず）上の隣接区画を現在区画に更新してステップ１０４に移行して、AP数を決定する処理に戻る。
【００３６】
以下に、上記の手法による評価を示す。
【００３７】
東京23区内のある事業者のAP設置位置情報に関する評価の例を示す。
【００３８】
以下において、t0は、2012年8月とし、t0の時点でのデータに基づき、2013年6月のAP設置位置をシミュレートしてSINRを評価する。ここでは、干渉が雑音に対して支配的と仮定し、
【００３９】
【数２】
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但し、d0は、送受信装置間距離、diは干渉源・受信装置間距離（i>0）、fiは対数生起分布に従うフェージング（i≧0）で、正規分布の平均0、標準偏差10、α=4とする。下りSINRを評価対象とし、受信端末は5×5区画の中心にあり、最近傍のAPと接続するものとする。その他のAPは、nf=28局毎に干渉源となる。但し、中心区画内にAPが存在しない場合は、サービスエリア外とし、当該区画は対象から外す。
【００４０】
比較対象としては、以下の「ランダム」法を用いる。ランダムでは、基準事業者Aのt0での確率wiと区画内AP数の平均a0を用いる。確率wiでiとなる乱数を発生させ、乱数がiの場合には、AP数を（a*/a0）iとする（（a*/a0）iが整数でない場合は、i'を（a*/a0）iの整数部としたとき、平均が（a*/a0）iとなるよう、AP数を乱数により、i'またはi'+1とする）。
【００４１】
上記の結果を図７に示す。AP数はこの間2倍強増えているが、妥当なSINRになっている。
【００４２】
なお、図１に示すAP配置シミュレーション装置の構成要素の動作をプログラムとして構築し、AP配置シミュレーション装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
【００４３】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  グループ決定部
２０  AP数決定部
３０  AP配置部
４０  区画決定部
５０  AP数分布記憶部
６０  頻度分布記憶部
７０  経路表記憶部
【図１】
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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２】
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