JP2017143487A - 配置設計支援装置、方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】最適な無線基地局の位置推定を行うことができる配置設計支援装置、方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】配置設計支援装置１００は、特定エリア、及び無線基地局に関する設定データ１１０を読み込む設定データ入力部１３０と、特定エリア、及び特定エリアに存在する無線端末装置に関するエリア関連データ１２０を読み込むエリア関連データ入力部１４０と、設定データと、エリア関連データとに基づいて無線基地局の位置を算出する無線基地局位置算出部１５０と、無線基地局位置算出部の無線基地局の位置の算出結果をエリア関連結果データとして出力するエリア関連結果データ出力部１６０と、を有する。無線基地局位置算出部１５０の無線基地局の位置の算出において、無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、特定エリアの全体をカバーする項と、無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、配置設計支援装置、方法、及びプログラムに係り、特定エリアにおける無線基地局の配置設計を行う際に最適な設置場所を推定する、無線基地局の配置設計支援装置、方法、及びプログラムに関する。

無線通信システムの構築では、構築対象となるエリア内で良好な通信が行えるよう、無線基地局の設置場所や数を適切に決める必要がある。そこで、事前に仮設置した上で電波状況を調査し、設置場所や数の調整を繰り返すことが考えられるが、調査が困難な場合や、実施稼働やコストが膨大となる場合があるため、エリア情報等を元に計算により設置場所や数を求める技術が存在する。

例えば、従来技術として、移動無線通信の屋内基地局配置において、当該建物のうち必要な場所に電波が到達するよう、基地局の位置と台数を自動的に決定する技術が開示されている（特許文献１）。

また、無線通信をする可能性の高い無線端末装置が存在する場所をカバーするために無線基地局の位置と台数を算出する技術が開示されている（特許文献２）。

特開平７−８７５５７号公報 特許第３８３８１２９号公報

従来技術１では対象エリア全体をカバーすることを、従来技術２では無線端末装置が存在する場所に限定してカバーすることを方針として無線基地局の位置と台数を決めている。

例えば、図５のように、特定エリア全体をカバーするためには２台の無線基地局を設置すれば良い。また、図６のように、配置予定の無線端末装置の全てをカバーするためには１台の無線基地局を設置すれば良いことになる。

しかしながら、無線基地局は、収容する無線端末装置の台数によって性能が劣化し、所定の無線通信が困難となる可能性があることから、所定台数を超える無線端末装置を収容させない工夫が必要となってくる。

例えば、無線端末装置の最大収容数が１０台を超えると、無線基地局の性能劣化が発生する場合、図５では、ｎ４で１３台、ｎ５で５台の無線端末装置がカバーされるが、ｎ４では性能劣化が懸念される。

また、図６では、ｎ６で１８台の無線端末装置がカバーされるが、ｎ６で性能劣化が懸念される。さらに、未カバーエリアが存在するため、未カバーエリアでの無線端末装置の利用（無線端末装置を移動させて使う、他の無線端末装置を使う等）ができない。

本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、最適な無線基地局の位置推定を行うことができる配置設計支援装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明に係る配置設計支援装置は、特定エリアにおける無線基地局の配置設計を行う際に、無線基地局の最適な設置場所を推定する配置設計支援装置であって、前記特定エリア、及び前記無線基地局に関する設定データを読み込む設定データ入力部と、前記特定エリア、及び前記特定エリアに存在する無線端末装置に関するエリア関連データを読み込むエリア関連データ入力部と、前記設定データと、前記エリア関連データとに基づいて前記無線基地局の位置を算出する無線基地局位置算出部と、前記無線基地局位置算出部の前記無線基地局の位置の算出結果をエリア関連結果データとして出力するエリア関連結果データ出力部と、を有しており、前記無線基地局位置算出部は、前記無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、前記特定エリアの全体をカバーする項と、前記無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いて、最適な無線基地局の位置推定を行う。

