[發明專利]電波傳播環境測量裝置、無線網絡構筑系統以及電波傳播環境測量方法

有效

• 申請號: 201180071566.8
• 申請日: 2011-06-16
• 公開（公告）號: CN103609044A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 佐藤義人;山田勉;遠藤浩通
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 齊秀鳳

技術領域

本發明涉及支援無線網絡系統中的電波傳播環境設計的電波傳播環境測量裝置、無線網絡構筑系統以及電波傳播環境測量方法。

背景技術

有多跳（multi?hop）無線網絡通信技術，在所期望的無線站間進行通信的情況下，在該無線站間設置多個無線站作為中繼站，多跳地進行數據的授受。

特別是近年來，伴隨無線LAN（Local?Area?Network，局域網）等無線通信設備的低成本化、主要為數字設備用的近距離無線通信標準的Bluetooth、主要面向家電的短距離無線通信標準的ZigBee等傳感網技術的標準化，產業領域中的無線技術應用的期待也在高漲，應用事例不斷增加。

多跳無線網絡應用于產業領域，例如電力、交通等社會基礎設施事業、FA（Factory?Automation，工廠自動化）、PA（Process?Automation，過程自動化）等制造業的監視/控制網絡，期待由此對監視/控制用纜線的削減作出貢獻。另外，通過使有線纜線無線化，能謀求纜線的鋪設成本、定期點檢時的維護成本的降低。進而，通過活用無線技術，業者能更靈活地應對設備的追加、設備的構成的變更這樣的運用的變化。

但是，在產業領域應用基于無線的實時通信的情況下，要求高的可靠性，在無線網絡發生故障的情況下也要求迅速的應對。例如，在用多跳通信確保多個系統的路徑來構筑滿足要求的網絡的情況下，在單方路徑出現故障時間點，一條路徑的可靠性下降。為此，需要盡可能在路徑構筑時設計出難以受到其它影響的良好的路徑。另外，還認為即使在設置時為良好的狀態，在時間的經過中狀態也會較大地改變。

作為該應對，期望在構筑無線網絡的站點內，在能設置無線站的各處測定電波的傳播狀態，基于其結果來配置設計無線站。但是，難以實測到寬廣的工業現場各個角落。為此，需要取代上述那樣拉網式的測定，在計算機上構筑假想模型，需要通過實施電波傳播模擬來估計站點的傳播環境，需要特定隨著時間的經過而狀態改變時的變化要因。

但是，為了實施電波傳播模擬，需要構筑無線網絡的站點中的結構物的三維形狀、和結構物的介電常數、磁導率、電導率等材料特性信息。另外，在環境發生變化的情況下還需要能特定與其相應的使三維形狀和材料特性信息容易地變動的要因。

在電波傳播估計也有使用基于在各種場所的實驗值的統計模型的手法，但為了構筑上述那樣的需要高可靠性的無線網絡系統，期望進行考慮了站點特有的傳播環境的網絡設計。

關于這些點，在專利文獻1中，使用激光掃描器、圖像傳感器等來作成電波傳播模擬用的多邊形數據。在此基礎上公開了由設置在移動體的激光掃描器取得三維的點坐標群數據，作成沿移動體的行進方向的空間中的多邊形模型數據的方法。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2005－70840號公報

發明的公開

發明要解決的課題

在上述專利文獻1中能得到三維形狀，但不能得到材料特性。為了實施電波傳播模擬，需要對得到的多邊形模型數據另外單獨設定材料特性。另外，由于作為多邊形模型而得到的只有表面的形狀，因此關于電磁波穿透形狀而傳播的透過特性也是不明。在車間、工廠、建筑物等中，由于關于透過墻壁或地板、窗戶等的傳播路徑也成為重要的傳輸路徑，因此也期望得到透過特性。

發明內容

鑒于上述狀況，本發明的目的在于，為了構筑可靠性高的無線網絡，提供能容易地得到無線網絡系統的構筑中的無線站間的電波傳播估計所需要的三維形狀數據還有材料特性數據的電波傳播環境測量裝置、無線網絡構筑系統以及電波傳播環境測量方法。

用于解決課題的手段

為了達成上述目的，在本發明中，由如下要素構成：電磁波發送單元，其設置在預定構筑無線網絡系統的站點，發送無線信號；電磁波測量單元，其設置在所述站點，接收該無線信號來得到電磁波測量值；三維結構物輸入單元，其輸入包含構成站點的結構物的電氣特性和三維形狀信息的三維結構物信息；傳播狀態估計部，其使用三維結構物信息來估計電磁波發送單元與電磁波測量單元間的電磁波的傳播狀態，得到電磁波估計值；估計誤差映射部，其按每個時刻對表征為各時刻的信號強度的電磁波測量值和電磁波估計值進行比較，求取其誤差值大于基準值的時間帶，將在該時間帶無線信號從電磁波發送單元起直到被電磁波測量單元接收為止的路徑作為電磁波路徑求取；和詢問生成部，其對位于電磁波路徑上的部位的三維結構物信息進行修正后再度求取電磁波估計值，比較電磁波測量值和再度求得的電磁波估計值，得到成為更小的誤差值的三維結構物信息的修正信息。