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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-22
(45)【発行日】2024-10-30
(54)【発明の名称】置局設計支援方法及び置局設計支援装置
(51)【国際特許分類】
H04W 16/18 20090101AFI20241023BHJP
H04W 16/28 20090101ALI20241023BHJP
H04W 92/20 20090101ALI20241023BHJP
【ＦＩ】
H04W16/18
H04W16/28
H04W92/20 110
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022577878
(86)(22)【出願日】2021-01-27
(86)【国際出願番号】 JP2021002836
(87)【国際公開番号】W WO2022162786
(87)【国際公開日】2022-08-04
【審査請求日】2023-06-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】坪井 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】俊長 秀紀
(72)【発明者】
【氏名】後藤 和人
(72)【発明者】
【氏名】北 直樹
(72)【発明者】
【氏名】鬼沢 武
【審査官】伊東 和重
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－０９４４２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１９４７５７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／１６８１１０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００９／００８１８０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１２４５２０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の無線局を無線接続して通信経路を形成する通信ネットワークの置局設計を支援するコンピュータによる置局設計支援方法であって、前記無線局が備える指向性アンテナによる電波の放射方向に基づいて、前記通信経路において前記無線局と隣り合わない他の無線局である非隣接無線局を置局する置局設計ステップ
を有し、
前記置局設計ステップにおいて、前記非隣接無線局が前記放射方向に配置された場合に、前記非隣接無線局が受信する受信電波の受信電力と前記受信電波に干渉する前記電波の干渉電力との差が所定値未満であるならば前記非隣接無線局を前記放射方向に置局せず、前記差が所定値以上であるならば前記非隣接無線局を前記放射方向に置局する
置局設計支援方法。
【請求項2】
前記置局設計ステップにおいて、前記通信経路を分岐させる無線局である分岐無線局が前記通信ネットワークに含まれる場合、前記通信経路において前記無線局に対して前記分岐無線局を間に挟んで配置される前記非隣接無線局を、前記放射方向とは異なる方向に置局するか、又は、前記電波の周波数とは異なる周波数の電波を用いて通信を行う無線局とする請求項１に記載の置局設計支援方法。
【請求項3】
前記放射方向は、前記電波の半値角の範囲内の方向である請求項１又は２に記載の置局設計支援方法。
【請求項4】
前記無線局は、複数の前記指向性アンテナを用いて前記電波を送受信し、各指向性アンテナからの前記電波によって伝送されるデータ信号に対してそれぞれ異なる巡回遅延量を付与する周期的遅延ダイバーシティを行う請求項１から３のうちいずれか一項に記載の置局設計支援方法。
【請求項5】
複数の無線局を無線接続して通信経路を形成する通信ネットワークの置局設計を支援する置局設計支援装置であって、前記無線局が備える指向性アンテナによる電波の放射方向に基づいて、前記通信経路において前記無線局と隣り合わない他の無線局である非隣接無線局を置局する置局設計部
を備え、
前記置局設計部は、前記非隣接無線局が前記放射方向に配置された場合に、前記非隣接無線局が受信する受信電波の受信電力と前記受信電波に干渉する前記電波の干渉電力との差が所定値未満であるならば前記非隣接無線局を前記放射方向に置局せず、前記差が所定値以上であるならば前記非隣接無線局を前記放射方向に置局する
置局設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、置局設計支援方法及び置局設計支援装置に関する。
【背景技術】
【0002】
様々な無線通信システムの普及に伴い、周波数資源の逼迫が課題となっている。限りある周波数資源を有効活用するためには、無線局間で生じる電波の干渉を考慮したシステム設計が要求される。干渉評価を実施するためには、干渉を生じさせる与干渉局による無線送信に関する情報、干渉を受ける被干渉局による無線受信に関する情報、及び、与干渉局から被干渉局までの距離やその他の環境条件によって減衰する干渉波の伝搬損失に基づいて干渉計算が行われる必要がある。
【0003】
また、ルーラルエリアにおける通信手段として、マルチホップを用いた無線通信（以下、「マルチホップ無線通信」という。）が考えられる。例えば基地局と端末局との間の距離が長く両局間で直接に無線通信を行うことができない場合であっても、少なくとも１つの中継局が電波の伝送を中継して無線リンク経路が構築されることで、両局間での通信が可能になる。このようなマルチホップ無線通信を用いる場合、電波の干渉等を考慮して基地局及び中継局を適切な位置に設置する必要がある。以下、基地局及び中継局等の無線局の配置を設計することを「置局設計」という。
【0004】
昨今、事業者による置局設計を支援する置局設計支援技術の検討が進められている。例えば、特許文献１に記載の置局設計方法は、無指向性アンテナでは集約局又は既収容局との無線通信を行うことができない未収容局において指向性アンテナを適用することで、両局間の無線通信を可能にする。さらに、指向性アンテナのアンテナ方位角が適切に選択されることにより、ロバスト性及び信頼性が高く、かつ、設備コストが低くなるような、より効果的なマルチホップ無線通信の実現が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第６００９６３７号公報
【文献】特開２００４－０２３７２６号公報
【文献】特開２００２－０１０３４０号公報
【文献】特開２０１９－１６９８１５号公報
【文献】特開２００５－３４１３１７号公報
【文献】特開２０１０－０９３７０３号公報
【非特許文献】
【0006】
【文献】田岡秀和，永田聡，武田和晃，柿島祐一，シェ ショウミン，楠目勝利，“LTE-AdvancedにおけるMIMOおよびセル間協調送受信技術”，NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル，Vol.18 No.2，pp.22-30，2010年7月
【文献】石橋功至，落合秀樹，河野隆二，“巡回遅延ダイバーシティを用いた符号化DAPSK変調の性能解析”，情報理論とその応用シンポジウム予稿集，29(2),pp.783-786,2006年11月
【文献】佐々木自然，村田英一，山本高至，吉田進，“CDDを用いた協力マルチホップ無線ネットワークにおける遅延時間分散制御方式の一検討”，電子情報通信学会技術研究報告，Vol.108 No.117,RCS2008-20,pp.25-30,2008年6月
【文献】河内涼子，武田和晃，安達文幸，“周波数領域等化を用いるDS-CDMAへのCyclic Delay Transmit Diversityの適用効果”，電子情報通信学会技術研究報告，Vol.104 No.680，RCS2004-392，pp.13-18,2005年3月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
マルチホップ無線通信において、例えば単一の無線周波数チャネルのみが用いられる場合、ある中継局において受信されるべき電波が、無線リンク経路上で当該中継局と隣り合っていない無線局（例えば、無線リンク経路上で２つ前の無線局等）から送信された電波による電波干渉の影響を受けることがある。これにより、マルチホップ無線通信が正常に行われない場合がある。このような電波干渉を回避するため、マルチホップ無線通信では、中継局が、中継元である無線局（すなわち、無線リンク経路上で１つ前の無線局）からの電波の受信と中継先である無線局（すなわち、無線リンク経路上で１つ後の無線局）への電波の送信とにおいて、異なる無線周波数チャネルを用いるようにすることがある。しかしながら、無線リンク経路において複数の無線周波数チャネルが割り当てられると、中継局と当該中継局に収容される端末局との間の無線通信に対して割り当てることができる無線周波数チャネルの個数が少なくなってしまう。これにより、収容可能な端末局数が限定されてしまうという課題がある。
【0008】
上記事情に鑑み、本発明は、中継局間で用いられる無線周波数チャネルの個数を増大させることなくマルチホップ無線通信を可能にする置局設計を支援することができる置局設計支援方法及び置局設計支援装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】
【0009】
本発明の一態様は、複数の無線局を無線接続して通信経路を形成する通信ネットワークの置局設計を支援するコンピュータによる置局設計支援方法であって、前記無線局が備える指向性アンテナによる電波の放射方向に基づいて、前記通信経路において前記無線局と隣り合わない他の無線局である非隣接無線局を置局する置局設計ステップを有する置局設計支援方法である。
【0010】
また、本発明の一態様は、複数の無線局を無線接続して通信経路を形成する通信ネットワークの置局設計を支援する置局設計支援装置であって、前記無線局が備える指向性アンテナによる電波の放射方向に基づいて、前記通信経路において前記無線局と隣り合わない他の無線局である非隣接無線局を置局する置局設計部を備える置局設計支援装置である。