また、第１の発明に係る配置設計支援装置では、前記目的関数において、前記特定エリアの全体をカバーする項は、前記特定エリアの全体の基本項、前記特定エリアにおける複数の前記無線基地局がカバーする重複エリアに対する項、前記無線基地局の未カバーエリアに対する項、前記特定エリアのエリア外の前記無線基地局に対する項、前記無線基地局の収容可能な無線端末装置の空きに対する項を含み、前記無線端末装置をカバーする項は、前記無線基地局に未収容な無線端末装置に対する項を含むようにしてもよい。

また、第１の発明に係る配置設計支援装置では、前記目的関数において、前記無線基地局の受信電界強度に基づいた値を用いて、前記特定エリアの全体の基本項、前記重複エリアに対する項、前記未カバーエリアに対する項、前記エリア外の無線基地局に対する項、前記空きに対する項、前記未収容な無線端末装置に対する項について計算するか、又は、前記特定エリアの全体の基本項を、前記特定エリア内の評価点の総和を用いて計算し、前記重複エリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記重複エリアの割合を用いて計算し、前記未カバーエリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記未カバーエリアの割合を用いて計算し、前記エリア外の無線基地局に対する項を、複数の前記無線基地局における前記特定エリアのエリア外にある前記無線基地局の割合を用いて計算し、前記空きに対する項を、前記無線基地局の各々における収容可能な無線端末装置の空き収容端末数を用いて計算し、前記未収容な無線端末装置に対する項を、前記無線端末装置の全体における未収容な無線端末装置の割合を用いて計算するようにしてもよい。

また、第１の発明に係る配置設計支援装置では、前記目的関数における前記未収容な無線端末装置に対する項を、前記無線基地局の受信電界強度に基づいた値と前記無線基地局の空き収容端末数とを乗算した結果を用いて計算するようにしてもよい。

第２の発明に係る配置設計支援方法は、特定エリアにおける無線基地局の配置設計を行う際に、無線基地局の最適な設置場所を推定する配置設計支援装置における配置設計支援方法であって、設定データ入力部が、前記特定エリア、及び前記無線基地局に関する設定データを読み込むステップと、エリア関連データ入力部が、前記特定エリア、及び前記特定エリアに存在する無線端末装置に関するエリア関連データを読み込むステップと、無線基地局位置算出部が、前記設定データと、前記エリア関連データとに基づいて前記無線基地局の位置を算出するステップと、エリア関連結果データ出力部が、前記無線基地局位置算出部の前記無線基地局の位置の算出結果をエリア関連結果データとして出力するステップと、を有しており、前記無線基地局位置算出部が算出するステップは、前記無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、前記特定エリアの全体をカバーする項と、前記無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いて、最適な無線基地局の位置推定を行う。

また、第２の発明に係る配置設計支援方法では、前記目的関数において、前記特定エリアの全体をカバーする項は、前記特定エリアの全体の基本項、前記特定エリアにおける複数の前記無線基地局がカバーする重複エリアに対する項、前記無線基地局の未カバーエリアに対する項、前記特定エリアのエリア外の前記無線基地局に対する項、前記無線基地局の収容可能な無線端末装置の空きに対する項を含み、前記無線端末装置をカバーする項は、前記無線基地局に未収容な無線端末装置に対する項を含むようにしてもよい。

また、第２の発明に係る配置設計支援方法では、前記目的関数において、前記無線基地局の受信電界強度に基づいた値を用いて、前記特定エリアの全体の基本項、前記重複エリアに対する項、前記未カバーエリアに対する項、前記エリア外の無線基地局に対する項、前記空きに対する項、前記未収容な無線端末装置に対する項について計算するか、又は、前記特定エリアの全体の基本項を、前記特定エリア内の評価点の総和を用いて計算し、前記重複エリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記重複エリアの割合を用いて計算し、前記未カバーエリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記未カバーエリアの割合を用いて計算し、前記エリア外の無線基地局に対する項を、複数の前記無線基地局における前記特定エリアのエリア外にある前記無線基地局の割合を用いて計算し、前記空きに対する項を、前記無線基地局の各々における収容可能な無線端末装置の空き収容端末数を用いて計算し、前記未収容な無線端末装置に対する項を、前記無線端末装置の全体における未収容な無線端末装置の割合を用いて計算するようにしてもよい。

