(57)【要約】【課題】サイト内の位置ｑにあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを取得するための方法および装置を提供すること。【解決手段】ｎ個のサンプリング地点の各々に関する信号強度測定値が取得され、任意の位置ｑで受信される、前記サンプリング地点の各々からの信号の強度が、（例えば、相反原理を使用して）計算され、サンプリング地点で受信される、任意の位置からの信号に対応する信号強度推定値が計算され、任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルが決定される。【選択図】図１
2005318603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイト内の任意の位置ｑにあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを取得するための方法であって、
ｎ個のサンプリング地点の各々に関する信号強度測定値を収集するステップと、
前記任意の位置ｑで受信される、前記サンプリング地点の各々からの信号の強度を計算するステップと、
前記サンプリング地点で受信される、前記任意の位置からの信号に対応する信号強度推定値を計算するステップと、
前記任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを決定するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記信号強度モデルを決定するステップが、
前記取得された信号強度測定値を補整して集合を作るステップと、
前記サイトを既知のサイズの正方形のグリッドに分割するステップと、
前記集合を２次元にわたって補間してスカラ配列を形成し、各グリッド正方形の中心において前記受信信号強度を推定するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記収集ステップが、前記サンプリング地点の各々にトランシーバを配置するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記任意の位置ｑで受信される、前記サンプリング地点の各々からの信号の強度を計算する前記ステップが、相反原理を応用する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記サイトが、前記アクセス・ポイントを含む無線ネットワークの配備について評価される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
サイト内の任意の位置ｑにあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを取得するための装置であって、
メモリと、
前記メモリに結合される少なくとも１つのプロセッサであって、
ｎ個のサンプリング地点の各々に関する信号強度測定値を取得し、
前記任意の位置ｑで受信される、前記サンプリング地点の各々からの信号の強度を計算し、
前記サンプリング地点で受信される、前記任意の位置からの信号に対応する信号強度推定値を計算し、
前記任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを決定するように動作する少なくとも１つのプロセッサとを含む装置。
【請求項７】
前記プロセッサがさらに、
前記取得された信号強度測定値を補整して集合を作り、
前記サイトを既知のサイズの正方形のグリッドに分割し、
前記集合を２次元にわたって補間してスカラ配列を形成し、各グリッド正方形の中心において前記受信信号強度を推定するように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
サイト内の任意の位置ｑにあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを取得するための方法であって、
ｎ個のサンプリング地点の各々に関する信号強度測定値を取得するステップと、
各サンプリング地点に関して、前記アクセス・ポイントが任意の位置ｑに配置された場合に、前記サンプリング地点で受信される信号の強度に関するモデルを生成するステップと、
前記アクセス・ポイントが任意の位置ｑに配置された場合に、ｎ個のサンプリング地点で受信される信号の強度を計算するステップと、
前記任意の位置ｑに位置づけられた前記アクセス・ポイントに関する前記信号強度モデルを決定するステップとを含む方法。
【請求項９】
前記信号強度モデルを決定する前記ステップが、
前記取得された信号強度測定値を補整して集合を作るステップと、
前記サイトを既知のサイズの正方形のグリッドに分割するステップと、
