(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナの設置位置、及び、各アンテナに必要な給電電力の入力を受付ける入力手段と、
前記複数のアンテナそれぞれへ供給が必要な給電電力を満たし、かつ、前記複数のアンテナへの給電電力の合計値が最小となる無線送受信機の設置位置を、配線ケーブルの単位長さあたりの電力損失量を用いて求める無線送受信機位置決定手段と、
前記無線送受信機から前記複数のアンテナへの給電電力を分配する分配器の設置位置を求める分配器位置決定手段と、を備え、
前記分配器位置決定手段は、前記配線ケーブルの単位長さあたりの電力損失量と、分配器の端子ごとの電力損失量と、を用いて、前記アンテナの給電電力、前記アンテナの設置位置から前記分配器までの配線による配線損失、及び、前記分配器による分配損失の合計値が、同じ分配器に接続する他のアンテナの当該合計値と等しくなるような前記分配器の設置位置を求めるアンテナ配線決定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記無線送受信機位置決定手段、及び、前記分配器位置決定手段は、フロア内に前記無線送受信機、又は、前記分配器が設置可能な位置を示す配置範囲情報を用いて、前記無線送受信機、又は、前記分配器の設置位置を求めるアンテナ配線決定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記無線送受信機位置決定手段は、
前記複数のアンテナそれぞれに必要な給電電力量と、前記無線送受信機の設置候補位置から各アンテナへの配線ケーブルの配線により損失する電力量と、の合計値が最小となるような前記無線送受信機の設置位置を、前記配置範囲情報に示す設置可能な位置から探索するアンテナ配線決定装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記分配器位置決定手段は、
前記分配器の第１の端子に接続される第１のアンテナに必要な給電電力量と、前記分配器の設置候補位置から前記第１のアンテナへの配線ケーブルの配線により損失する電力量と、の合計である第１の合計値と、
前記分配器の第２の端子に接続される第２のアンテナに必要な給電電力量と、前記分配器の設置候補位置から前記第２のアンテナへの配線ケーブルの配線により損失する電力量と、の合計である第２の合計値と、を求め、
前記第１の合計値と前記第２の合計値との差分が、前記第１の端子の分配損失と前記第２の端子の分配損失の差分と等しくなるような前記分配器の設置位置を、前記配置範囲情報に示す設置可能な位置から探索するアンテナ配線決定装置。
【請求項５】
複数のアンテナの設置位置、及び、各アンテナに必要な給電電力の入力を受付け、
前記複数のアンテナそれぞれへ供給が必要な給電電力を満たし、かつ、前記複数のアンテナへの給電電力の合計値が最小となる無線送受信機の設置位置を、配線ケーブルの単位長さあたりの電力損失量を用いて求め、
前記配線ケーブルの単位長さあたりの電力損失量と、前記無線送受信機から前記複数のアンテナへの給電電力を分配する分配器の端子ごとの電力損失量と、を用いて、前記アンテナの給電電力、前記アンテナの設置位置から前記分配器までの配線による配線損失、及び、前記分配器による分配損失の合計値が、同じ分配器に接続する他のアンテナの当該合計値と等しくなるような前記分配器の設置位置を求めるアンテナ配線決定方法。
【請求項６】
複数のアンテナと、前記複数のアンテナに給電を行う無線送受信機と、前記無線送受信機から前記複数のアンテナへの給電電力を分配する分配器と、前記複数のアンテナ、前記無線送受信機、及び、前記分配器の間を接続する配線ケーブルと、を備える無線基地局システムにおいて、
前記分配器は、一方の端子に接続される前記アンテナの給電電力、前記アンテナの設置位置から前記分配器までの配線による電力損失、及び、前記分配器による分配損失の合計値が、同じ分配器に接続する他の端子に接続されるアンテナの当該合計値と等しくなるような位置に設置され、