また、第３の発明に係るプログラムは、コンピュータを、第１の発明に係る配置設計支援装置の各部として機能させるためのプログラムである。

本発明の配置設計支援装置、方法、及びプログラムによれば、無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、特定エリアの全体をカバーする項と、無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いることにより、最適な無線基地局の位置推定を行うことができる、という効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置の構成を示すブロック図である。 特定エリアと評価点データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態における無線基地局の配置例の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置における配置設計支援処理ルーチンを示すフローチャートである。 特定エリア全体をカバーする場合の無線基地局の配置例の一例を示す図である。 配置予定の無線端末装置の全てをカバーする場合の無線基地局の配置例の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

＜本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置の構成＞

まず、本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置の構成について説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置１００は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する配置設計支援処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したＲＯＭと、を含むコンピュータで構成することが出来る。この配置設計支援装置１００は、機能的には図１に示すように設定データ入力部１３０と、エリア関連データ入力部１４０と、無線基地局位置算出部１５０と、エリア関連結果データ出力部１６０とを備えている。

設定データ入力部１３０は、設定データ１１０の入力を受け付けて、設定データを読み込んで保存し、無線基地局位置算出部１５０へ設定データを出力する。

設定データは、特定エリア、及び無線基地局に関する設定データである。例えば、特定エリアにおける評価点間隔、無線基地局数の初期値と最大値と加算値、無線基地局位置算出の繰り返し数の初期値と最大値と加算値、目的関数ｆ（ｘ）の各項の重み（ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５、ｗ６）、無線基地局の電力値、無線基地局からの受信電界強度の下限値、無線基地局に収容可能な無線端末装置の最大数である。目的関数ｆ（ｘ）の各重みは、各項の設計に応じて正又は負又は０の値をとる。

エリア関連データ入力部１４０は、エリア関連データ１２０の入力を受け付けて、エリア関連データを読み込んで保存し、無線基地局位置算出部１５０へエリア関連データを出力する。

エリア関連データは、例えば、エリアデータ、評価点データである。エリアデータは、特定エリア、及び特定エリアに存在する無線端末装置の数及び位置に関するデータである。図２の例では、特定エリアは、座標（０，０）、（Ｘ，０）、（Ｘ，Ｙ）、（０，Ｙ）で囲まれる四角形のエリアである。また、特定エリアに存在する無線端末装置の数及び位置に関するデータは、特定エリア内に存在する予定の無線端末装置の数と、各無線端末装置の位置を示す座標である。評価点データは、特定エリア内及びエリア外を所定の評価点間隔（例えば、１メートル）でサンプリングしたデータである。図２の例では、座標（０，０）を評価点ｉ＝１、座標（０,Ｙ）を評価点ｉ＝Ｙ＋１、座標（１，０）を評価点ｉ＝Ｙ＋２、…、座標（Ｘ，Ｙ）を評価点ｉ＝Ｘ＋１＋Ｙ＋１とする、（Ｘ＋１）×（Ｙ＋１）個の評価点がある。なお、エリアデータは、説明の便宜上、四角形のエリアを例にしたが、線で囲むことが可能であれば、四角形に限定されない。

無線基地局位置算出部１５０は、設定データ入力部１３０に保存された設定データと、エリア関連データ入力部１４０に保存されたエリア関連データを入力し、特定エリアにおける無線基地局の位置を算出し、結果をエリア関連結果データ出力部１６０へ出力する。

エリア関連結果データ出力部１６０は、エリア関連結果データ出力部１６０に保存しているデータをエリア関連結果データ１７０として出力する。無線基地局の位置の算出には、以下に説明する、無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、特定エリアの全体をカバーする項と、無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いる。

ここで、目的関数において、特定エリアの全体をカバーする項は、特定エリアの全体の基本項、特定エリアにおける複数の無線基地局がカバーする重複エリアに対する項、無線基地局の未カバーエリアに対する項、特定エリアのエリア外の無線基地局に対する項、無線基地局の収容可能な無線端末装置の空きに対する項を含み、無線端末装置をカバーする項は、無線基地局に未収容な無線端末装置に対する項を含むものである。