【発明の効果】
【0011】
本発明により、中継局間で用いられる無線周波数チャネルの個数を増大させることなくマルチホップ無線通信を可能にする置局設計を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】マルチホップ無線通信を行う無線通信システム５ａの構成例を示す図である。
【図2】マルチホップ無線通信を行う無線通信システム５ａの構成例を示す図である。
【図3】本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１によって置局設計された無線通信システム５ｂの構成例を示す図である。
【図4】本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１の機能構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１によって置局設計された無線通信システム５ｃの構成例を示す図である。
【図7】実在のルーラルエリアに対する置局設計の結果の一例を示す図である。
【図8】本発明の第１の実施形態の中継局において用いられる指向性アンテナのアンテナパターンの一例を示す図である。
【図9】本発明の第１の実施形態の中継局において用いられる無指向性アンテナのアンテナパターンの一例を示す図である。
【図10】マルチホップ無線通信を行う無線通信システム５ｅの構成例を示す図である。
【図11】マルチホップ無線通信を行う無線通信システム５ｅの構成例を示す図である。
【図12】本発明の第１の実施形態の変形例１における置局設計支援装置１によって置局設計された無線通信システム５ｆの構成例を示す図である。
【図13】本発明の第１の実施形態の変形例１における置局設計支援装置１によって置局設計された無線通信システム５ｇの構成例を示す図である。
【図14】実在のルーラルエリアに対する置局設計の結果の一例を示す図である。
【図15】マルチホップ無線通信を行う無線通信システム５ｉの構成例を示す図である。
【図16】本発明の第１の実施形態の変形例２における置局設計支援装置１によって置局設計された無線通信システム５ｊの構成例を示す図である。
【図17】本発明の第２の実施形態における置局設計支援装置１による中継局の候補位置の選定について説明するための図である。
【図18】本発明の第２の実施形態における置局設計支援装置１の動作を示すフローチャートである。
【図19】本発明の第２の実施形態における置局設計支援装置１によって置局設計された無線通信システム５ｌの構成例を示す図である。
【図20】送受信ダイバーシティを用いない場合の無線通信を説明するための図である。
【図21】送受信ダイバーシティを用いる場合の無線通信を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
以下に説明する各実施形態及び各実施形態の変形例では、より少ない無線周波数チャネルでマルチホップ無線通信を可能にさせる中継局の置局設計支援方法及び置局設計支援装置ついて説明する。ここでは一例として、通信インフラの整備が遅れているルーラルエリアにおいてマルチホップ無線通信を可能にする置局設計支援を行う場合について説明する。また、ここでは一例として、中継局は電柱に設置されるものとし、収容される端末局は建物（例えば住戸等）の壁面に設置されるものとする。そのため、以下に説明する置局設計において、中継局の設置候補位置は電柱の位置から選択され、端末局の設置候補位置は建物の壁面の位置から選択される。
以下に説明する各実施形態及び各実施形態の変形例では、より少ない無線周波数チャネルでマルチホップ無線通信を可能にさせる中継局の置局設計支援方法及び置局設計支援装置ついて説明する。ここでは一例として、通信インフラの整備が遅れているルーラルエリアにおいてマルチホップ無線通信を可能にする置局設計支援を行う場合について説明する。また、ここでは一例として、中継局は電柱に設置されるものとし、収容される端末局は建物（例えば住戸等）の壁面に設置されるものとする。そのため、以下に説明する置局設計において、中継局の設置候補位置は電柱の位置から選択され、端末局の設置候補位置は建物の壁面の位置から選択される。
【0014】
なお、以下に説明する各実施形態及び各実施形態の変形例では、図面を見易くするため、マルチホップ無線通信を実現する無線通信システムが備える中継局の個数を３～４個程度としている。但し、中継局の個数は２つ以上であるならば、いくつであっても構わない。
【0015】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
【0016】
図１及び図２は、マルチホップ無線通信を行う無線通信システム５ａの構成例を示す図である。図１は地面と水平の方向から見た無線通信システム５ａを表しており、図２は上空から見た無線通信システム５ａを表している。
【0017】
図１及び図２に示されるように、無線通信システム５ａは、中継局５０ａ－１と、中継局５０ａ－２と、中継局５０ａ－３とを含んで構成される。また、中継局５０ａ－１、中継局５０ａ－２、及び中継局５０ａ－３は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ａ－１、中継局５０ａ－２、及び中継局５０ａ－３は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0018】
以下、中継局５０ａ－１、中継局５０ａ－２、及び中継局５０ａ－３を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ａ」ということがある。
【0019】
中継局５０ａ－１は、基地局から送信された電波を受信して中継局５０ａ－２へ向けて電波を送信することにより、基地局から端末局へ伝送される無線の電波を中継する。また、中継局５０ａ－１は、当該中継局５０ａ－１が収容する端末局又は中継局５０ａ－２から送信された電波を受信して基地局へ向けて電波を送信することにより、端末局から基地局へ伝送される無線の電波を中継する。
【0020】
中継局５０ａ－２は、中継局５０ａ－１から送信された電波を受信して中継局５０ａ－３へ向けて電波を送信することにより、基地局から端末局へ伝送される無線の電波を中継する。また、中継局５０ａ－２は、当該中継局５０ａ－２が収容する端末局又は中継局５０ａ－３から送信された電波を受信して中継局５０ａ－１へ向けて電波を送信することにより、端末局から基地局へ伝送される無線の電波を中継する。
【0021】
中継局５０ａ－３は、中継局５０ａ－２から送信された電波を受信して端末局へ向けて電波を送信することにより、基地局から端末局へ伝送される無線の電波を中継する。また、中継局５０ａ－３は、当該中継局５０ａ－３が収容する端末局から送信された電波を受信して中継局５０ａ－２へ向けて電波を送信することにより、端末局から基地局へ伝送される無線の電波を中継する。
【0022】
したがって、無線通信システム５ａにおける無線リンク経路（通信経路）は、基地局、中継局５０ａ－１、中継局５０ａ－２、中継局５０ａ－３という順番となる経路、又はその逆の順番となる経路である。
【0023】
ここで、中継局５０ａ－１と中継局５０ａ－２との間で送受信される電波ｒａ－１と、中継局５０ａ－２と中継局５０ａ－３との間で送受信される電波ｒａ－２とでは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１及び図２では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い実線の両矢印で表している。
【0024】
図１及び図２では、中継局５０ａ－１から中継局５０ａ－２へ向けて電波ｒａ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲のみが、アンテナ指向性範囲ｄａ－１として示されている。図１及び図２に示されるように、中継局５０ａ－２だけでなく、中継局５０ａ－３もアンテナ指向性範囲ｄａ－１の範囲内に位置している。また、前述の通り、電波ｒａ－１と電波ｒａ－２とは同一の無線周波数チャネルが用いられている。そのため、中継局５０ａ－３が中継局５０ａ－２から送信された電波ｒａ－２を受信する場合、電波ｒａ－２と電波ｒａ－１とが電波干渉する。これにより、中継局５０ａ－２から中継局５０ａ－３への通信が妨げられてしまうことがある。
【0025】
なお、ここでは電波の送信の場合について説明したが、受信の場合も同様である。例えば、中継局５０ａ－１の受信アンテナのアンテナ指向性の範囲が、図１及び図２に示されるアンテナ指向性範囲ｄａ－１であるならば、中継局５０ａ－１が中継局５０ａ－２から送信された電波ｒａ－１を受信する場合、電波ｒａ－１と電波ｒａ－２とが電波干渉する。これにより、中継局５０ａ－２から中継局５０ａ－１への通信が妨げられてしまうことがある。
【0026】
このように、中継局５０ａが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合う他の中継局５０ａ（隣接無線局）だけでなく、無線リンク経路上で隣り合わない他の中継局５０ａ（非隣接無線局）（例えば、無線リンク経路上で２つ隣の中継局５０ａ）が存在する場合において、単一の無線周波数チャネルの電波が用いられると、電波干渉が生じ、基地局と端末局との間の通信が妨げられてしまうことがある。
【0027】
以下に説明する、第１の実施形態における置局設計支援装置１は、電波干渉が生じない、又は、電波干渉の影響が小さい無線通信システムとなるように、中継局５０ａの置局設計を支援する。
【0028】
【0029】
図３に示されるように、無線通信システム５ｂは、中継局５０ｂ－１と、中継局５０ｂ－２と、中継局５０ｂ－３とを含んで構成される。また、中継局５０ｂ－１、中継局５０ｂ－２、及び中継局５０ｂ－３は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｂ－１、中継局５０ｂ－２、及び中継局５０ｂ－３は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0030】