前記無線送受信機は、前記複数のアンテナそれぞれへ供給が必要な給電電力を満たし、かつ、前記複数のアンテナへの給電電力の合計値が最小となる位置に設置されることを特徴とする無線基地局システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の無線基地局システムの構成、アンテナ配線決定装置、および、アンテナ配線決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン等の急激な増加により、携帯電話ネットワークにおけるトラフィックが増大し、ネットワークにおけるデータ通信容量の拡大が急務である。屋外の基地局設置は、ほぼ完了されつつあるが、屋内は電波伝搬環境の改善が必要である。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には、基地局、アンテナ、同軸ケーブル、分配器などのネットワークの構成要素において、送信パワー、入出力利得設定、構成要素の位置などの機器設定を調整し、信号強度、送信機位置、アンテナ利得、伝搬損失モデルなどの複数のパラメータに基づいてネットワークの最適構成を求めるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５２５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、ネットワークの構成要素の機器タイプ、設定、位置のほか可能な設定項目を探索パラメータとしてすべての組み合わせに対して無線ネットワークの通信性能を推定し、最適なパラメータを提示する手段を開示している。
【０００６】
しかしながら、探索パラメータの組み合わせは膨大な数となり、そのすべてを試すことは現実的でなく、実際にはあらかじめ探索するパラメータの取りうる値を削減する必要がある。無線ネットワークの設計において最も重要なことは、所望の通信性能を確実に満たすことであり、このためには、無線基地局のアンテナの配置および給電電力が重要となるが、どのような配置の場合にこの条件を満たしつつ、総給電電力を抑えることができるかという課題に対しては何ら記載されていない。
【０００７】
本発明において解決しようとする課題は、所望の通信性能を満たす無線基地局の一つ以上のアンテナの配置および給電電力を決定した場合に、各アンテナに給電が必要な電力を満たしつつ、各アンテナと無線基地局との間を同軸ケーブルおよび分配器によって接続する際の、無線基地局における総給電電力を抑えるような無線基地局および分配器の配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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【０００９】
本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数のアンテナの設置位置、及び、各アンテナに必要な給電電力の入力を受付け、前記複数のアンテナそれぞれへ供給が必要な給電電力を満たし、かつ、前記複数のアンテナへの給電電力の合計値がほぼ最小となる無線送受信装置の設置位置を用いて求め、前記アンテナの設置位置から前記分配器までの配線による配線損失、及び、前記分配器による分配損失の合計値が、同じ分配器に接続する他のアンテナの当該合計値とほぼ等しくなるような前記分配器の設置位置を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明よれば、所望の通信性能を満たす無線基地局の一つ以上のアンテナの配置および給電電力を決定した場合に、各アンテナに給電が必要な電力を満たしつつ、無線基地局における総給電電力を抑えるような無線基地局および分配器の配置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の無線基地局アンテナの構成を示す図。
【図２】無線基地局を配置しようとする建物の３次元構造物の例を示す図。
【図３】分配器情報を保持するテーブルの例を示す図。
【図４】配置可能範囲および配置不可範囲示す平面図。
【図５】ケーブルテーブルの例を示す図。
【図６】アンテナテーブルの例を示す図。
【図７】各機器の接続表示例を示す図。
【図８】機器テーブルの例を示す図。
【図９】機器接続テーブルの例を示す図。
【図１０】機器接続経路テーブルの例を示す図。
【図１１】アンテナ配線決定装置の構成例を示す図。
【図１２】構造物のデータテーブルの例を示す図。
【図１３】配置範囲テーブルの例を示す図。
【図１４】アンテナ配線決定装置の処理フローチャートを示す図。
【図１５】アンテナ配線決定装置の処理フローチャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【００１３】
本実施例では、無線基地局アンテナ１０の例を説明する。図１は、本実施例の無線基地局アンテナ１０の構成図の例である。
【００１４】