前記集合を２次元にわたって補間してスカラ配列を形成し、各グリッド正方形の中心において前記受信信号強度を推定するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記サンプリング地点が、固定位置をもつ、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線ネットワーク内の無線アクセス・ポイント（ＡＰ）の配置を決定するための技法に関し、より詳細には、無線アクセス・ポイントに関する信号強度カバレージを推定するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づく無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）などの無線ネットワークが、主として、ラップトップ・コンピュータや携帯情報端末（ＰＤＡ）などのポータブル装置から企業の有線基盤への無線データ・アクセスを提供するため、数多くの企業で広く配備されている。基盤モードの無線ＬＡＮを、例えば、企業施設などの特定のエリアに配備することになった場合、端末が結合する無線アクセス・ポイントを適切に配置する必要がある。単一のアクセス・ポイントのカバレージ範囲は限られているので、企業では一般に、複数のアクセス・ポイントが設置される。信号が良好に受信されないと、全体的なスループットが不十分になるなど、ネットワーク動作が許容できないものとなるので、エリア全域で適切な信号カバレージが保証されなければならない。
【０００３】
無線ネットワークのアクセス・ポイントの配置を決定するための技法が、数多く提出または提案されてきた。そのような技法の重要な態様は、アクセス・ポイントがサイト内の特定の位置に配置されたとした場合の、アクセス・ポイントの期待信号強度カバレージを決定する。一般に、そのようなツールは、アクセス・ポイントの期待位置が与えられた場合に、分析的無線伝播モデルに基づいて、信号強度カバレージを推定する。モデルは、信号経路内の壁およびその他の障害物の数、ならびに障害物の材質およびその他の特性についての情報を取り込んだ無線信号伝播を考慮する。これは一般に、信号の反射物および障害物ついての情報を盛り込んだ建物の詳細な間取り図を必要とする。
本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる、２００４年２月１１日に出願された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｔｅｒｍｉｎａｌｓ  ｂｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」と題する、米国特許出願第１０／７７６０５８号は、（ｉ）実際の信号測定値を使用し、（ｉｉ）信号の反射物および障害物ついての明示的知識を必要としない、無線アクセス・ポイントの配置を決定するための技法を開示している。また、参照により本明細書に組み込まれる、Ｐ．Ｋｒｉｓｈｎａｎ他、「Ａ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ＬＥＡＳＥ：Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｂｙ  Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  Ｅｍｉｔｔｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｉｎｄｏｏｒ  ＲＦ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｆｏｃｏｍ  ２００４（２００４年３月）も参照されたい。具体的には、複数のサンプリング地点における、既存のアクセス・ポイントの実際の信号強度測定値に基づいて、前記アクセス・ポイントに関する信号強度モデルを構成するための技法が開示されている。その後、この信号強度モデルを使用して、サイト内の任意の地点にあるアクセス・ポイントからの推定信号強度を予測することができる。
【特許文献１】米国特許出願第１０／７７６０５８号
【非特許文献１】Ｐ．Ｋｒｉｓｈｎａｎ他、「Ａ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ＬＥＡＳＥ：Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｂｙ  Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  Ｅｍｉｔｔｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｉｎｄｏｏｒ  ＲＦ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｆｏｃｏｍ  ２００４（２００４年３月）
【非特許文献２】Ｔ．ＨａｓｔｉｅおよびＲ．Ｔｉｂｓｈｉｒａｎｉ、「Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍｏｄｅｌｓ」、Ｃｈａｐｍａｎ  ａｎｄ  Ｈａｌｌ（１９９０年）
【非特許文献３】Ｈ．Ａｋｉｍａ、「Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ７６１：Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ−Ｄａｔａ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  ｔｈａｔ  ｈａｓ  ｔｈｅ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  ｏｆ  Ｃｕｂｉｃ  Ｐｏｌｙｎｏｍｉｎａｌ」、ＡＣＭ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．３、３６２〜７１ページ（１９９６年９月）