以下、中継局５０ｂ－１、中継局５０ｂ－２、及び中継局５０ｂ－３を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｂ」ということがある。
【0031】
無線通信システム５ｂにおける無線リンク経路は、基地局、中継局５０ｂ－１、中継局５０ｂ－２、中継局５０ｂ－３という順番となる経路、又はその逆の順番となる経路である。
【0032】
ここで、中継局５０ｂ－１と中継局５０ｂ－２との間で送受信される電波ｒｂ－１と、中継局５０ｂ－２と中継局５０ｂ－３との間で送受信される電波ｒｂ－２とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図３では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い実線の両矢印で表している。
【0033】
図３では、中継局５０ｂ－１から中継局５０ｂ－２へ向けて電波ｒｂ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲（電波ｒｂ－１の放射方向）のみが、アンテナ指向性範囲ｄｂ－１として示されている。図３に示されるように、中継局５０ｂ－２はアンテナ指向性範囲ｄｂ－１の範囲内に位置しているが、中継局５０ｂ－３はアンテナ指向性範囲ｄｂ－１の範囲外に位置している。そのため、電波ｒｂ－１と電波ｒｂ－２とは同一の無線周波数チャネルが用いられているものの、中継局５０ｂ－３が中継局５０ｂ－２から送信された電波ｒｂ－２を受信する場合に、電波ｒｂ－２と電波ｒｂ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｂ－２から中継局５０ｂ－３への通信が正常に行われる。
【0034】
なお、ここでは電波の送信の場合について説明したが、受信の場合も同様である。例えば、中継局５０ｂ－１の受信アンテナのアンテナ指向性の範囲が、図３に示されるアンテナ指向性範囲ｄｂ－１であるならば、中継局５０ｂ－１が中継局５０ｂ－２から送信された電波ｒｂ－１を受信する場合に、電波ｒｂ－１と電波ｒｂ－２とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｂ－２から中継局５０ｂ－１への通信が正常に行われる。
【0035】
このように、第１の実施形態における置局設計支援装置１は、中継局５０ｂが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合う他の中継局５０ｂ以外の、無線リンク経路上で隣り合わない他の中継局５０ｂ（例えば、無線リンク経路上で２つ隣の中継局５０ｂ）が存在することのないように、置局設計を行う。これにより、無線リンク経路において単一の無線周波数チャネルの電波が用いられる場合であっても、電波干渉が生じることなく、基地局と端末局との間の通信が正常に行われる。
【0036】
［置局設計支援装置の機能構成］
図４は、本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１の機能構成を示すブロック図である。置局設計支援装置１は、例えば汎用コンピュータ等の情報処理装置である。
図４は、本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１の機能構成を示すブロック図である。置局設計支援装置１は、例えば汎用コンピュータ等の情報処理装置である。
【0037】
図４に示されるように、置局設計支援装置１は、制御部１００と、記憶部１０１と、操作入力部１０２と、出力部１０３と、設計範囲指定部１０４と、端末局位置特定部１０５と、設備情報取得部１０６と、中継局位置選定部１０７と、電波干渉評価部１０８とを含んで構成される。
【0038】
制御部１００は、置局設計支援装置１が備える上記の各機能部の動作を制御する。制御部１００は、例えば、記憶部１０１が記憶するプログラムを読み出して実行することにより、上記の各機能部を備える装置として置局設計支援装置１を機能させる。制御部１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。
【0039】
記憶部１０１は、各種のデータ及びプログラム等を記憶する。記憶部１０１は、例えば、地図データ、置局設計の結果データ、及び置局設計の処理において用いられる一時データ等を記憶する。また、記憶部１０１は、例えば、基地局、中継局、及び端末局がそれぞれ備えるアンテナの性能を示す情報等を記憶する。ここでいうアンテナの性能とは、例えば、出力、通信可能距離、指向性、及び受信性能等のアンテナ特性である。また、記憶部１０１は、例えば、基地局の位置を示す情報を記憶する。なお、記憶部１０１は、端末局の位置を示す情報を記憶していてもよい。
【0040】
記憶部１０１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶媒体、又はこれらの記憶媒体の任意の組み合わせを含んで構成される。
【0041】
操作入力部１０２は、ユーザによる操作入力を受け付ける。操作入力部１０２は、例えば、入力ボタン、キーボード、及びマウス等を含んで構成される。
【0042】
出力部１０３は、各種の情報を出力する。出力部１０３は、例えば置局設計の結果データ等を表示する。置局設計の結果データとは、例えば、選定された無線リンク経路、及び中継局の設置候補位置を示すデータである。出力部１０３は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の画像表示装置を含んで構成される。なお、出力部１０３は、外部の装置へ各種の情報を出力する通信インターフェースであってもよい。
【0043】
なお、操作入力部１０２と出力部１０３とは、例えばタッチパネル等の入力機能と出力機能とが一体化された部材であってもよい。
【0044】
設計範囲指定部１０４は、例えば記憶部１０１から地図データを読み出す。設計範囲指定部１０４は、読み出された地図データにおいて、例えば、操作入力部１０２が置局設計支援装置１のユーザの操作を受けて出力する設計範囲を示す情報に基づいて、例えば矩形形状の範囲を選択する。設計範囲指定部１０４は、選択された範囲を設計対象エリアとして指定する。
【0045】
端末局位置特定部１０５は、設計対象エリア内の地図データから、建物の位置及び輪郭（又は壁面）を示す情報を建物ごとに抽出する。端末局位置特定部１０５は、抽出された情報に基づいて、例えば建物の壁面の位置（すなわち、端末局の設置候補位置）を特定する。置局設計支援装置１は、特定された壁面の位置を、端末局の設置位置と見なして後段の処理を行う。なお、端末局の設置位置を示す情報が入手可能である場合には、端末局位置特定部１０５は、当該情報を用いて端末局の設置位置を特定してもよい。
【0046】
設備情報取得部１０６は、例えば外部の装置等から設備情報を取得する。ここでいう設備情報とは、中継局５０ｂの設置候補位置となる設備（例えば電柱）の位置を示す情報を含む情報である。
【0047】
中継局位置選定部１０７は、中継局５０ｂの全ての設置候補位置の中から、無線リンク経路として評価対象とする中継局５０ｂの設置候補位置を選定する。例えば、中継局位置選定部１０７は、端末局の設置位置と、電柱の位置と、端末局と中継局５０ｂとの通信可能距離等とに基づいて、中継局５０ｂを設置する少なくもとも１つの電柱を選択する。例えば、中継局位置選定部１０７は、設計対象エリア内の全ての端末局の設置位置をより少ない個数の中継局５０ｂによってカバーできるように、中継局５０ｂを設置する電柱を選択する。
【0048】
電波干渉評価部１０８は、基地局の位置と、中継局位置選定部１０７によって選定された中継局５０ｂの設置候補位置とに基づいて、無線リンク経路を特定する。電波干渉評価部１０８は、特定された無線リンク経路が、所定の条件を満たしているか否かを判定する。ここでいう所定の条件とは、各中継局５０ｂが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合っていない他の中継局５０ｂの設置位置が含まれていないという条件である。
【0049】
制御部１００は、電波干渉評価部１０８によって所定の条件が見たされていると判定された場合、無線リンク経路となる中継局５０ｂの設置位置を示す情報を出力させるように出力部１０３を制御する。
【0050】
一方、制御部１００は、電波干渉評価部１０８によって所定の条件が見たされていないと判定された場合、中継局５０ｂの設置候補位置を再選定させるように中継局位置選定部１０７を制御する。また、制御部１００は、選定可能な中継局５０ｂの設置候補位置が他に存在しない場合、例えば、無線リンク経路において所定の条件を満たさない箇所を示す情報を出力させるように出力部１０３を制御する。なお、制御部１００は、所定の条件を満たす無線リンク経路が存在しないことを示す情報を出力させるように出力部１０３を制御してもよい。
【0051】
［置局設計支援装置の動作］
以下、置局設計支援装置１の動作の一例について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１の動作を示すフローチャートである。本フローチャートが示す置局設計支援装置１の動作は、例えば、置局設計支援装置１のユーザの操作を受けて、操作入力部１０２から置局設計の開始指示が出力された際に開始される。
以下、置局設計支援装置１の動作の一例について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１の動作を示すフローチャートである。本フローチャートが示す置局設計支援装置１の動作は、例えば、置局設計支援装置１のユーザの操作を受けて、操作入力部１０２から置局設計の開始指示が出力された際に開始される。
【0052】
設計範囲指定部１０４は、地図データを読み出し、操作入力部１０２から出力された設計範囲を示す情報に基づいて、例えば矩形形状の範囲を選択する。設計範囲指定部１０４は、選択された範囲を設計対象エリアとして指定する（ステップＳ１０１）。
【0053】