１０１は無線送受信機、１０２，１０３，１０４は分配器であり、分配器１０２は３分岐、分配器１０３、１０４は２分岐の分配数である。１０５〜１０９はアンテナである。１１０〜１１７はケーブルである。本実施例の構成はあくまで一つの例であり、各構成要素の数や、接続トポロジーはこの限りではない。各分配器、ケーブルは、無線ネットワークで利用する無線周波数帯域に対応している。無線送受信機１０１は、無線ネットワークの無線周波数帯域における信号を、アンテナに対して給電することにより、アンテナを介して無線端末装置（図示していない）との間で送受信する無線機であり、バッテリーや、外部電源などにより動作する。上位のネットワーク装置等（図示していない）と接続し、ネットワーク接続を無線端末装置に提供する。上位装置との間は、無線周波数帯域における接続でもよいし、光ケーブルや、イーサネット（登録商標）などの長距離伝送による接続に変換してもよい。また、無線送受信機１０１は、上位装置と接続しない独立したネットワークを形成してもよい。ケーブル１１０は、無線送受信機１０１と分配器１０２を接続し、無線送受信機１０１からの無線周波数帯域の信号の給電電力を受ける。ここで、給電電力は無線送受信機側から無線端末側への信号と、無線端末側から無線送受信機側への双方向通信が可能であり、それぞれ別系統の無線送受信機もしくは無線送受信機の端子、ケーブル、分配器ならびにアンテナを用いて構成してもよいし、サーキュレータなどの分離混合回路を用いて同一系統で送受信を行う構成としてもよい。ここでは無線送受信機側から無線端末側への方向で説明する。ケーブル１１１および１１２は、分配器１０２と、それぞれ分配器１０３および分配器１０４とを接続する。また、ケーブル１１３は、分配器１０２とアンテナ１０７を接続する。分配器１０２は、無線送受信機１０１の給電電力を、ケーブル１１０を介して受け、ケーブル１１１およびケーブル１１２、ケーブル１１３に給電電力を３分岐して分配する。分配比率は、等分配、不等分配のいずれでもよい。同様に、分配器１０３は、ケーブル１１１を介して分配器１０２により分配された給電電力を受け、ケーブル１１４、１１５を介してそれぞれアンテナ１０５、１０６に給電電力を分配する。分配器１０４およびケーブル１１５、１１７およびアンテナ１０８、１０９についても同様である。
【００１５】
以上のように、無線送受信機１０１から出力される給電電力は、各ケーブルおよび分配器を経由して各アンテナに送られる。
【００１６】
なお、本実施例における各構成要素数は、少なくともアンテナを２つ以上、分配器を一つ以上、無線送受信機を一つ以上含む。ただし、二つ以上の無線送受信機を含む場合では、一つの無線送受信機に分配器およびケーブルを介して接続するアンテナは、他の無線送受信機に接続しない。また、分配器、ケーブル、無線送受信機の接続においてループとなる接続を含まない。
【００１７】
図２は、本発明において無線ネットワークを構築するエリアの対象となる建物の構造例を表す図である。図２のｘ、ｙ、ｚは三次元の直交座標系の座標軸を表す。ここでは、構造物の形状に応じて原点および軸方向を適宜設定している。構造例２０１は一般的なビルの1フロアを示すが、本発明の適用可能な範囲は1フロアに限らない。Fは床であり、鉄筋コンクリートや、金属などである。Pは柱を表し、鉄筋コンクリートである。同様にP2も柱である。Mはキャビネットであり、金属でできている。W1およびW2はコンクリートの壁面を表す。
【００１８】
図４は、図２におけるフロアの構造例２０に対応した平面図４０である。点線で囲んで示した配置不可範囲４０１〜４０８は、本発明におけるアンテナ、ケーブル、分配器、無線送受信装置を、建物の構造上や電源供給等の都合により、配置することができない範囲を示している。例えば、配線不可範囲４０１〜４０４，４０８は、防火上の耐火壁などであり、４０５および４０７は、階段ホール、４０６はエレベータホールである。この範囲には各構成要素を配置することができず、例えば、アンテナとケーブルで接続される分配器の間に配線不可範囲があれば、ケーブルはこの範囲を迂回して配線する必要がある。フロア内の配置対象となる全範囲から、前記配置不可範囲を除いた部分を配線可能範囲とする。
【００１９】
給電電力は、各ケーブルにおいては、ケーブルの長さに比例して減衰する。減衰量は、一般的に使用する無線周波数や、ケーブルの太さ、材質などにより変わり、減衰量の少なさや、取り扱いのしやすさ、耐久性などにより価格も異なる。
【００２０】