また、本実施の形態では、無線基地局の受信電界強度に基づいた値を用いて、特定エリアの全体の基本項、重複エリアに対する項、未カバーエリアに対する項、特定エリア外の無線基地局に対する項、収容可能な無線端末装置の空きに対する項、未収容な無線端末装置に対する項について計算する。

出力として得られるエリア関連結果データとしては、例えば、特定エリア内の無線基地局の位置、無線基地局の電波強度のエリアカバー率、重複カバー率、未収容端末数、特定エリア外の無線基地局数、無線基地局毎の収容端末数と位置、各評価点の無線基地局からの受信電界強度の値がある。特定エリア内の無線基地局の位置以外のデータは、結果として得られる無線基地局の位置を人が判断するための参考データであり、特定エリア内の無線基地局の位置を処理する過程で求まる。

次に、特定エリア全体のコストを表わす目的関数ｆ（ｘ）について説明する。

所定の特定エリアにおける無線基地局の位置と数、および、無線端末装置の位置と数に関する条件をｘと定めた時の目的関数ｆ（ｘ）を以下で表わす。

目的関数ｆ（ｘ）の各項は、Ａ〜Ｅまでは特定エリアの全体をカバーする項と、Ｆは無線端末装置をカバーする項であり、両方のカバーを考慮した上でコストが最小となる最適解を求めることになる。なお、目的関数ｆ（ｘ）のｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５、ｗ６は、適宜設定される正又は負又は０の重みである。詳細には、Ａは特定エリア全体の基本項、Ｂは重複エリアに対する項、Ｃは未カバーエリアに対する項、Ｄは無線基地局が特定エリア外である項、Ｅは無線基地局の空き端末に対する項、Ｆは未収容な無線端末装置に対する項である。また、無線基地局は最適化アルゴリズムに基づいて、ランダムに配置することを繰り返して、最適位置を求める。最適化アルゴリズムは、例えば、準ニュートン法などの一般的なものを利用するため、説明は割愛する。

次に、各Ａ〜Ｆの詳細について説明する。なお、以下で説明する、Ｐ＊ｎ（ｘ）は、評価点＊における無線基地局ｎに関するコストであり、例えば、所定の無線基地局の電力値を元に無線基地局からの距離に基づく減衰量を減算した受信電界強度で求められる（無線基地局数はＮ）。また、無線基地局が収容可能とは無線基地局からの受信電界強度が所定の下限値以上であることとする。

目的関数ｆ（ｘ）の特定エリア全体の基本項Ａを以下の（２）式で表わす。Ａは評価点ｉ（（２）式におけるｉの総数はＩ、Ｉは特定エリア内の全ての評価点の総数である）における無線基地局ｎのコストＰｉｎ（ｘ）の総和となっている。なお、ΣＰｉｎ（ｘ）を受信電界強度の代わりに、評価点ｉが特定エリア内であれば１／Ｉ、そうでなければ０として評価点の総和から求めてもよい。

次に、目的関数ｆ（ｘ）の重複エリアに対する項Ｂを以下の（３）式で表わす。Ｂは重複エリアの評価点ｊ（（３）式におけるｊ∈Ｉ、ｊの総数はＪ、Ｊは無線基地局から受信可能な範囲が重複している評価点の総数）における無線基地局ｎのコストＰｊｎ（ｘ）の総和となっている。なお、ΣＰｊｎ（ｘ）を受信電界強度の代わりに、評価点ｊが重複エリアであれば１／Ｉ、そうでなければ０として特定エリア全体の重複エリアの割合を求めてもよい。

目的関数ｆ（ｘ）の未カバーエリアに対する項Ｃを以下の（４）式で表わす。Ｃは未カバーエリアの評価点ｋ（（５）式におけるｋ∈Ｉ、ｋの総数はＫ、Ｋは特定エリアのうち無線基地局から受信可能な範囲外である未カバーエリアの評価点の総数）における無線基地局ｎのコストＰｋｎ（ｘ）の総和となっている。なお、ΣＰｋｎ（ｘ）を受信電界強度の代わりに、評価点ｋが未カバーエリアであれば１／Ｉ、そうでなければ０として特定エリア全体の未カバーエリアの割合を求めてもよい。