端末局位置特定部１０５は、設計対象エリア内の地図データから、建物の位置及び輪郭（又は壁面）を示す情報を建物ごとに抽出する。端末局位置特定部１０５は、抽出された情報に基づいて建物の壁面の位置を特定し、端末局の設置位置を特定する（ステップＳ１０２）。なお、ここでいう端末局の設置位置の特定とは、端末局の設置位置と見なす位置を決定することであってもよい。
【0054】
設備情報取得部１０６は、例えば外部の装置等から、中継局５０ｂの設置候補位置を選定するための設備情報を取得する（ステップＳ１０３）。
【0055】
中継局位置選定部１０７は、端末局の設置位置と、設備情報と、端末局と中継局５０ｂとの通信可能距離等とに基づいて、中継局５０ｂの少なくとも１つの設置候補位置を選定する（ステップＳ１０４）。
【0056】
電波干渉評価部１０８は、基地局の位置と、中継局位置選定部１０７によって選定された中継局５０ｂの設置候補位置とに基づいて、無線リンク経路を特定する。電波干渉評価部１０８は、特定された無線リンク経路に含まれる各中継局５０ｂが、所定の条件を満たしているか否かを順に判定する（ステップＳ１０５）。なお前述の通り、所定の条件とは、各中継局５０ｂが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合っていない他の中継局５０ｂの設置候補位置が含まれていないという条件である。
【0057】
無線リンク経路に含まれる中継局５０ｂが所定の条件を満たしている場合（ステップＳ１０６・Ｙｅｓ）、電波干渉評価部１０８は、無線リンク経路に含まれる次の中継局５０ｂについて、所定の条件を満たしているか否かの判定を行う（ステップＳ１０６）。
【0058】
一方、無線リンク経路に含まれる中継局５０ｂが、所定の条件を満たしていない場合（ステップＳ１０６・Ｎｏ）、中継局位置選定部１０７は、選定可能な中継局５０ｂの設置候補位置が他にあるか否かを確認する（ステップＳ１０７）。
【0059】
選定可能な中継局５０ｂの設置候補位置が他にある場合（ステップＳ１０７・Ｙｅｓ）、中継局位置選定部１０７は、中継局５０ｂの他の設置候補位置を再選定する（ステップＳ１０８）。電波干渉評価部１０８は、設置候補位置が再選定された中継局５０ｂについて、所定の条件を満たしているか否かの判定を行う（ステップＳ１０６）。
【0060】
一方、選定可能な中継局５０ｂの設置候補位置が他にない場合（ステップＳ１０７・Ｎｏ）、制御部１００は、無線リンク経路において所定の条件を満たさない箇所を示す情報を出力させるように出力部１０３を制御する（ステップＳ１０９）。
【0061】
一方、無線リンク経路の全ての中継局５０ｂが所定の条件を満たしている場合（ステップＳ１０５・Ｙｅｓ）、制御部１００は、無線リンク経路となる中継局５０ｂの設置候補位置を示す情報を出力させるように出力部１０３を制御する（ステップＳ１１０）。以上で図５のフローチャートが示す置局設計支援装置１の動作が終了する。
【0062】
置局設計支援装置１が上記のように置局設計を行うことにより、全ての中継局において上記の所定の条件が満たされる無線リンク経路が、複数導出されることがある。この場合、置局設計支援装置１は、複数導出された無線リンク経路の中から、スループットが最大となる無線リンク経路をさらに選定するようにしてもよい。あるいは、置局設計支援装置１は、複数導出された無線リンク経路の中から、通信遅延が最小となる無線リンク経路をさらに選定するようにしてもよい。これにより、置局設計支援装置１は、電波干渉を回避しつつ、スループットを最大化又は通信遅延を最小化させる無線リンク経路を特定することができる。なお、導出された無線リンク経路におけるスループット又は通信遅延を推定する方法については、任意の従来技術を用いることができる。
【0063】
ここまで、中継局の個数が３つである場合について説明したが、４つ以上であっても同様に電波干渉の回避が可能である。以下、一例として、中継局が４つである場合について説明する。
【0064】
【0065】
図６に示されるように、無線通信システム５ｃは、中継局５０ｃ－１と、中継局５０ｃ－２と、中継局５０ｃ－３と、中継局５０ｃ－４とを含んで構成される。また、中継局５０ｃ－１、中継局５０ｃ－２、中継局５０ｃ－３、及び中継局５０ｃ－４は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｃ－１、中継局５０ｃ－２、中継局５０ｃ－３、及び中継局５０ｃ－４は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0066】
以下、中継局５０ｃ－１、中継局５０ｃ－２、中継局５０ｃ－３、及び中継局５０ｃ－４を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｃ」ということがある。
【0067】
無線通信システム５ｃにおける無線リンク経路は、中継局５０ｃ－１、中継局５０ｃ－２、中継局５０ｃ－３、中継局５０ｃ－４という順番となる経路、又はその逆の順番となる経路である。
【0068】
ここで、中継局５０ｃ－１と中継局５０ｃ－２との間で送受信される電波ｒｃ－１と、中継局５０ｃ－２と中継局５０ｃ－３との間で送受信される電波ｒｃ－２と、中継局５０ｃ－３と中継局５０ｃ－４との間で送受信される電波ｒｃ－３とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図６では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い実線の両矢印で表している。
【0069】
図６では、中継局５０ｃ－１から中継局５０ｃ－２へ向けて電波ｒｃ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲のみが、アンテナ指向性範囲ｄｃ－１として示されている。図６に示されるように、中継局５０ｃ－２はアンテナ指向性範囲ｄｃ－１の範囲内に位置しているが、中継局５０ｃ－３及び中継局５０ｃ－４はアンテナ指向性範囲ｄｃ－１の範囲外に位置している。
【0070】
そのため、電波ｒｃ－１と電波ｒｃ－２とは同一の無線周波数チャネルが用いられているものの、中継局５０ｃ－３が中継局５０ｃ－２から送信された電波ｒｃ－２を受信する場合に、電波ｒｃ－２と電波ｒｃ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｃ－２から中継局５０ｃ－３への通信が正常に行われる。また同様に、電波ｒｃ－１と電波ｒｃ－３とは同一の無線周波数チャネルが用いられているものの、中継局５０ｃ－４が中継局５０ｃ－３から送信された電波ｒｃ－３を受信する場合に、電波ｒｃ－３と電波ｒｃ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｃ－３から中継局５０ｃ－４への通信が正常に行われる。
【0071】
本実施形態における置局設計支援装置１は、例えば図６に示されるように、中継局５０ｃの各アンテナのアンテナ指向性の範囲に無線リンク経路上で隣り合っていない他の中継局５０ｃが互いに含まれないように、各中継局５０ｃの置局設計を行う。これにより、無線リンク経路上で単一の無線周波数チャネルが用いられる場合であっても、電波干渉の発生の防止又は低減が可能になる。
【0072】
【0073】
【0074】
図７に示されるように、無線通信システム５ｄは、中継局５０ｄ－１と、中継局５０ｄ－２と、中継局５０ｄ－３と、中継局５０ｄ－４とを含んで構成される。また、中継局５０ｄ－１、中継局５０ｄ－２、中継局５０ｄ－３、及び中継局５０ｄ－４は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｄ－１、中継局５０ｄ－２、中継局５０ｄ－３、及び中継局５０ｄ－４は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
以下、中継局５０ｄ－１、中継局５０ｄ－２、中継局５０ｄ－３、及び中継局５０ｄ－４を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｄ」ということがある。
以下、中継局５０ｄ－１、中継局５０ｄ－２、中継局５０ｄ－３、及び中継局５０ｄ－４を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｄ」ということがある。
【0075】
図７において、実線の小さな円は電柱（すなわち、中継局５０ｄの設置候補位置）を示す。また、破線の４つの円は、各中継局５０ｄがそれぞれ端末局と通信可能な範囲を表している。破線の４つの円の中心に位置する電柱に、中継局５０ｄがそれぞれ設置されている。図示されるように、この４つの円からなる範囲は、図７に示される地図データ内の全ての建物の少なくとも１つの壁面の位置（すなわち、端末局の設置位置）をカバーしている。このように、設計対象エリアの全ての端末局が４つの中継局５０ｄのいずれかに収容可能であるように、中継局５０ｄが配置されている。
【0076】
図７のように置局設計された無線通信システム５ｄにおいて、中継局５０ｄ－１から中継局５０ｄ－２への方向と、中継局５０ｄ－２から中継局５０ｄ－３への方向との間の角度は、６６度である。また、中継局５０ｄ－２から中継局５０ｄ－３への方向と、中継局５０ｄ－３から中継局５０ｄ－４への方向との間の角度は、７０度である。
【0077】
また、中継局５０ｄ－１から中継局５０ｄ－２への方向と、中継局５０ｄ－１から中継局５０ｄ－３への方向との間の角度は、３１度である。また、中継局５０ｄ－２から中継局５０ｄ－３への方向と、中継局５０ｄ－２から中継局５０ｄ－４への方向との間の角度は、３５度である。また、中継局５０ｄ－３から中継局５０ｄ－２への方向と、中継局５０ｄ－３から中継局５０ｄ－１への方向との間の角度は、３４度である。また、中継局５０ｄ－４から中継局５０ｄ－３への方向と、中継局５０ｄ－４から中継局５０ｄ－２への方向との間の角度は、３３度である。
【0078】
これらの角度が、いずれも各中継局５０ｄで用いられるアンテナのアンテナパターンの半値幅θＢＷ以上であるならば、各中継局５０ｄは、無線リンク経路上で隣り合っていない他の中継局５０ｄから送出される電波による電波干渉を回避することができる。半値幅θＢＷの詳細については、後述される。
【0079】