図５は、ケーブルテーブル５０の一例である。５０１はケーブル種別番号を表す。５０２は、１ｍ当たりのケーブル損失を表す。５０３は、１ｍ当たりのコストを示す。コストは、購入単価そのものでもよいし、配線のしやすさ等を考慮した相対コスト等が利用可能である。ケーブル種別番号１のケーブルは、ケーブル種別番号３のケーブルよりも、ケーブル損失が小さいが、コストが3倍となることを表す。
【００２１】
ケーブル１１０〜１１７のi番目の各ケーブルにおいて、使用する無線周波数における１ｍ当たりのケーブル損失をL(i)[dB/m]、ケーブル長Le(i)とすれば、各ケーブルによる伝送損失は
Lc(i)=L(i)×Le(i)[dB]      ・・・［数１］
である。
【００２２】
また、図３に、本発明における分配器テーブル３０の例を示す。分配器テーブル３０は、使用可能な分配器の分配損失を示す表である。分配器テーブル３０は、少なくとも、分配器を識別するため分配器種別番号、分配数および分配端子ごとの分配損失を含む。行３０１は、分配器種別番号iを示す。行３０２は各分配器の分配数を表し、行３０３は、分配数に応じた端子番号ｋにおける分配損失Ld(i,k)を示す。また、行３０４は各分配器のコストを表す。例えば、分配器種別番号１の分配器は、２分配で、端子１および端子２を有し、各端子の分配損失はそれぞれLd(1,1)=3.0dB、Ld(1,2)=3.2dBである。また、分配器種別番号２，３，４も同様に2分岐の分配器であり、分配器種番号５，６はそれぞれ3分岐、分配器種別番号７は4分岐の分配器を表す。
【００２３】
本実施例におけるアンテナ１０５〜１０９は、フロアにおける所望の無線通信品質を満たすために給電電力およびフロア内での位置が決められている。図６は、各アンテナの位置および給電電力を示すアンテナテーブル６０を表す。６０１は、アンテナ番号であり、本実施例のアンテナ１０５〜１０９に対応している。６０２は、各アンテナ座標値を表し、図２の座標系に対応している。また、６０３は各アンテナに対する給電電力を表す。例えば、アンテナ番号１はアンテナ１０５に対応し、座標（２０，１０，２．８）で、給電電力が0dBmであることを示す。アンテナ番号mにおける給電電力をP(m)とし、無線送受信機101における総給電電力をPallとすれば、Pallはアンテナ番号１に対して、ケーブル番号５、分配器番号３の端子１、ケーブル番号２、分配器番号１の端子１、ケーブル番号１を介して給電されるため、
Pall=P(1)+Lc(5)+Ld(3,1)+Lc(2)+Ld(1,1)+Lc(1)   ［数２］
となる。同様に
Pall=P(2)+Lc(6)+Ld(3,2)+Lc(2)+Ld(1,1)+Lc(1)   …［数３］
Pall=P(3)+Lc(4)+Ld(1,2)+Lc(1)                 …［数４］
Pall=P(4)+Lc(7)+Ld(4,1)+Lc(3)+Ld(1,3)+Lc(1)   …［数５］
Pall=P(5)+Lc(8)+Ld(4,2)+Lc(3)+Ld(1,3)+Lc(1)   …［数６］
である。
【００２４】
一方、総給電電力Pallは、無線送受信機１０１による給電電力であり、［数２］から［数６］の右辺はすべて等しい関係がある。
また、［数２］および［数３］において、ケーブル番号２における分配器番号３への給電電力は同じである必要があるため
P(1)+Lc(5)+Ld(3,1)= P(2)+Lc(6)+Ld(3,2)   …［数７］
であり、［数５］、［数６］についても
P(4)+Lc(7)+Ld(4,1)= P(5)+Lc(8)+Ld(4,2)   …［数８］
となる。
【００２５】
一方、与えられた場所Xa1に配置されたアンテナに対して、ある点X(x,y,z)から最小の給電電力で給電するためには、配線ケーブル長は、配線可能範囲A内で引かれた２点X1a〜X間の最短距離Dmin(Xa1,X)である。また、同じ点Xから、別な場所Xa2に配置されたもう一つのアンテナに対して最小の給電電力で給電する場合も、ケーブル長は、配線可能範囲A内で引かれたその２点間Xa2〜Xの最短距離Dmin(Xa2,X)となる。このため、同じ点XからXa1,Xa2の２つのアンテナに対して同時に給電するためには、２つのアンテナまでのそれぞれの最短距離長のケーブルで接続し、給電点位置Xにおいて必要な給電電力は、各アンテナの給電電力P(Xa1),P(Xa2)にケーブル損失L*Dmin(Xa1,X),L*Dmin(Xa2,X)を加えた値となり、ある点Xにおける２アンテナに対する総給電電力Pall（X）はその合計となる。
Pall（X）＝10*log10(10^(P(Xa1)+L*Dmin(Xa1,X))＋10^(P(Xa2)+L*Dmin(Xa2,X))) …［数９］