【非特許文献４】Ｈ．Ａｋｉｍａ、「Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ７６０：Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ−Ｇｒｉｄ−Ｄａｔａ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  ｔｈａｔ  ｈａｓ  ｔｈｅ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  ｏｆ  Ｂｉｃｕｂｉｃ  Ｐｏｌｙｎｏｍｉｎａｌ」、ＡＣＭ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．３、３５７〜６１ページ（１９９６年９月）
【非特許文献５】Ｈ．Ａｋｉｍａ、「Ａ  Ｎｅｗ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｍｏｏｔｈ  Ｃｕｒｖｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｌｏｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＣＭ、Ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．４、５８９〜６０２ページ（１９７０年１０月）
【非特許文献６】Ｓ．Ｇａｎｕ他、「Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＷＬＡＮ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００４、Ａｔｌａｎａ、ＧＡ（２００４年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サイト内の所望の位置が与えられた場合に、そこに置かれた無線アクセス・ポイントの信号強度カバレージを予測するための方法および装置が必要とされている。さらに、アクセス・ポイントに関して実際の測定を行わずに、信号強度モデルを構成するための方法および装置が必要とされている。言い換えると、所望の位置に実物のアクセス・ポイントを配置して測定値を取得することなく、サイト内のランダムな位置にあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを構成するための方法および装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概括すれば、サイト内の位置ｑにあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを取得するための方法および装置が提供される。ｎ個のサンプリング地点の各々に関する信号強度測定値が取得され、任意の位置ｑで受信される、前記サンプリング地点の各々からの信号の強度が、（例えば、相反原理を使用して）計算され、サンプリング地点で受信される、任意の位置からの信号に対応する信号強度推定値が計算され、任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルが決定される。
【０００６】
信号強度モデルは、例えば、取得された信号強度測定値を（例えば、一般化加法モデル（ＧＡＭ）を使用して）補整して集合を作り、サイトを既知のサイズの正方形のグリッドに分割し、前記集合を（例えば、Ａｋｉｍａスプライン補間を使用して）２次元にわたって補間してスカラ配列を形成し、各グリッド正方形の中心において受信信号強度を推定する。スカラ配列は、任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを含む。
【０００７】
相反原理に依存しない本発明の変形では、（ｉ）ｎ個のサンプリング地点の各々に関する信号強度測定値を取得し、各サンプリング地点に関して、（ｉｉ）アクセス・ポイントが任意の位置ｑに配置された場合に、サンプリング地点で受信される信号の強度に関するモデルを生成し、（ｉｉｉ）アクセス・ポイントが任意の位置ｑに配置された場合に、ｎ個のサンプリング地点で受信される信号の強度を計算し、（ｉｖ）任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを決定することによって、サイト内の任意の位置ｑにあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルが取得される。
本発明ならびに本発明のさらなる特徴および利点についてのより完全な理解は、以下の詳細な説明および図面を参照することによって得られるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、所望の位置に実物のアクセス・ポイントを配置して測定値を取得することなく、サイト内のランダムな位置にあるアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを構成するための、新しいノンパラメトリック・モデリング技法を提供する。本発明は、ランダムな位置にあるアクセス・ポイントに関する信号カバレージ・モデルを計算するため、新規な方法で、複数の固定アクセス・ポイントからサンプル測定値を取得する。開示の信号強度モデルは、サイトの信号強度伝播特性を自動的に考慮し、配備方法を効率的にすることもできる。