なお、図５に示されるフローチャートが示す置局設計支援装置１のステップＳ１０１の動作は、置局設計の対象とする設計対象エリアを指定する動作であるが、これは例えば、図７に示される地図データの範囲を指定する動作に相当する。また、ステップＳ１０３の動作は、設備情報を取得する動作であるが、これは例えば、電柱等の設備の位置を示す設備情報を取得して、図７に示される地図データ上に（実線の小さな円で）プロットする動作に相当する。
【0080】
なお、図７に示されるように、実際には道路に沿って多数の電柱が存在する。そのため、図５に示されるフローチャートが示す置局設計支援装置１のステップＳ１０４の動作において、中継局５０ｄの設置候補位置を絞り込むための制約条件が加えられていることが望ましい。
【0081】
ここでいう制約条件とは、例えば、建物が密集する集落の位置を考慮して、中継局５０ｄの設置候補位置を選定することである。すなわち、制約条件とは、図７において破線の円で示される中継局５０ｄのカバーエリア内により多くの建物が含まれるように（すなわち、より多くの端末局が収容されるように）中継局５０ｄの設置候補位置を選定することである。これは言い換えると、より多くの端末局から通信可能な位置を中継局５０ｄの設置候補位置として選定することに等しいと言える。
【0082】
置局設計支援装置１は、このような条件を満たす円の中心近くに存在する電柱の位置を、中継局５０ｄの設置候補位置として選定するようにしてもよい。このように選定された中継局５０ｄの設置候補位置は、凡そ各集落の中心に近い位置となる。
【0083】
なお、図７に示される実在のルーラルエリアに対する置局設計の結果例は、上記の制約条件に基づいて中継局５０ｄ－２及び中継局５０ｄ－３の設置候補位置の絞り込みを行い、置局設計がなされたものである。
【0084】
前述の通り、本実施形態における置局設計支援装置１は、中継局５０ｄが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合わない他の中継局５０ｄが存在することのないように置局設計を行う。ここでいうアンテナ指向性の範囲内とは、例えば、用いられる指向性アンテナでのアンテナパターンにおいて利得が３［ｄＢ］低下する半値角となる角度以内であることである。例えば半値角が１０度の指向性アンテナの場合、アンテナ指向性の範囲内とは、自局から無線リンク経路上で隣り合う中継局５０ｄへの方向に対して、その半値角である１０度以内の方向に納まる範囲である。
【0085】
以下、本実施形態の中継局間の無線通信において用いられる指向性アンテナの一例について説明する。
【0086】
図８は、本発明の第１の実施形態の中継局において用いられる指向性アンテナのアンテナパターンの一例を示す図である。ここでは、指向性アンテナの一例として、ＲＡＤＷＩＮ社製の４．９［ＧＨｚ］帯無線の１０度の指向性アンテナを挙げる。図８には、当該指向性アンテナの水平方向のアンテナパターンが示されている。
【0087】
図８に示されるように、この指向性アンテナの水平方向のアンテナパターンでは、正面方向（０度）から±２０度を境として利得差が１６［ｄＢ］を超える。また、図８に示されるように、この指向性アンテナの水平方向のアンテナパターンでは、正面方向（０度）のピーク利得から－３［ｄＢ］となる半値幅（半値角）θＢＷは、正面方向（０度）から±５度（１０度）となっている。なお、図８においては、半値幅（半値角）θＢＷ以内の範囲は、網掛けで示された範囲である。
【0088】
前述の通り、図７のように置局設計された無線通信システム５ｄにおいて、中継局５０ｄ－１から中継局５０ｄ－２への方向と、中継局５０ｄ－２から中継局５０ｄ－３への方向との間の角度は、６６度である。また、中継局５０ｄ－２から中継局５０ｄ－３への方向と、中継局５０ｄ－３から中継局５０ｄ－４への方向との間の角度は、７０度である。図８に示される指向性アンテナのアンテナパターンでは、正面方向（０度）から６６度及び７０度の角度の場合、利得差は２６［ｄＢ］及び３４［ｄＢ］である。
【0089】
本実施形態における置局設計支援装置１によれば、マルチホップ無線通信を実現する無線通信システムの置局設計において、中継局で電波の送受信方向が変わる際に利得差が所定値以上となるような位置に中継局が配置される。すなわち、利得差が所定値未満となることがないように各中継局が配置される。これにより、電波干渉の防止又は低減がなされる。
【0090】
次に、本実施形態における、中継局と端末局との間の無線通信において中継局側で用いられるアンテナの一例について説明する。本実施形態では、端末局との無線通信において、中継局側アンテナとして、無指向性のアンテナ（オムニアンテナ）が用いられる。
【0091】
図９は、本発明の第１の実施形態の中継局において用いられる無指向性アンテナのアンテナパターンの一例を示す図である。ここでは、無指向性アンテナの一例として、ＬｉｇｏＷａｖｅ社の４．９［ＧＨｚ］帯屋外用無線ブリッジに用いられる７［ｄＢｉ］Ｏｍｎｉアンテナを挙げる。図９には、当該無指向性アンテナの水平方向のアンテナパターンが示されている。
【0092】
このような無指向性アンテナが、中継局と端末局との間の無線通信において中継局側で用いられることで、当該中継局を中心とした同心円の範囲内に存在する端末局が、当該中継局によって収容される。但し、図８に示されるような指向性アンテナのアンテナ指向性における正面方向の利得と比較して、無指向性アンテナの利得は低い値である。例えば、図８に示される指向性アンテナの正面方向の利得は２３［ｄＢｉ］であるのに対し、図９に示される無指向性アンテナの利得は７［ｄＢｉ］である。
【0093】
しかしながら、無指向性アンテナは、いずれの方向に対しても、ほぼ同程度の利得となるため、端末局を収容する中継局の収容範囲の水平方向の形状は円形となる。そのため、無指向性アンテナは、中継局の周囲の複数の建物の壁面に設置された端末局を当該中継局によりまんべんなく収容する場合に適したアンテナといえる。
【0094】
なお、中継局間のマルチホップ無線通信に用いられる電波の無線周波数チャネルと、中継局と端末局との間の無線通信に用いられる電波の無線周波数チャネルとにおいて、異なる無線周波数チャネルが用いられることで、両者の無線通信における電波干渉の発生を回避することができる。
【0095】
以上説明したように、第１の実施形態では、無線リンク経路において単一の無線周波数チャネルが用いられる無線通信システムの置局設計を支援する置局設計支援装置１について説明した。置局設計支援装置１は、中継局が備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合わない他の中継局が存在することのないように置局設計を行う。このような構成を備えることにより、第１の実施形態における置局設計支援装置１は、中継局間で用いられる無線周波数チャネルの個数を増大させることなくマルチホップ無線通信を可能にする置局設計を支援することができる。
【0096】
（第１の実施形態の変形例１）
以下、本発明の第１の実施形態の変形例１について説明する。
以下、本発明の第１の実施形態の変形例１について説明する。
【0097】
前述の第１の実施形態では、無線リンク経路において単一の無線周波数チャネルが用いられる場合について説明した。以下に説明する第１の実施形態の変形例１では、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる無線通信システムの置局設計を支援する置局設計支援装置について説明する。なお、ここでは一例として２つの無線周波数チャネルが用いられる構成について説明するが、これに限られるものではなく、３つ以上の無線周波数チャネルが交互に用いられる構成であってもよい。
【0098】
なお、第１の実施形態の変形例１における置局設計支援装置の機能構成を示すブロック図は、図４に示される第１の実施形態における置局設計支援装置１の機能構成を示すブロック図と同様であるため、以下、各機能部に同一の符号を付して説明する。
【0099】
図１０及び図１１は、マルチホップ無線通信を行う無線通信システム５ｅの構成例を示す図である。図１０は地面と水平の方向から見た無線通信システム５ｅを表しており、図１１は上空から見た無線通信システム５ｅを表している。
【0100】
図１０及び図１１に示されるように、無線通信システム５ｅは、中継局５０ｅ－１と、中継局５０ｅ－２と、中継局５０ｅ－３と、中継局５０ｅ－４とを含んで構成される。また、中継局５０ｅ－１、中継局５０ｅ－２、中継局５０ｅ－３、及び中継局５０ｅ－４は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｅ－１、中継局５０ｅ－２、中継局５０ｅ－３、及び中継局５０ｅ－４は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0101】
以下、中継局５０ｅ－１、中継局５０ｅ－２、中継局５０ｅ－３、及び中継局５０ｅ－４を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｅ」ということがある。
【0102】
中継局５０ｅ－１は、基地局から送信された電波を受信して中継局５０ｅ－２へ向けて電波を送信することにより、基地局から端末局へ伝送される無線の電波を中継する。また、中継局５０ｅ－１は、当該中継局５０ｅ－１が収容する端末局又は中継局５０ｅ－２から送信された電波を受信して基地局へ向けて電波を送信することにより、端末局から基地局へ伝送される無線の電波を中継する。
【0103】
中継局５０ｅ－２は、中継局５０ｅ－１から送信された電波を受信して中継局５０ｅ－３へ向けて電波を送信することにより、基地局から端末局へ伝送される無線の電波を中継する。また、中継局５０ｅ－２は、当該中継局５０ｅ－２が収容する端末局又は中継局５０ｅ－３から送信された電波を受信して中継局５０ｅ－１へ向けて電波を送信することにより、端末局から基地局へ伝送される無線の電波を中継する。
【0104】
中継局５０ｅ－３は、中継局５０ｅ－２から送信された電波を受信して中継局５０ｅ－４へ向けて電波を送信することにより、基地局から端末局へ伝送される無線の電波を中継する。また、中継局５０ｅ－３は、当該中継局５０ｅ－３が収容する端末局又は中継局５０ｅ－４から送信された電波を受信して中継局５０ｅ－２へ向けて電波を送信することにより、端末局から基地局へ伝送される無線の電波を中継する。