【００２６】
同様に、ある点Xにおける全アンテナに対する総給電電力Pall(X)は
Pall（X）＝10*log10(Σ10^(P(Xak)+L*Dmin(Xak,X))) …［数１０］
として得られる。
【００２７】
よって、配置可能範囲A内に含まれる点X=（x、y、z）∈AのうちPall(X)を最小とする点Xmin(xmin,ymin,zmin)から、各アンテナに給電することにより、最小の総給電電力Pall(Xmin)で給電することが可能となる。
【００２８】
このよう位置を最小総給電点とする。
【００２９】
最小総給電点は、例えば、Newton-Raphson法等により、Xを可変パラメータとして、各アンテナまでの最短距離の微分を計算しながら、［数１０］に示すPall（X）を最小化する数値解法を用いることにより得ることが可能である。
【００３０】
あるいは、配置可能範囲Aを空間メッシュ分割を行い、各メッシュ分割点に対して［数１０］を計算し、最小値を求めることでも得ることが可能である。また、２点間の最短経路を求める手法は、メッシュ点から配置不可範囲に対応したノードとメッシュ点間のエッジを設定することにより、グラフを生成することにより、Dijkstra法、Warshall-Floyd法などを適用可能である。
【００３１】
一方、配置可能範囲内の点Xにおいて、与えられた場所Xa1に配置されたアンテナまでの最短距離長と、当該の前記最小総給電点Xminからまでの最短距離とを合計した距離をDp(Xa1、X)=Dmin(Xa1,X)+Dmin(X,Xmin)とする。また、点Xa1からXminまでの最短距離をD(Xa1,Xmin)としたとき、D(Xa1,Xmin)≦Dp(Xa1,X)となるが、所定のマージンεの範囲となる点を、Xa1に配置されたアンテナの分配器配置可能範囲π(Xa1)={X∈A｜D(Xa1,Xmin)≦Dp(Xa1,X)≦D(Xa1,Xmin)+ε}とする。
【００３２】
各アンテナの分配器配置可能範囲π(Xa1)〜π(Xam)の和集合となる総分配器設置可能範囲の点Xにおいて、分配対象となるアンテナがｎ(<m)個ある場合、そのうちの二つXa1,Xa2に対する給電電力は
P(Xa1,X)= P(Xa1)+L*Dmin(Xa1,X)
P(Xa2,X)= P(Xa2)+L*Dmin(Xa2,X)
が必要となる。
これらに対して分配器テーブル内の２分岐の分配器１で分配する場合、給電電力の差が、分配器の分配損失差に等しい場合、すなわち
dP(Xa1,Xa2,X)=|P(Xa1,X)-P(Xa2,X)|=|Ld(1,1)-Ld(1,2)|  …［数１１］
となる場合、給電電力の大きい方を分配損失の小さい端子に接続することにより、当該分配器の挿入損失のみでXa1,Xa2に対して給電可能となる。すなわち点Xにおいて、Xa1およびXa2に対して分配器１により給電した場合、P(Xa1,X)＜P(Xa2,X)とすれば、
P(Xa1,X)+Ld(1,2)=P(Xa2,X)+Ld(1,1) …［数１２］
であり、点Xにおいて分配器１に対する給電電力は、
P(Xc1,X)=P(Xa1,X)+Lins(1)…［数１３］
となる。Lins(1)は、分配器１による挿入損失である。
【００３３】
すると、Xa1,およびXa2に対して給電する代わりに、点Xにおける分配器１を新たに点Xc1として給電経路を提供することに等しいこととなる。
【００３４】
このような位置を、損失平衡位置と呼ぶ。
【００３５】
本発明における無線基地局アンテナ１０では、無線送受信装置および、分配器は、このような条件を満たす点に配置されることを特徴とする。すなわち、無線送受信装置は最小総給電位置に配置され、分配器は、接続するアンテナおよびケーブルにおける損失平衡位置に配置され、接続する各ケーブルは、所定のマージンεの範囲内で最短距離を通る。
【００３６】
以上の構成とすることにより、所要の全アンテナに対して、マージンおよび分配器挿入損失を含む必要最低限の給電電力により、給電することが可能となる。
【００３７】