【０００９】
図１に、本発明を利用することができる、従来の無線ネットワーク環境１００を示す。図１に示すように、無線ネットワーク環境１００は、無線装置１０１と、アクセス・ポイント１０２−１から１０２−Ｌとを含む。無線装置１０１は、無線ネットワーク１００の外部にあるサーバなど、その他の装置とデータ・ブロックまたはパケットを交換するため、アクセス・ポイント１０２を使用する。いつでも、無線装置１０１は、別の装置と通信する目的で、アクセス・ポイント１０２の１つと連携する。
【００１０】
実際のアクセス・ポイント位置に関する信号強度推定
先に指摘したように、２００４年２月１１日に出願された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｔｅｒｍｉｎａｌｓ  ｂｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」と題する、米国特許出願第１０／７７６０５８号は、既存アクセス・ポイントに関する信号強度モデルを、いくつかのサンプリング地点における当該アクセス・ポイントの実際の信号強度測定値に基づいて、構成するためのモデリング技法を開示している。
【００１１】
一般に、開示の信号強度モデリング技法は、アクセス・ポイントにおける、サイト内の複数のサンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎからの受信信号の強度のサンプルを使用する。図２は、例示的なサイト２００の間取り図を示した概略図である。図２に示すように、アクセス・ポイントが固定位置にある場合、アクセス・ポイントの信号強度が、ｎ個のサンプル位置２１０−１から２１０−８（図２に示す例示的な実施形態では、ｎは８）で測定される。受信信号強度は、アクセス・ポイント２５０からの受信パケット（例えば、ビーコン）の信号強度を記録するスニファを使用することによって、またはアクセス・ポイント２５０にアクセス・ポイント２５０を具体的に調査したパケットを送信させることによって、評価される。通常、サンプリング地点は、サイト全域に一様に分散させる。
【００１２】
取得された信号強度測定値は次に、例えば、Ｔ．ＨａｓｔｉｅおよびＲ．Ｔｉｂｓｈｉｒａｎｉ、「Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍｏｄｅｌｓ」、Ｃｈａｐｍａｎ  ａｎｄ  Ｈａｌｌ（１９９０年）で説明されているような、一般化加法モデルに基づく技法を使用して、任意で補整される。補整された信号強度値は次に、例えば、Ａｋｉｍａスプラインを使用して補間される。Ａｋｉｍａスプラインについては、例えば、Ｈ．Ａｋｉｍａ、「Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ７６１：Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ−Ｄａｔａ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  ｔｈａｔ  ｈａｓ  ｔｈｅ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  ｏｆ  Ｃｕｂｉｃ  Ｐｏｌｙｎｏｍｉｎａｌ」、ＡＣＭ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．３、３６２〜７１ページ（１９９６年９月）、Ｈ．Ａｋｉｍａ、「Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ７６０：Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ−Ｇｒｉｄ−Ｄａｔａ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  ｔｈａｔ  ｈａｓ  ｔｈｅ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  ｏｆ  Ｂｉｃｕｂｉｃ  Ｐｏｌｙｎｏｍｉｎａｌ」、ＡＣＭ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．３、３５７〜６１ページ（１９９６年９月）、Ｈ．Ａｋｉｍａ、「Ａ  Ｎｅｗ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｍｏｏｔｈ  Ｃｕｒｖｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｌｏｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＣＭ、Ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．４、５８９〜６０２ページ（１９７０年１０月）で説明されている。一般に、Ａｋｉｍａスプライン補間は、２変数補間を行い、不連続性を局所的に封じ込めるなど、多くの望ましい属性をもった局所的な三角形ベースの技法である。
【００１３】