【0105】
中継局５０ａ－４は、中継局５０ａ－３から送信された電波を受信して端末局へ向けて電波を送信することにより、基地局から端末局へ伝送される無線の電波を中継する。また、中継局５０ａ－４は、当該中継局５０ａ－４が収容する端末局から送信された電波を受信して中継局５０ａ－３へ向けて電波を送信することにより、端末局から基地局へ伝送される無線の電波を中継する。
【0106】
したがって、無線通信システム５ｅにおける無線リンク経路は、基地局、中継局５０ｅ－１、中継局５０ｅ－２、中継局５０ｅ－３、中継局５０ｅ－４という順番となる経路、又はその逆の順番となる経路である。
【0107】
前述の通り、本変形例における無線通信システム５ｅでは、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる。すなわち、中継局５０ｅ－１と中継局５０ｅ－２との間で送受信される電波ｒｅ－１と、中継局５０ｅ－３と中継局５０ｅ－４との間で送受信される電波ｒｅ－３とでは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１０及び図１１では、この同一の無線周波数チャネル（電波ｒｅ－１及び電波ｒｅ－３）を、同一の太い実線の両矢印で表している。一方、中継局５０ｅ－２と中継局５０ｅ－３との間で送受信される電波ｒｅ－２と、電波ｒｅ－１及び電波ｒｅ－３とでは、異なる無線周波数チャネルが用いられる。図１０及び図１１では、この異なる無線周波数チャネル（電波ｒｅ－２のみ）を、太い破線の両矢印で表している。
【0108】
図１０及び図１１では、中継局５０ｅ－１から中継局５０ｅ－２へ向けて電波ｒｅ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲のみが、アンテナ指向性範囲ｄｅ－１として示されている。図１０及び図１１に示されるように、中継局５０ｅ－２だけでなく、中継局５０ｅ－３及び中継局５０ｅ－４もアンテナ指向性範囲ｄｅ－１の範囲内に位置している。
【0109】
前述の通り、電波ｒｅ－１と電波ｒｅ－２とは異なる無線周波数チャネルが用いられている。そのため、中継局５０ｅ－３が中継局５０ｅ－２から送信された電波ｒｅ－２を受信する場合、電波ｒｅ－２と電波ｒｅ－１とでは電波干渉が生じない。これにより、中継局５０ｅ－２から中継局５０ｅ－３への通信が妨げられることがない。
【0110】
一方、前述の通り、電波ｒｅ－１と電波ｒｅ－３とは同一の無線周波数チャネルが用いられている。そのため、中継局５０ｅ－４が中継局５０ｅ－３から送信された電波ｒｅ－３を受信する場合、電波ｒｅ－３と電波ｒｅ－１とが電波干渉する。これにより、中継局５０ｅ－３から中継局５０ｅ－４への通信が妨げられてしまうことがある。
【0111】
図１０及び図１１に示される例のように、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる無線通信システム５ｅであっても、無線リンク経路上で隣り合う中継局５０ｅに向けられたアンテナのアンテナ指向性範囲ｄｅ－１内に、（例えば３つ隣の）他の中継局５０ｅが存在するような中継局５０ｅの配置であるならば、電波干渉が生じうる。
【0112】
なお、ここでは電波の送信の場合について説明したが、受信の場合も同様である。例えば、中継局５０ｅ－１の受信アンテナのアンテナ指向性の範囲が、図１０及び図１１に示されるアンテナ指向性範囲ｄｅ－１であるならば、中継局５０ｅ－１が中継局５０ｅ－２から送信された電波ｒｅ－１を受信する場合、電波ｒｅ－１と電波ｒｅ－３とが電波干渉する。これにより、中継局５０ｅ－２から中継局５０ｅ－１への通信が妨げられてしまうことがある。
【0113】
このように、中継局５０ｅが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合う他の中継局５０ｅだけでなく、無線リンク経路上で隣り合わない他の中継局５０ｅ（例えば、無線リンク経路上で３つ隣の中継局５０ｅ）が存在する場合において、同一の無線周波数チャネルの電波が用いられると、電波干渉が生じ、基地局と端末局との間の通信が妨げられてしまうことがある。
【0114】
以下に説明する、第１の実施形態の変形例１における置局設計支援装置１は、電波干渉が生じない、又は、電波干渉の影響が小さい無線通信システムとなるように、中継局５０ｆの置局設計を支援する。
【0115】
【0116】
図１２に示されるように、無線通信システム５ｆは、中継局５０ｆ－１と、中継局５０ｆ－２と、中継局５０ｆ－３と、中継局５０ｆ－４とを含んで構成される。また、中継局５０ｆ－１、中継局５０ｆ－２、中継局５０ｆ－３、及び中継局５０ｆ－４は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｆ－１、中継局５０ｆ－２、中継局５０ｆ－３、及び中継局５０ｆ－４は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
以下、中継局５０ｆ－１、中継局５０ｆ－２、中継局５０ｆ－３、及び中継局５０ｆ－４を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｆ」ということがある。
以下、中継局５０ｆ－１、中継局５０ｆ－２、中継局５０ｆ－３、及び中継局５０ｆ－４を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｆ」ということがある。
【0117】
無線通信システム５ｆにおける無線リンク経路は、基地局、中継局５０ｆ－１、中継局５０ｆ－２、中継局５０ｆ－３、中継局５０ｆ－４という順番となる経路、又はその逆の順番となる経路である。
【0118】
ここで、中継局５０ｆ－１と中継局５０ｆ－２との間で送受信される電波ｒｆ－１と、中継局５０ｆ－３と中継局５０ｆ－４との間で送受信される電波ｒｆ－３とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１２では、この同一の無線周波数チャネル（電波ｒｆ－１及び電波ｒｆ－３）を、同一の太い実線の両矢印で表している。一方、中継局５０ｆ－２と中継局５０ｆ－３との間で送受信される電波ｒｆ－２と、電波ｒｆ－１及び電波ｒｆ－３とは、異なる無線周波数チャネルが用いられる。図１２では、この異なる無線周波数チャネル（電波ｒｆ－２のみ）を、太い破線の両矢印で表している。
【0119】
図１２では、中継局５０ｆ－１から中継局５０ｆ－２へ向けて電波ｒｆ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲のみが、アンテナ指向性範囲ｄｆ－１として示されている。図１２に示されるように、中継局５０ｆ－２及び中継局５０ｆ－３はアンテナ指向性範囲ｄｆ－１の範囲内に位置しているが、中継局５０ｆ－４はアンテナ指向性範囲ｄｆ－１の範囲外に位置している。そのため、電波ｒｆ－１と電波ｒｆ－３とは同一の無線周波数チャネルが用いられているものの、中継局５０ｆ－４が中継局５０ｆ－３から送信された電波ｒｆ－３を受信する場合に、電波ｒｆ－３と電波ｒｆ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｆ－３から中継局５０ｆ－４への通信が正常に行われる。
【0120】
また、図１２に示されるように、中継局５０ｆ－２及び中継局５０ｆ－３は、共にアンテナ指向性範囲ｄｆ－１の範囲内に位置しているが、電波ｒｆ－１と電波ｒｆ－２とでは異なる無線周波数チャネルが用いられているため、中継局５０ｆ－３が中継局５０ｆ－２から送信された電波ｒｆ－２を受信する場合に、電波ｒｆ－２と電波ｒｆ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｆ－２から中継局５０ｆ－３への通信も正常に行われる。
【0121】
なお、ここでは電波の送信の場合について説明したが、受信の場合も同様である。例えば、中継局５０ｆ－１の受信アンテナのアンテナ指向性の範囲が、図１２に示されるアンテナ指向性範囲ｄｆ－１であるならば、中継局５０ｆ－１が中継局５０ｆ－２から送信された電波ｒｆ－１を受信する場合に、電波ｒｆ－１と電波ｒｆ－３とが電波干渉しない。さらに、電波ｒｆ－１と電波ｒｆ－２とでは、異なる無線周波数チャネルが用いられているため、電波ｒｆ－１と電波ｒｆ－２とが電波干渉することもない。これにより、中継局５０ｆ－２から中継局５０ｆ－１への通信が正常に行われる。
【0122】
このように、第１の実施形態の変形例１における置局設計支援装置１は、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる無線通信システムの置局設計を支援する。本変形例における置局設計支援装置１は、中継局５０ｆが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で３つ隣り以上の他の中継局５０ｆ（例えば、無線リンク経路上で３つ隣，５つ隣，７つ隣・・・の他の中継局５０ｆ）が存在することのないように、置局設計を行う。これにより、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルの電波が交互に用いられる場合であっても、電波干渉が生じることなく、基地局と端末局との間の通信が正常に行われる。
【0123】
なお、本変形例では、無線リンク経路上で２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる場合について説明したが、無線リンク経路上で３つ以上の無線周波数チャネルが交互に用いられる場合であっても同様である。
【0124】
このように、置局設計支援装置１は、各中継局のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、同一の無線周波数チャネルを用いる複数の他の中継局が含まれないように各中継局を配置する置局設計を行う。
【0125】
次に、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる無線通信システムの他の構成例について説明する。