次に、図１に示すようなアンテナ配線を決定可能なアンテナ配線決定装置について説明する。アンテナ配線決定装置１１のハードウェア構成としては、図示しないＣＰＵ、メモリ、不揮発性記憶媒体、及びこれらを接続するバスを備えている。ＣＰＵは、不揮発性記憶媒体からプログラムをメモリに転送し、このプログラムを実行する。実行するプログラムとしては、オペレーティングシステム（ＯＳ）や、ＯＳ上で動作するアプリケーションプログラムを例示できる。メモリは、ＣＰＵが動作するための一時的な記憶領域であり、例えば、不揮発性記憶媒体から転送されたＯＳやアプリケーションプログラムを格納する。不揮発性記憶媒体は、情報の記憶媒体であり、ＯＳ、アプリケーションプログラム、デバイスドライバ、及びＣＰＵを動作させるためのプログラムを保存し、プログラムの実行結果も保存する。不揮発性記憶媒体としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、及びフラッシュメモリを例示できる。また、不揮発性記憶媒体には、取り外しが容易な外部記憶媒体を用いてもよい。このような外部記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク、ＵＳＢメモリやコンパクトフラッシュ（登録商標）などのフラッシュメモリを利用することができる。
【００３８】
図１１は、本発明におけるアンテナ配線決定装置１１の機能構成を示す図である。本図では、ＣＰＵが実行するプログラムを配線範囲入力手段１１０１、分配器／ケーブル情報入力手段１１０２、アンテナ位置／給電電力入力手段１１０４、無線送受信機位置・分配器位置・ケーブル配線決定手段１１０５、として表し、メモリ、又は、不揮発性記憶媒体をデータ保持部１１０３として表し、表示画面をアンテナ配置・配線表示手段１１０６として表している。
【００３９】
１１０１は、配置範囲入力手段であり、図１３に示すような配置範囲テーブル１３を入力し、データ保持部１１０３に保存する。１１０２は、分配器／ケーブル情報入力手段であり、図３および図５に示す分配器テーブル３０、ケーブルテーブル５０を入力し、データ保持部１１０３に保存する。
【００４０】
１１０４はアンテナ位置／給電電力入力手段であり、図６に示したアンテナテーブル６０を入力し、データ保持部１１０３に保存する。
【００４１】
図１２は、データ保持部１１０３に保持される構造物データテーブル１２の例を示す図である。構造物のデータテーブル１２には、構造物の種類１２０１、及び、名称１２０２、構造物のｘ，ｙ，ｚ座標上の始点から終点までの座標１２０３、形状種別１２０４、材料特性１２０５が含まれる。種類１２０１としては、例えば壁、柱、機器が例示され、形状種別１２０４としては、直方体等が例示される。また、材料特性１２０５としては、比誘電率、比透過率、導電率等が例示される。
【００４２】
図１３は、配置範囲情報テーブル１３の一例を示す図である。配置範囲情報テーブル１３には、配線範囲種別１３０１、範囲の座標１３０２および形状種別１３０３が含まれる。
【００４３】
各範囲は、座標１３０２および形状種別１３０３で示される３次元空間もしくは２次元空間の範囲を表す情報である。図では、始点座標および終点座標の２点と形状種別「直方体」であらわされる直方体形状の例を示している。実際には直方体に限らず、円柱や三角柱等の直方体以外の基本形状や、任意の点列および点の間の接続情報により表される任意の図形が利用可能である。
【００４４】
また、配線範囲種別１３０１は、各範囲がケーブル配線および分配器、無線送受信装置のいずれかもしくはすべてが配置可能であるか、あるいは配置不可であるかを示す情報である。重複する範囲が配置不可および配置可能の両方が指定された場合には、別途優先順位の指定情報や、テーブルに現れる順番によりいずれかを優先するものとする。この配置範囲情報テーブルは、前述の構造物データテーブル１２を元に作成される。
【００４５】
図１１のアンテナ位置／給電電力入力手段１１０４は、図６に示すようなアンテナテーブル６０の情報を入力し、データ保持部１１０３に保存する。
無線送受信機位置・分配器位置・ケーブル配線決定手段は、データ保持部１１０３に保存された配置範囲テーブル、分配器テーブル、ケーブルテーブル、アンテナテーブルの情報をもとに、アンテナテーブルに示されたアンテナ位置および供給電力を満足する最小総給電位置と分配に必要な一つ以上の損失平衡位置を算出し、無線送受信機位置を最小総給電位置に配置する情報および各損失平衡位置に対する分配器を配置する情報、ならびに各アンテナ、分配器、無線送受信機の間を接続するケーブルの配線情報を生成し、機器配線情報データとしてデータ保持部に保存する。
アンテナ配置・配線表示手段１１０６は、データ保持部に保存された各種データを読み込み、機器配線情報データに従い、無線送受信機位置、分配器位置、ケーブル配線を表示する。
【００４６】
図７は、図６に示すアンテナテーブルの例に対して機器配線情報を表示する例を示した図である。
【００４７】
機器配線情報表示画面７０は、２次元の平面図であらわした例である。配置可能範囲７１に対し、４０１〜４０８は配置不可範囲を表している。