Ａが対象領域を表し、Ｓがすべての可能な信号強度値の集合を表すものとする。上記の手順は、地点Ｐ＝｛ｐ１，．．．，ｐｎ｝⊆Ａでサンプリングされた信号強度測定値を使用して、位置ｑ∈Ａにあるアクセス・ポイントに関するモデルを構築する。ｓｉを地点ｐｉ（１≦ｉ≦ｎ）で測定された信号強度とし、Ｑ＝｛（ｓ１，ｐ１），．．．，（ｓｎ，ｐｎ）｝とする。補間ベースの方法は、関数（モデル）
【数１】
2005318603.tif 000003
を作り出し、この関数は、対象領域内の各点を、入力測定値Ｑに補整および補間を施して得られた信号強度値に写像する。本明細書で使用される表記
【数２】
2005318603.tif 000004
は、モデルを表すが、ただし、ｑはアクセス・ポイントの位置を表し、ｑとＸはコンテキストにおいて一緒に用いられ、入力として使用される測定値集合を示す。例えば、上記のケースでは、
【数３】
2005318603.tif 000005
は、モデルを表す。
【００１４】
本発明によれば、モデルはその後、サイトのフロア上の任意の地点における、アクセス・ポイントからの推定信号強度を予測するために使用することができる。
任意の位置にあるアクセス・ポイントに関する信号強度の推定
上記の技法は、あるアクセス・ポイントに関する信号強度の実際のサンプルが利用できるのであれば、そのアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを提供する。地点ｐ１，．．．，ｐｎにおけるサンプル信号強度測定値は、特定の位置２５０にあるアクセス・ポイントからの信号強度に関するものなので、当該位置にあるアクセス・ポイントに関するモデルを計算するためにのみ使用することができる。
【００１５】
本発明は、アクセス・ポイントに関して実際の測定を行わずに、モデルを生成するための技法を提供する。言い換えると、本発明は、所望の位置に実物のアクセス・ポイントを配置して測定値を取得することなく、ランダムな位置にあるアクセス・ポイントに関するモデルを生成する。
【００１６】
本発明の一態様によれば、信号強度モデルを生成するため、特定の位置にアクセス・ポイント（トランシーバ）を配置し、これらのアクセス・ポイントの信号強度サンプルを収集する。これらのサンプルは次に、上で概説した、既知の位置にあるアクセス・ポイントに関して信号強度を推定するための方法を使用して、これらのアクセス・ポイントの各々に関する信号強度モデルを構築するために使用される。次に、別の可能な位置にある仮説的なアクセス・ポイントに関するモデルを構築するため、これらのアクセス・ポイントに関するモデルが集団で使用される。
【００１７】
図３は、例示的なサイト３００の間取り図を示した概略図である。図３に示すように、特定の位置３１０−１から３１０−８（図３に示す例示的な実施形態では、ｎは８）にアクセス・ポイントを配置することによって、信号強度が測定される。本発明は、可能なアクセス・ポイント位置３５０に関する信号強度モデルを推定するための技法を提供する。
【００１８】
サンプリング位置Ｐ＝｛ｐ１，．．．，ｐｎ｝が上述したようにサイト３００のフロア上にあり、これらすべての位置にアクセス・ポイントが配置されると仮定する。さらに、各位置ｐｉ（１≦ｉ≦ｎ）において、これらｎ個のアクセス・ポイントのすべてから、信号強度測定値がサンプリングされ、収集される。したがって、信号強度のｎ×ｎ型行列Ｍが得られ、Ｍ（ｉ，ｊ）は、位置ｐｉで測定された、位置ｐｊにあるアクセス・ポイントからの信号の強度を示す。先のセクションでは、行列Ｍの列Ｍ（・，ｊ）を使用して、位置ｐｊにあるアクセス・ポイントに関する信号伝播モデル
【数４】
2005318603.tif 000006
を構築するための方法について説明した。このモデルは、地点ｒにおける推定信号強度
【数５】
2005318603.tif 000007
を提供する。このモデルは、信号強度の実際のサンプリングを使用して構築されるので、サイトの建物特性が自然と考慮されている。
【００１９】
ある位置にある仮説的なアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを推定するため、相反の原理を使用することができる。１つがｒ１に、もう１つがｒ２にある、同一電力で送信を行う２つのトランシーバを考える。ただし、アンテナ利得については考えないものとする。任意の瞬間において、送信機として動作するｒ１のトランシーバからの信号の、受信機として動作するｒ２のトランシーバによって測定される信号強度は、ｒ１のトランシーバが受信機として動作し、ｒ２のトランシーバが送信機として動作する場合に、地点ｒ１で測定される信号強度と同じである。実際には、２つの測定は同時には行われず、時間に伴う信号変化のため、測定の相反性は当然、常に厳密に成り立つわけではなく、近似的なものとなる。したがって、行列Ｍは、測定信号強度の予測される近似相反性のため、ほぼ対称的、すなわち、Ｍ（ｉ，ｊ）≒Ｍ（ｊ，ｉ）とすべきである。
【００２０】
地点ｑにある仮説的（「試験」）アクセス・ポイント３５０（図３）に関する信号強度モデルを取得するためのプロセスについて考える。アクセス・ポイントは地点ｑに物理的に存在するわけではないが、仮にアクセス・ポイントが地点ｑに配置された場合の、信号強度伝播モデルが求められていることに、再度留意されたい。上述の説明から、サンプリング地点の各々において、地点ｑからの信号の測定強度が得られた場合、地点ｑにあるアクセス・ポイントに関して、信号強度モデルを構成できることがわかる。