【0126】
【0127】
図１３に示されるように、無線通信システム５ｇは、中継局５０ｇ－１と、中継局５０ｇ－２と、中継局５０ｇ－３と、中継局５０ｇ－４と、中継局５０ｇ－５と、中継局５０ｇ－６とを含んで構成される。また、中継局５０ｇ－１、中継局５０ｇ－２、中継局５０ｇ－３、中継局５０ｇ－４、中継局５０ｇ－５、及び中継局５０ｇ－６は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｇ－１、中継局５０ｇ－２、中継局５０ｇ－３、中継局５０ｇ－４、中継局５０ｇ－５、及び中継局５０ｇ－６は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0128】
以下、中継局５０ｇ－１、中継局５０ｇ－２、中継局５０ｇ－３、中継局５０ｇ－４、中継局５０ｇ－５、及び中継局５０ｇ－６を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｇ」ということがある。
【0129】
ここで、中継局５０ｇ－１と中継局５０ｇ－２との間で送受信される電波ｒｇ－１と、中継局５０ｇ－３と中継局５０ｇ－４との間で送受信される電波ｒｇ－３と、中継局５０ｇ－５と中継局５０ｇ－６との間で送受信される電波ｒｇ－５とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１３では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い実線の両矢印で表している。一方、中継局５０ｇ－２と中継局５０ｇ－３との間で送受信される電波ｒｇ－２と、中継局５０ｇ－１と中継局５０ｇ－６との間で送受信される電波ｒｇ－６とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１３では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い破線の両矢印で表している。電波ｒｇ－１、電波ｒｇ－３及び電波ｒｇ－５と、電波ｒｇ－２及び電波ｒｇ－６とは、互いに異なる無線周波数チャネルが用いられる。
【0130】
図１３では、中継局５０ｇ－１から中継局５０ｇ－２へ向けて電波ｒｇ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲のみが、アンテナ指向性範囲ｄｇ－１として示されている。図１３に示されるように、中継局５０ｇ－２及び中継局５０ｇ－３はアンテナ指向性範囲ｄｇ－１の範囲内に位置しているが、中継局５０ｇ－４はアンテナ指向性範囲ｄｇ－１の範囲外に位置している。そのため、電波ｒｇ－１と電波ｒｇ－３とは同一の無線周波数チャネルが用いられているものの、中継局５０ｇ－４が中継局５０ｇ－３から送信された電波ｒｇ－３を受信する場合に、電波ｒｇ－３と電波ｒｇ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｇ－３から中継局５０ｇ－４への通信が正常に行われる。
【0131】
また、図１３に示されるように、中継局５０ｇ－２及び中継局５０ｇ－３は、共にアンテナ指向性範囲ｄｇ－１の範囲内に位置しているが、電波ｒｇ－１と電波ｒｇ－２とでは異なる無線周波数チャネルが用いるため、中継局５０ｇ－３が中継局５０ｇ－２から送信された電波ｒｇ－２を受信する場合に、電波ｒｇ－２と電波ｒｇ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｇ－２から中継局５０ｇ－３への通信も正常に行われる。
【0132】
また、図１３に示されるように、本変形例における置局設計支援装置１は、中継局５０ｇ－１、中継局５０ｇ－５、及び中継局５０ｇ－６をつなぐ無線リンク経路を設計する際に、最短経路となる中継局５０ｇ－１、中継局５０ｇ－５、中継局５０ｇ－６の順番でつなぐのではなく、中継局５０ｇ－１、中継局５０ｇ－６、中継局５０ｇ－５の順番でつなぐように設計している。
【0133】
これは、中継局５０ｇ－１、中継局５０ｇ－５、中継局５０ｇ－６の順番でつながれる無線リンク経路とするならば、中継局５０ｇ－３のアンテナのアンテナ指向性範囲内に中継局５０ｇ－５が含まれてしまう場合、及び、中継局５０ｇ－５のアンテナのアンテナ指向性範囲内に中継局５０ｇ－３が含まれてしまう場合が生じうるからである。この場合、中継局５０ｇ－２と中継局５０ｇ－３との間で送受信される電波ｒｇ－２と、中継局５０ｇ－１と中継局５０ｇ－５との間で送受信される電波とでは、同一の無線周波数チャネルが用いられることになり、両者の電波が電波干渉する。これにより、中継局５０ｇ－２と中継局５０ｇ－３との間の通信、及び中継局５０ｇ－１と中継局５０ｇ－５との間の通信が妨げられてしまうことがある。
【0134】
このように、本変形例における置局設計支援装置１は、中継局５０ｇが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で３つ隣り以上の他の中継局５０ｇ（例えば、無線リンク経路上で３つ隣，５つ隣，７つ隣・・・の他の中継局５０ｇ）が存在することのないように、無線リンク経路上の中継局５０ｇの接続順序も含めた置局設計を行う。これにより、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルの電波が交互に用いられる場合であっても、電波干渉が生じることなく、基地局と端末局との間の通信が正常に行われる。
【0135】
【0136】
【0137】
図１４に示されるように、無線通信システム５ｈは、中継局５０ｈ－１と、中継局５０ｈ－２と、中継局５０ｈ－３と、中継局５０ｈ－４と、中継局５０ｈ－５と、中継局５０ｈ－６とを含んで構成される。また、中継局５０ｈ－１、中継局５０ｈ－２、中継局５０ｈ－３、中継局５０ｈ－４、中継局５０ｈ－５、及び中継局５０ｈ－６は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｈ－１、中継局５０ｈ－２、中継局５０ｈ－３、中継局５０ｈ－４、中継局５０ｈ－５、及び中継局５０ｈ－６は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0138】
以下、中継局５０ｈ－１、中継局５０ｈ－２、中継局５０ｈ－３、中継局５０ｈ－４、中継局５０ｈ－５、及び中継局５０ｈ－６を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｈ」ということがある。
【0139】
図７と同様に、図１４において、実線の小さな円は電柱（すなわち、中継局５０ｈの設置候補位置）を示す。また、破線の６つの円は、各中継局５０ｈがそれぞれ端末局と通信可能な範囲を表している。破線の６つの円の中心に位置する電柱に、中継局５０ｈがそれぞれ設置されている。図示されるように、この６つの円からなる範囲は、図１４に示される地図データ内の全ての建物の少なくとも１つの壁面の位置（すなわち、端末局の設置位置）をカバーしている。このように、設計対象エリアの全ての端末局が６つの中継局５０ｈのいずれかに収容可能であるように、中継局５０ｈが配置されている。
【0140】
図１４のように置局設計された無線通信システム５ｈにおいて、中継局５０ｈ－１から中継局５０ｈ－２への方向と、中継局５０ｈ－２から中継局５０ｈ－３への方向との間の角度は、１５度である。例えば、４５度の指向性アンテナが用いられた場合、１５度の角度差は、アンテナ指向性の範囲内であるとみなすことができる。しかしながら、無線通信システム５ｈでは、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルが交互に用いられるため、中継局５０ｈ－３から送信され中継局５０ｈ－２が受信する電波は、中継局５０ｈ－４から送信された電波と電波干渉しない。これにより、中継局５０ｂ－２から中継局５０ｂ－３への通信が正常に行われる。
【0141】
また、図１４のように置局設計された無線通信システム５ｈにおいて、中継局５０ｈ－２から中継局５０ｈ－３への方向と、中継局５０ｈ－３から中継局５０ｈ－４への方向との間の角度は、９６度である。そのため、中継局５０ｈ－２のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に中継局５０ｈ－４は含まれず、中継局５０ｈ－４のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に中継局５０ｈ－２は含まれない。さらに、中継局５０ｈ－２と中継局５０ｈ－３との間で送受信される電波と、中継局５０ｈ－３と中継局５０ｈ－４との間で送受信される電波とでは、異なる無線周波数チャネルが用いられるため、中継局５０ｈ－３から中継局５０ｈ－４への通信、及び、中継局５０ｈ－３から中継局５０ｈ－２への通信が正常に行われる。
【0142】
また、中継局５０ｈ－１から中継局５０ｈ－２への方向と、中継局５０ｈ－１から中継局５０ｈ－４への方向との間の角度は、３５度である。また、中継局５０ｈ－４から中継局５０ｈ－３への方向と、中継局５０ｈ－４から中継局５０ｈ－１への方向との間の角度は、７３度である。そのため、中継局５０ｈ－１のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に中継局５０ｈ－４は含まれず、中継局５０ｈ－４のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に中継局５０ｈ－１は含まれない。そのため、中継局５０ｈ－２から送信され中継局５０ｈ－１が受信する電波は、中継局５０ｈ－４から送信された電波と電波干渉しない。また、中継局５０ｈ－３から送信され中継局５０ｈ－４が受信する電波は、中継局５０ｈ－１から送信された電波と電波干渉しない。これにより、中継局５０ｈ－２から中継局５０ｈ－１への通信、及び中継局５０ｈ－３から中継局５０ｈ－４への通信が正常に行われる。
【0143】
また、図１３と同様に、図１４のように置局設計された無線通信システム５ｈは、最短経路となる中継局５０ｈ－１、中継局５０ｈ－５、中継局５０ｈ－６の順番ではなく、中継局５０ｈ－１、中継局５０ｈ－６、中継局５０ｈ－５の順番で無線リンク経路が設計されている。これにより、中継局５０ｈ－３の指向性アンテナによって中継局５０ｈ－２へ送信された電波が、中継局５０ｈ－５が受信する電波に電波干渉することが回避される。