【００４８】
７０１〜７０５は、アンテナテーブルの各アンテナ番号１〜５に対するアンテナ位置を示す。また、アンテナ位置の近くには、アンテナ番号と、対応する給電電力を「：」を挟んで示している。７０６〜７０８は、それぞれ２分配器および３分配器を表し、機器番号６，７，８が割り当てられている。また、７０８の位置には、合わせて無線送受信機位置が割り当てられ、機器番号９が割り当てられている。
【００４９】
図８は、これらのアンテナ、分配器、無線送受信機に対する機器情報を表す機器テーブル８０の例を示している。機器番号８０１は、本発明の無線送受信アンテナを構成する各機器に固有のＩＤを示す。位置座標８０２は、各機器の座標値を表す。種別８０４は、各機器が、アンテナであるか、分配器であるか、無線送受信であるかの機器の種別を表す情報である。種別番号は、各機器の種別テーブルすなわちアンテナの場合はアンテナテーブル、分配器であれば分配器テーブル、無線送受信機であれば無線送受信機テーブル内で固有のＩＤ情報を示す。
【００５０】
図８のテーブルの例では、機器ＩＤ１〜５については、入力としたアンテナテーブル６０と同一の値を示している。種別番号も同様である。機器ＩＤ６〜８は分配器であり、種別番号により、機器ＩＤ６、７は、分配器ＩＤ１の２分岐の分配器であり、機器ＩＤ８は、分配器ＩＤ５の３分岐の分配器であることを示している。機器ＩＤ９は無線送受信機である。
【００５１】
図９は、各機器がどのように接続されるかを表す機器接続テーブル９０の例を表している。接続番号９０１は、接続ＩＤを表す。本実施例では機器ＩＤ１〜９の機器を８個の接続で接続することを示している。機器番号１（９０２）および機器番号２（９０３）は、接続の両端に接続する機器ＩＤを示す。また、端子番号１（９０４）および端子番号２（９０５）は、それぞれ機器番号１および機器番号２に示した機器に接続する端子番号を示す。また、ケーブル番号９０６は、各接続に使用するケーブルＩＤを示している。
【００５２】
例えば、接続番号１は、ケーブルＩＤ１を用いて、一方を機器ＩＤ９すなわち無線送受信機の端子ＩＤ１に、他方を機器ＩＤ８の３分岐の分配器の端子ＩＤ０に接続することを示している。また例えば、接続番号４は、ケーブルＩＤ１を用いて、機器ＩＤ８の分配器の端子ＩＤ３と、機器ＩＤ４のアンテナの端子ＩＤ０を接続することを表している。
【００５３】
図１０は、ケーブルの配線位置を示す接続経路テーブル１００の例を表す。接続番号１００１は、機器接続テーブル９０における接続ＩＤを示している。すなわち、各接続ＩＤに対して、ケーブル両端の機器ＩＤに対する座標の間を、配置可能範囲内で配線するために経由する座標値情報を表すものである。経路順１００２は、同一の接続番号に対して、経由点の座標値を結ぶ順番を示している。座標１００３は、経由点の座標値である。本実施例では、各接続番号に対して１つ以上のテーブル情報を持つ例を示しているが、機器間が直線で接続される場合には、本テーブルに情報がなくともよい。
【００５４】
アンテナ配置・配線表示手段１１０６は以上のような情報を出力し、アンテナ配置・配線表示手段１１０６により表示する。
【００５５】
以上のように、アンテナの配置および給電電力を決定した場合に、各アンテナに給電が必要な電力を満たしつつ、無線基地局における総給電電力を抑えるような無線基地局および分配器の配置を提供することができる。
【００５６】
また、分配器デーブル３０やケーブルテーブル５を用いることで、同じ通信性能を満たすことが可能であれば低コストな同軸ケーブル、分配器の配置調整を行うことが可能になる。具体的には、例えば使用する同軸ケーブル、分配器の総コスト、及び、それらを用いた場合の総給電電力、に係数を掛け合せて合計し、この合計値が最小となるような同軸ケーブル、分配器を選択することで最適な無線基地局および分配器の配置を提供することができる。
【００５７】
次に、無線送受信機位置・分配器位置・ケーブル配線決定手段における処理フローについて説明する。、無線送受信機位置・分配器位置・ケーブル配線を決定する処理は、例えば図１４，１５に示すようなフローチャートにより実現可能である。
【００５８】
図１５は、初期化処理を表す。
【００５９】
ステップ１５０１は、処理の開始を表す。
【００６０】
ステップ１５０２は、配置範囲テーブルにおける全範囲に対して、指定したメッシュサイズにメッシュ分割し各メッシュ点Xを生成する処理を示す。
【００６１】