目的関数ｆ（ｘ）の無線基地局が特定エリア外である項Ｄを以下の（５）式で表わす。Ｄは特定エリア外に存在する無線基地局ｎが配置される評価点ｌ（（５）式におけるｌ∈Ｉ、ｌの総数はＬ、Ｌは特定エリア外に存在する無線基地局の総数）のコストＰｌｎ（ｘ）の総和となっている。なお、ΣＰｌｎ（ｘ）を受信電界強度の代わりに、評価点ｌが特定エリア外であれば１／Ｎ、そうでなければ０として無線基地局全体の特定エリア外の割合を求めてもよい。

目的関数ｆ（ｘ）の無線基地局の収容可能な無線端末装置の空きに対する項Ｅを以下の（６）式で表わす。Ｅは、エリア関連データの無線端末装置の位置を用いて求めた、未収容な無線端末装置が存在する評価点ｍにおける空き収容がある無線基地局ｎ（（６）式におけるｍ∈Ｉ、ｍの総数はＭ、Ｍは未収容な無線端末装置の総数）のコストＰｍｎ（ｘ）の総和となっている。なお、ΣΣＰｍｎ（ｘ）を受信電界強度の代わりに、無線基地局ｎでの無線端末装置の空き端末数ｍ’に基づいてｍ’／Ｎとし、そうでなければ０として、全ての無線基地局ｎに対する総和を計算することで、無線基地局当たりの収容可能な無線端末装置の空き端末数を求めてもよい。

目的関数ｆ（ｘ）の未収容な無線端末装置に対する項Ｆを以下の（７）式で表わす。Ｆは、エリア関連データの無線端末装置の位置を用いて求めた、未収容な無線端末装置が存在する評価点ｏにおける無線基地局ｎ（（７）式におけるｏ∈Ｉ、ｏの総数はＯ、Ｏは未収容な無線端末装置の総数）のコストＰｏｎ（ｘ）の総和となっている。なお、Ｐｏｎ（ｘ）を無線基地局の受信電界強度に基づいた値に無線基地局ｎの空き収容端末数を乗算した値としてもよい。また、ΣＰｏｎ（ｘ）を受信電界強度の代わりに、未収容な無線端末が存在する評価点ｏであれば１／Ｏｍａｘ、そうでなければ０として無線端末装置全体における未収容である割合を求めてもよい。Ｏｍａｘはエリア関連データの無線端末装置の総数である。

なお、無線端末装置の収容処理は、無線基地局ｎに収容可能な無線端末装置の最大数を超えて、無線端末装置が収容される場合は、まず、受信電界強度が最大な無線基地局に無線端末装置を仮収容させた後、無線基地局における無線端末装置の収容最大数を超えた分は、受信電界強度が最小のものを未収容とし、この処理を収容可能な限り繰り返す。

次に、本発明の実施の形態で説明した目的関数ｆ（ｘ）により、特定エリア全体のカバーと無線端末装置のカバーの両方を考慮した場合と、従来技術１にあたる特定エリア全体カバーのみを考慮した場合と、従来技術２にあたる無線端末装置のみのカバーを考慮した場合の結果の違いを説明する。なお、以下の説明では、所定数として、無線基地局に収容可能な無線端末装置の最大数を１０台とする。

目的関数ｆ（ｘ）が、本発明の実施の形態で説明した特定エリア全体と無線端末装置の両方を考慮してカバーする方針の場合は、最適な無線基地局の配置例として、図３の結果が得られる。図３では、太線の四角形の内側を特定エリアとして、無線基地局（黒塗り四角の記号■で表す）の位置と、無線端末装置（白塗りひし形の記号◇で表す）の位置とを表わしている。また、無線基地局を中心として、この無線端末装置が収容可能な受信電界強度の範囲を円で表わしている。この例では、エリアの左上にある１２台の無線端末装置が１台の無線基地局に収容しきれないため、無線基地局ｎ１と無線基地局ｎ２で分け合って収容している。また、ｎ１およびｎ２ではカバーしきれない特定エリアと、特定エリアの右下にある５台の無線端末装置については、無線基地局ｎ３を設置することで特定エリア全体がカバーされ、特定エリアの右下にある５台の無線端末装置も収容できるため、合計３台の無線基地局を設置する最適な結果が得られる。