【００２１】
実際のアクセス・ポイントに関する信号強度モデルと相反原理とを利用して、サンプリング地点の各々において測定されるであろう、ｑにあるアクセス・ポイントからの信号の強度を、
【数６】
2005318603.tif 000008
によって推定する。これによって、サンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎにおける、地点ｑにあるアクセス・ポイントからの信号の強度である、ｎ個の信号強度推定値が得られ、これらの推定値は、上で概説した、既知の位置に関する補間ベースの技法のために、入力
【数７】
2005318603.tif 000009
として使用される。したがって、地点ｑにあるアクセス・ポイントに関する、
【数８】
2005318603.tif 000010
によって表される合成モデルが得られる。
【００２２】
本発明の変形においては、上記の技法を、相反原理を使用しないように、変更することができる。一般に、モデルは最初、（列の代わりに）行列Ｍの行Ｍ（ｊ，・）を使用することによって構築される。直観的には、これらのモデルは、信号強度が測定される位置を固定して、アクセス・ポイントを移動させた結果を得る。本開示が関連する技術分野の当業者には明らかなように、これらのモデルは次に、ある位置にある仮説的なアクセス・ポイントに関するモデルを構築するため、先の場合のように、集団で使用することができる。代替として、例えば、関数ｆを平均値関数または最小値関数などとし、Ｍ’（ｉ，ｊ）＝Ｍ’（ｊ，ｉ）＝ｆ（Ｍ（ｉ，ｊ）＝Ｍ（ｊ，ｉ））を定めることによって、元の測定値行列Ｍを対称的な行列Ｍ’に変換する、事前処理ステップを導入することもできる。
【００２３】
図４は、本発明の特徴を組み込んだ、例示的な信号強度サーバ４００の概略ブロック図である。信号強度サーバ４００は、パーソナル・コンピュータ、ワーク・ステーション、またはサーバなど、任意のコンピューティング装置とすることができる。図４に示すように、例示的な信号強度サーバ４００は、プロセッサ４１０と、メモリ４２０とを含む他、その他の従来の要素も含む（図示せず）。プロセッサ４１０は、１つまたは複数のソフトウェア・プログラムを実行するため、メモリ４２０と協力して動作する。そのようなプログラムは、メモリ４２０、または信号強度サーバ４００からアクセス可能な別の記憶装置に格納することができ、従来の方式でプロセッサ４１０によって実行される
【００２４】
例えば、メモリ４２０は、例えば、ｎ個のサンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎに関する測定信号強度からなるｎ×ｎ型行列Ｍを含む、信号強度測定値データベース４３０を格納することができる。さらに、メモリ４２０は、図５に関連して以下で説明する、信号強度モデリング・プロセス５００を格納することができる。一般に、信号強度モデリング・プロセス５００は、ｎ個のサンプリング地点で取得された信号強度測定値を処理し、任意の地点ｑで収集された入力を合成して、その任意の地点ｑに関する信号強度モデルを構築する。
【００２５】
図５は、信号強度モデリング・プロセス５００の例示的な実施を説明するフローチャートである。図５に示すように、信号強度モデリング・プロセス５００は最初、ステップ５１０において、サイト内でｎ個のサンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎを選択する。その後、ステップ５２０において、各サンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎにアクセス・ポイントを配置することによって、ｎ個のサンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎの各々に関する信号強度モデルが構築される。
【００２６】
ステップ５３０において、ｑを任意の位置とし、そのような任意の位置で受信される、すべてのサンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎにあるアクセス・ポイントからの信号の強度が計算される。ステップ５４０において、相反原理を任意で適用して、すべてのサンプリング地点ｐ１，．．．，ｐｎにあるアクセス・ポイントに対応する、ｎ個の信号強度測定値を取得する。最後に、ステップ５５０において、上で説明した、固定位置に関するモデル・アルゴリズムを適用して、任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルを取得する。
【００２７】
信号強度モデルを生成するための適切な技法についての詳細な説明に関しては、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、２００４年２月１１日に出願された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｔｅｒｍｉｎａｌｓ  ｂｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」と題する、米国特許出願第１０／７７６０５８号を参照されたい。一般に、任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデルは、ステップ５５０において、ステップ５４０で合成された信号強度測定値を使用して、以下のようにして、生成することができる。すなわち、