ステップ１５０３は、配置範囲テーブルの情報に従い、各点Xが配置可能な点であるか、配置不可な点であるかを分類し、配置可能なメッシュ点をノードとし、隣接する配置可能なメッシュ点を接続する辺とから構成する配置可能グラフを生成する。
【００６２】
ステップ１５０４は、配置可能範囲に分類された点のすべての組み合わせに対して、最短距離および最短経路とからなる最短距離テーブルを求める処理をあらわす。
【００６３】
ステップ１５０５は、給電対象を保持する対象機器リストに、初期状態として、アンテナテーブルに保持される各アンテナ情報を登録する。
【００６４】
ステップ１５０６は処理の終了を示す。
【００６５】
図１４は、分配器および送受信機位置を決定する処理である。
【００６６】
ステップ１４０１は処理の開始を表す。
【００６７】
ステップ１４０２は、対象機器リストの各給電電力と、機器の位置および各点Xまでの最短距離により点Xを給電点とした場合のケーブル損失を考慮した給電に必要となる要求電力P(Xak,X)を求める処理である。
【００６８】
ステップ１４０３は、各点Xにおいて、要求電力を合計した総給電電力を求め、最も小さくなる点Xminを求める処理である。
【００６９】
ステップ１４０４は、各機器ｋと、Xmin間における要求電力P0=P(Xak,Xmin)を求める処理である。
【００７０】
ステップ１４０５は、各機器ｋから、各点Xを経由した距離によるXminに対する要求電力P(Xak,X,Xmin)を求める処理である。
【００７１】
ステップ１４０６は、各点Xにおいて、XP(k,X)=P(Xak,X,Xmin)-P0を求める処理を示す。
【００７２】
ステップ１４０７は、各点Xにおいて、XP(k,X)の小さい順に各分配器ｊの分配数選択する処理を示す。
【００７３】
ステップ１４０８は、各点Xにて選択された機器による要求電力を合計したPc(j,X)を求める処理を示す。 
ステップ１４０９は、各点Xにて選択された機器による要求電力を、Pc(j,X)に置き換えた場合の Xminにおける総要求電力Pa’(X)を求める処理を示す。
【００７４】
ステップ１４１０は、Pa’(X)が最も小さくなるX‘minを求める処理である。
【００７５】
ステップ１４１１は、X’minに分配器ｊを配置し、選択機器を削除し、分配器ｊへの供給電力とする処理を示す。
【００７６】
ステップ１４１２は、対象機器が1か所となったら無線送受信機を配置して接続してステップ1413へ進み、そうでなければステップ1404に戻る処理を示す。
【００７７】
ステップ１４１３は処理の終了を示す。
【００７８】
以上のような構成とすることにより、本発明の実施例１に示す構成の無線送受信アンテナの配線情報を自動的に算出し、出力・表示することが可能となる。
【００７９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
【符号の説明】
【００８０】
２：構造物
１０：無線基地局アンテナ
１０１：無線送受信装機
１０２〜１０４：分配器
１０５〜１０９：アンテナ
１１０〜１１７：ケーブル
２０１：建物の構造例
３０：分配器テーブル
４０：配置可能範囲および配置不可範囲
５０：ケーブルテーブル
６０：アンテナテーブル
７０：機器配線表示例
８０：機器テーブル
９０：機器接続テーブル
１００：機器接続経路テーブル
１１：アンテナ配線決定装置
１１０１：配線範囲入力手段
１１０２：分配器／ケーブル情報入力手段 
１１０３：データ保持部
１１０４：アンテナ位置/給電電力入力手段
１１０６：無線送受信機位置分配器位置ケーブル配線決定手段 
１１０７：アンテナ配置・配線表示手段
１３：配置範囲テーブル
１５：データ保持部
【図１】
0006475967.tif 000002
【図２】
0006475967.tif 000003
【図３】
0006475967.tif 000004
【図４】
0006475967.tif 000005
【図５】
0006475967.tif 000006
【図６】
0006475967.tif 000007
【図７】
0006475967.tif 000008
【図８】
0006475967.tif 000009
【図９】
0006475967.tif 000010
【図１０】
0006475967.tif 000011
【図１１】
0006475967.tif 000012
【図１２】
0006475967.tif 000013
【図１３】
0006475967.tif 000014
【図１４】
0006475967.tif 000015
【図１５】
0006475967.tif 000016