次に、参考として、従来技術の場合のエリア関連データの結果を示す。従来技術１にあたる特定エリア全体をカバーする方針の場合は、無線基地局の配置例として、図４の結果が得られる。図４の結果では無線基地局２台で特定エリア全体がカバーされている。しかしながら、無線端末装置の収容を考慮しないため、ｎ４側の円内にある１３台中１０台の無線端末装置しかカバーされない結果となる。

従来技術２にあたる無線端末装置をカバーする方針の場合は、無線基地局の配置例として、図５の結果が得られる。図５の結果では、特定エリア全体がカバーされない結果となる。また、１台の無線基地局ｎ６の端末受信可能な範囲内に全ての無線端末装置が含まれているものの、無線基地局に収容可能な無線端末装置の最大数から、特定エリア内の１８台の無線端末装置のうち１０台しか収容されない結果となる。

＜本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置の作用＞

次に、本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置１００の作用について説明する。設定データ入力部１３０において設定データ１１０を受け付け、エリア関連データ入力部１４０において、エリア関連データ１２０の入力を受け付けると、配置設計支援装置１００は、図６に示す配置設計支援処理ルーチンを実行する。

ステップＳ１００では、配置する無線基地局数ｓの初期値を設定する（例えば、初期値をｓ＝１）。無線基地局数ｓは、無線基地局の配置数を変えながら最適の無線基地局位置を求めるためのものである。

ステップＳ１１０では、特定エリアにおける無線基地局数ｓを変えて計算する際の最大数の判定を行う。無線基地局数ｓが、設定データの無線基地局数の最大数Ｈ１を超えた場合はそこで処理を終了とする。最大数Ｈ１以下の場合はＳ１２０の処理へ移る。

ステップＳ１２０では、無線基地局数ｓにおいて、初期配置が異なる結果を何パターンか得るため、無線基地局位置算出の繰り返し数ｔの初期値を設定する（例えば、初期値をｔ＝１）。

ステップＳ１３０では、無線基地局数ｓにおける無線基地局位置算出の繰り返し数ｔにおける最大数の判定を行う。繰り返し数ｔが、設定データの無線基地局位置算出の繰り返し数の最大値Ｈ２を超えた場合は繰り返しループを抜け、Ｓ１８０の処理へ移る。最大値Ｈ２以下の場合はＳ１４０の処理へ移る。

ステップＳ１４０では、特定エリア内外に無線基地局数ｓの無線基地局をランダムに初期配置する。

ステップＳ１５０では、上記ステップＳ１４０で得られた無線基地局の配置と、エリア関連データの無線端末装置の位置とに基づいて、最適化アルゴリズムに基づいて、無線基地局の初期配置した無線基地局の位置を変更し、上記（１）式に示す、（２）式〜（６）式の特定エリアの全体をカバーする項と、（７）式の無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和の目的関数を用いて、目的関数が最小な場合の結果を求め、最適な無線基地局の位置推定を行う。

ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で得た目的関数の値が最小な場合の無線基地局の位置と、それに関連する他のエリア関連結果データとを保存する。

ステップＳ１７０では、繰り返し数ｔを加算し（例えば、ｔ＝ｔ＋１と加算）、Ｓ１３０の判定処理へ移る。

ステップＳ１８０では、ステップＳ１６０で保存したデータのうち、無線基地局数ｓを変えていく中で、最も目的関数が最小な場合の無線基地局の位置とそれに関連する他のエリア関連結果データを保存し、Ｓ１９０の処理へ移る。なお、目的関数が最小となる最適評価値だけでなく、保存されているエリア関連データを用いて、条件として、例えば、特定エリア外の無線基地局数が無い、未収容端末数が最小、未エリアカバー数が最小、無線基地局で重複カバー数が最小であることを条件に加えて、条件を満たした場合に保存することを行っても構わない。また、無線基地局数ｓ毎に、最も目的関数が最小な場合の無線基地局の位置とそれに関連する他のエリア関連結果データを保存するようにしてもよい。