【００２８】
合成された信号強度測定値を、例えば、一般化加法モデル（ＧＡＭ）を使用して、補整して集合を作り、
フロア３００を、既知のサイズの正方形のグリッドに分割し、
前記集合を（Ａｋｉｍａスプライン補間などで）２次元にわたって補間して、スカラ・アレイを形成し、各グリッド正方形の中心における受信信号強度（すなわち、任意の位置ｑに位置づけられたアクセス・ポイントに関する信号強度モデル）を推定する。
【００２９】
例示的な配備方法
本発明は、適用可能な無線技術のために、パケットを無線で送受信でき、受信信号強度を測定できる、フォーム・ファクタが小さい、電池で動作する装置を使用して、配備することができる。そのような装置は、無線補助送受信局（ＷＡＲＴＳ）と呼ばれる。理論的には、ＷＡＲＴＳ装置は、パケット・ストリームを送信し、その他の無線装置、特にその他のＷＡＲＴＳ装置からパケットを受信し、受信パケットの信号強度を記録することができる。位置推定、監視、および無線セキュリティ用に、Ｓ．Ｇａｎｕ他、「Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＷＬＡＮ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００４、Ａｔｌａｎａ、ＧＡ（２００４年）で説明されているような、スニファ／信号強度測定装置を使用することができる。
【００３０】
ＷＡＲＴＳ装置は、サイト内の適切な位置に固定して、管理者によって電源を入れることができる。ＷＡＲＴＳ装置は、適切なプロトコルを利用して（例えば、標準的な臨時のネットワーキング原則を使用して）、すべての必要なデータを、特に上述した行列Ｍを自動的に収集することができる。その後、収集データは、オフラインで使用することができる。また、上で示したような基本的な信号強度とは別の特性を推定するため、技法を拡張することもできる。例えば、（ｉ）複数の異なるアクセス・ポイントの送信電力の測定、（ｉｉ）観測されるデータ・レート、および（ｉｉｉ）例えば、８０２．１１ａ／ｂ／ｃなど、異なる無線技術の測定といった推定が可能である。
【００３１】
製造上およびシステム上の考慮点についての説明
当技術分野で知られているように、本明細書で説明した方法および装置は、コンピュータ可読コード手段がそこで実施されたコンピュータ可読媒体をそれ自体含む製造品として、分散させることができる。コンピュータ可読プログラム・コード手段は、コンピュータ・システムと協力して、本明細書で説明した方法を実行するステップまたは装置を作成するステップの全部または一部を実施するように動作することができる。コンピュータ可読媒体は、記録媒体（例えば、フロッピ・ディスク、ハード・ドライブ、コンパクト・ディスク、またはメモリ・カードなど）とすることができ、または伝送媒体（例えば、光ファイバからなるネットワーク、ワールド・ワイド・ウェブ、ケーブル、または時分割多元接続、符号分割多元接続、もしくはその他の無線周波チャネルを使用する無線チャネルなど）とすることができる。コンピュータ・システムでの使用に適した、情報を格納できる、周知または開発中の任意の媒体を使用することができる。コンピュータ可読コード手段は、磁気媒体上の磁気変化またはコンパクト・ディスク表面上の高さ変化など、コンピュータが命令およびデータを読めるようにするための任意の機構である。
【００３２】
本明細書で説明したコンピュータ・システムおよびサーバは各々、本明細書で開示した方法、ステップ、および機能を実施するように関連プロセッサを構成するメモリを含む。メモリは、分散化することも、局所化することもでき、プロセッサは、分散プロセッサとすることも、単独プロセッサとすることもできる。メモリは、電気的、磁気的、もしくは光学的メモリとして、または前記もしくはその他のタイプの記憶装置の任意の組合せとして実施することができる。さらに、「メモリ」という用語を十分広義にとらえ、メモリは、関連プロセッサによってアクセスされる、アドレス可能空間内のアドレスに対して読み書きできる任意の情報を含むものと解釈されたい。このように定義した場合、関連プロセッサはネットワークから情報を取得することができるので、情報はネットワーク上にあっても、まだメモリ内にあることになる。
【００３３】
本明細書に示し、説明した実施形態およびその変形は、本発明の原理を説明するものに過ぎず、当業者であれば、本発明の範囲および主旨から逸脱することなく、様々な変更を施すことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明が機能できる無線ネットワーク環境を示した図である。
【図２】従来の信号強度推定技法による、例示的なサイトの間取り図を示した概略図である。
【図３】任意の位置にあるアクセス・ポイントに関する信号強度を本発明によって推定できる、例示的なサイトの間取り図を示した概略図である。
【図４】本発明の機能を組み込んだ例示的な信号強度サーバの概略ブロック図である。
【図５】図４の信号強度モデリング・プロセスの例示的な実施について説明するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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