ステップＳ１９０では、無線基地局数ｓを加算し（例えば、ｓ＝ｓ＋１と加算）、ステップＳ１１０の判定処理へ移る。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る配置設計支援装置によれば、無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、特定エリアの全体をカバーする項と、無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いることにより、最適な無線基地局の位置推定を行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上記の実施の形態の説明では、無線基地局の受信電界強度に基づいた値を用いて目的関数の各項を計算していたが、これに限定されるものではない。例えば、特定エリアの全体の基本項を、特定エリア内の評価点の総和を用いて計算してもよい。また、重複エリアに対する項を、特定エリア全体における重複エリアの割合を用いて計算してもよい。また、未カバーエリアに対する項を、特定エリア全体における未カバーエリアの割合を用いて計算してもよい。また、エリア外の無線基地局に対する項を、複数の無線基地局における特定エリアのエリア外にある無線基地局の割合を用いて計算してもよい。また、空きに対する項を、無線基地局の各々における収容可能な無線端末装置の空き収容端末数を用いて計算してもよい。また、未収容な無線端末装置に対する項を、無線端末装置の全体における未収容な無線端末装置の割合を用いて計算するようにしてもよい。

また、目的関数における未収容な無線端末装置に対する項を、無線基地局の受信電界強度に基づいた値と無線基地局の空き収容端末数とを乗算した結果を用いて計算するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態の説明では、無線基地局の設定（例えば、電力値や収容可能な無線端末装置の最大数）は共通としているが、無線基地局の種類や利用状況に応じて、複数の設定を用いてもよい。

また、上記の実施の形態の説明では、特定エリア内には障害物がない状態であったが、壁などの障害物と電界強度減衰値を設定データに設定し、また、壁などの障害物位置等の情報をエリア関連データに含めることで、無線基地局からの評価点の受信電界強度を、その間にある障害物の電界強度減衰値を元に減衰させる処理を加えることで、より具体的な環境下で推定することが可能である。

また、本発明は、特定エリアが屋内、屋外のいずれの場合においても利用可能である。また、本発明での無線通信システムとして、例えば、無線LAN、携帯電話、PHSなどの用途があるが、これに限定されない。

また、本実施形態の無線基地局の配置設計支援装置における各手段の一部もしくは全部の機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、本実施形態の無線基地局の配置設計支援方法における手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータでその機能を実現するためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばフレキシブルディスクや、MO（Magneto−Opticaldisk）、ROM（Read Only Memory）、メモリカード、CD（Compact Disk）-ROM、DVD（Digital Versatile Disk）-ROM、BD（Blu-ray（登録商標）Disk）-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD-R DL、DVD+R、DVD+RW、DVD+R DL、BD-R、BD-RE，HDD、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記のプログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。

１００ 配置設計支援装置
１１０ 設定データ
１２０ エリア関連データ
１３０ 設定データ入力部
１４０ エリア関連データ入力部
１５０ 無線基地局位置算出部
１６０ エリア関連結果データ出力部
１７０ エリア関連結果データ

Claims (8)

1. 特定エリアにおける無線基地局の配置設計を行う際に、無線基地局の最適な設置場所を推定する配置設計支援装置であって、
   前記特定エリア、及び前記無線基地局に関する設定データを読み込む設定データ入力部と、
   前記特定エリア、及び前記特定エリアに存在する無線端末装置に関するエリア関連データを読み込むエリア関連データ入力部と、
   前記設定データと、前記エリア関連データとに基づいて前記無線基地局の位置を算出する無線基地局位置算出部と、
   前記無線基地局位置算出部の前記無線基地局の位置の算出結果をエリア関連結果データとして出力するエリア関連結果データ出力部と、
   を備えており、
   前記無線基地局位置算出部は、前記無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、前記特定エリアの全体をカバーする項と、前記無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いて、最適な無線基地局の位置推定を行う配置設計支援装置。
2. 前記目的関数において、
   前記特定エリアの全体をカバーする項は、前記特定エリアの全体の基本項、前記特定エリアにおける複数の前記無線基地局がカバーする重複エリアに対する項、前記無線基地局の未カバーエリアに対する項、前記特定エリアのエリア外の前記無線基地局に対する項、前記無線基地局の収容可能な無線端末装置の空きに対する項を含み、
   前記無線端末装置をカバーする項は、前記無線基地局に未収容な無線端末装置に対する項を含む請求項１に記載の無線基地局の配置設計支援装置。
3. 前記目的関数において、
   前記無線基地局の受信電界強度に基づいた値を用いて、前記特定エリアの全体の基本項、前記重複エリアに対する項、前記未カバーエリアに対する項、前記エリア外の無線基地局に対する項、前記空きに対する項、前記未収容な無線端末装置に対する項について計算するか、又は、
   前記特定エリアの全体の基本項を、前記特定エリア内の評価点の総和を用いて計算し、前記重複エリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記重複エリアの割合を用いて計算し、前記未カバーエリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記未カバーエリアの割合を用いて計算し、前記エリア外の無線基地局に対する項を、複数の前記無線基地局における前記特定エリアのエリア外にある前記無線基地局の割合を用いて計算し、前記空きに対する項を、前記無線基地局の各々における収容可能な無線端末装置の空き収容端末数を用いて計算し、前記未収容な無線端末装置に対する項を、前記無線端末装置の全体における未収容な無線端末装置の割合を用いて計算する請求項２に記載の無線基地局の配置設計支援装置。
4. 前記目的関数における前記未収容な無線端末装置に対する項を、前記無線基地局の受信電界強度に基づいた値と前記無線基地局の空き収容端末数とを乗算した結果を用いて計算する請求項３に記載の無線基地局の配置設計支援装置。
5. 特定エリアにおける無線基地局の配置設計を行う際に、無線基地局の最適な設置場所を推定する配置設計支援装置における配置設計支援方法であって、
   設定データ入力部が、前記特定エリア、及び前記無線基地局に関する設定データを読み込むステップと、
   エリア関連データ入力部が、前記特定エリア、及び前記特定エリアに存在する無線端末装置に関するエリア関連データを読み込むステップと、
   無線基地局位置算出部が、前記設定データと、前記エリア関連データとに基づいて前記無線基地局の位置を算出するステップと、
   エリア関連結果データ出力部が、前記無線基地局位置算出部の前記無線基地局の位置の算出結果をエリア関連結果データとして出力するステップと、
   を備えており、
   前記無線基地局位置算出部が算出するステップは、前記無線基地局の最適位置計算のための目的関数に、前記特定エリアの全体をカバーする項と、前記無線端末装置をカバーする項との重み付き線形和を用いて、最適な無線基地局の位置推定を行う配置設計支援方法。
6. 前記目的関数において、
   前記特定エリアの全体をカバーする項は、前記特定エリアの全体の基本項、前記特定エリアにおける複数の前記無線基地局がカバーする重複エリアに対する項、前記無線基地局の未カバーエリアに対する項、前記特定エリアのエリア外の前記無線基地局に対する項、前記無線基地局の収容可能な無線端末装置の空きに対する項を含み、
   前記無線端末装置をカバーする項は、前記無線基地局に未収容な無線端末装置に対する項を含む請求項５に記載の無線基地局の配置設計支援方法。
7. 前記目的関数において、
   前記無線基地局の受信電界強度に基づいた値を用いて、前記特定エリアの全体の基本項、前記重複エリアに対する項、前記未カバーエリアに対する項、前記エリア外の無線基地局に対する項、前記空きに対する項、前記未収容な無線端末装置に対する項について計算するか、又は、
   前記特定エリアの全体の基本項を、前記特定エリア内の評価点の総和を用いて計算し、前記重複エリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記重複エリアの割合を用いて計算し、前記未カバーエリアに対する項を、前記特定エリア全体における前記未カバーエリアの割合を用いて計算し、前記エリア外の無線基地局に対する項を、複数の前記無線基地局における前記特定エリアのエリア外にある前記無線基地局の割合を用いて計算し、前記空きに対する項を、前記無線基地局の各々における収容可能な無線端末装置の空き収容端末数を用いて計算し、前記未収容な無線端末装置に対する項を、前記無線端末装置の全体における未収容な無線端末装置の割合を用いて計算する請求項６に記載の無線基地局の配置設計支援方法。
8. コンピュータを、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の配置設計支援装置の各部として機能させるためのプログラム。