【0144】
また、図１４のように置局設計された無線通信システム５ｈにおいて、中継局５０ｈ－３から中継局５０ｈ－２への方向と、中継局５０ｈ－２から中継局５０ｈ－１への方向との間の角度は、－１５度である。また、中継局５０ｈ－２から中継局５０ｈ－１への方向と、中継局５０ｈ－１から中継局５０ｈ－６への方向との間の角度は、－２９度である。また、中継局５０ｈ－１から中継局５０ｈ－６への方向と、中継局５０ｈ－６から中継局５０ｈ－５への方向との間の角度は、１４２度である。
【0145】
また、中継局５０ｈ－３から中継局５０ｈ－２への方向と、中継局５０ｈ－３から中継局５０ｈ－６への方向との間の角度は、２１度である。また、中継局５０ｈ－６から中継局５０ｈ－１への方向と、中継局５０ｈ－６から中継局５０ｈ－３への方向との間の角度は、２３度である。
【0146】
これらの角度は、いずれも各中継局５０ｈで用いられるアンテナの、図８に示されるアンテナパターンの半値幅θＢＷ以上である。そのため、各中継局５０ｈは、無線リンク経路上で隣り合っていない他の中継局５０ｈから送出される電波による電波干渉を回避することができる。
【0147】
なお、図５に示されるフローチャートが示す置局設計支援装置１のステップＳ１０１の動作は、置局設計の対象とする設計対象エリアを指定する動作であるが、これは例えば、図１４に示される地図データの範囲を指定する動作に相当する。また、ステップＳ１０３の動作は、設備情報を取得する動作であるが、これは例えば、電柱等の設備の位置を示す設備情報を取得して、図１４に示される地図データ上に（実線の小さな円で）プロットする動作に相当する。
【0148】
図１４に示されるように、実際には道路に沿って多数の電柱が存在する。そのため、図５に示されるフローチャートが示す置局設計支援装置１のステップＳ１０４の動作において、中継局の設置候補位置を絞り込むための制約条件が加えられていることが望ましい。なお、ここでいう中継局とは、本変形例では図１４に示される中継局５０ｈであり、前述の第１の実施形態では図３に示される中継局５０ｂに相当する中継局である。前述の通り、制約条件とは、図１４において破線の円で示される中継局５０ｈのカバーエリア内により多くの建物が含まれるように（すなわち、より多くの端末局が収容されるように）中継局５０ｈの設置候補位置を選定することである。
【0149】
なお、図１４に示される実在のルーラルエリアに対する置局設計の結果例は、上記の制約条件に基づいて中継局５０ｈ－２、中継局５０ｈ－３、中継局５０ｈ－５、及び中継局５０ｈ－６の設置候補位置の絞り込みを行い置局設計がなされたものである。
【0150】
以上説明したように、第１の実施形態の変形例１では、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる無線通信システムの置局設計を支援する置局設計支援装置１について説明した。置局設計支援装置１は、中継局５０ｆが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で３つ隣り以上の他の中継局（例えば、無線リンク経路上で３つ隣，５つ隣，７つ隣・・・の他の中継局）が存在することのないように、置局設計を行う。
【0151】
これにより、無線リンク経路において２つの無線周波数チャネルの電波が交互に用いられる場合であっても、電波干渉が生じることなく、基地局と端末局との間の通信が正常に行われる。このような構成を備えることにより、第１の実施形態の変形例１における置局設計支援装置１は、中継局間で用いられる無線周波数チャネルの個数を増大させることなくマルチホップ無線通信を可能にする置局設計を支援することができる。
【0152】
（第１の実施形態の変形例２）
以下、本発明の第１の実施形態の変形例２について説明する。
以下、本発明の第１の実施形態の変形例２について説明する。
【0153】
前述の第１の実施形態及び第１の実施形態の変形例１では、分岐を含まない無線リンク経路を対象とした置局設計について説明した。しかしながら、実際には、分岐を含む無線リンク経路を対象とした置局設計が行われる場合がある。以下に説明する第１の実施形態の変形例２では、分岐を含む無線リンク経路を有する無線通信システムの置局設計を支援する置局設計支援装置について説明する。
【0154】
なお、第１の実施形態の変形例２における置局設計支援装置の機能構成を示すブロック図は、図４に示される第１の実施形態における置局設計支援装置１の機能構成を示すブロック図と同様であるため、以下、各機能部に同一の符号を付して説明する。
【0155】
【0156】
図１５に示されるように、無線通信システム５ｉは、中継局５０ｉ－１と、中継局５０ｉ－２と、中継局５０ｉ－３と、中継局５０ｉ－４と、中継局５０ｉ－５とを含んで構成される。また、中継局５０ｉ－１、中継局５０ｉ－２、中継局５０ｉ－３、中継局５０ｉ－４、及び中継局５０ｉ－５は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｉ－１、中継局５０ｉ－２、中継局５０ｉ－３、中継局５０ｉ－４、及び中継局５０ｉ－５は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0157】
以下、中継局５０ｉ－１、中継局５０ｉ－２、中継局５０ｉ－３、中継局５０ｉ－４、及び中継局５０ｉ－５を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｉ」ということがある。
【0158】
図１５に示されるように、無線通信システム５ｉにおける無線リンク経路は、基地局、中継局５０ｉ－１、中継局５０ｉ－２、中継局５０ｉ－３という順番の経路の後、中継局５０ｉ－４と中継局５０ｉ－５に分岐する経路、又はその逆の順番となる経路である。すなわち、その逆の順番となる経路とは、中継局５０ｉ－４から中継局５０ｉ－３への経路と、中継局５０ｉ－５から中継局５０ｉ－３への経路とが中継局５０ｉ－３において合流し、その後、中継局５０ｉ－２、中継局５０ｉ－１という順番となる経路である。
【0159】
ここで、中継局５０ｉ－１と中継局５０ｉ－２との間で送受信される電波ｒｉ－１と、中継局５０ｉ－３と中継局５０ｉ－５との間で送受信される電波ｒｉ－５とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１５では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い実線の両矢印で表している。一方、中継局５０ｉ－２と中継局５０ｉ－３との間で送受信される電波ｒｉ－２と、中継局５０ｉ－３と中継局５０ｉ－４との間で送受信される電波ｒｉ－３とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１５では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い破線の両矢印で表している。電波ｒｉ－１及び電波ｒｉ－５と、電波ｒｉ－２及び電波ｒｉ－３とは、互いに異なる無線周波数チャネルが用いられる。
【0160】
図１５に示される無線通信システム５ｉは、基本的には２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる無線リンク経路を有する。しかしながら、図１５に示されるように、分岐を含む無線リンク経路では、複数に分岐する経路のうち少なくとも一方の経路において、同一の無線周波数チャネルが連続して用いられることになる。例えば、図１５においては、無線リンク経路上で連続する区間である、中継局５０ｉ－２と中継局５０ｉ－３の間の区間と、中継局５０ｉ－３と中継局５０ｉ－４の間の区間とにおいて、同一の無線周波数チャネルが連続して用いられている。
【0161】
図１５では、中継局５０ｉ－１から中継局５０ｉ－２へ向けて電波ｒｉ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲のみが、アンテナ指向性範囲ｄｉ－１として示されている。図１５に示されるように、中継局５０ｉ－２、中継局５０ｉ－３、及び中継局５０ｉ－５はアンテナ指向性範囲ｄｉ－１の範囲内に位置しているが、中継局５０ｉ－４はアンテナ指向性範囲ｄｉ－１の範囲外に位置している。そのため、電波ｒｉ－２と電波ｒｉ－３とは同一の無線周波数チャネルが用いられているものの、中継局５０ｉ－４が中継局５０ｉ－３から送信された電波ｒｉ－３を受信する場合に、電波ｒｉ－３と電波ｒｉ－２とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｉ－３から中継局５０ｉ－４への通信が正常に行われる。
【0162】
また、図１５に示されるように、中継局５０ｉ－２及び中継局５０ｉ－３は、共にアンテナ指向性範囲ｄｉ－１の範囲内に位置しているが、電波ｒｉ－１と電波ｒｉ－２とでは異なる無線周波数チャネルが用いるため、中継局５０ｉ－３が中継局５０ｉ－２から送信された電波ｒｉ－２を受信する場合に、電波ｒｉ－２と電波ｒｉ－１とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｉ－２から中継局５０ｆｉ３への通信も正常に行われる。
【0163】
一方、前述の通り、中継局５０ｉ－２と中継局５０ｉ－５とはいずれもアンテナ指向性範囲ｄｉ－１内に存在し、かつ、電波ｒｉ－１と電波ｒｉ－５とは同一の無線周波数チャネルが用いられている。そのため、中継局５０ｉ－５が中継局５０ｉ－３から送信された電波ｒｉ－５を受信する場合、電波ｒｉ－５と電波ｒｉ－１とが電波干渉する。これにより、中継局５０ｉ－３から中継局５０ｉ－５への通信が妨げられてしまうことがある。
【0164】
このように、中継局５０ｉが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合う他の中継局５０ｉだけでなく、無線リンク経路上で隣り合わない他の中継局５０ｉ（例えば、無線リンク経路上で３つ隣の中継局５０ｉ）が存在する場合において、同一の無線周波数チャネルの電波が用いられると、電波干渉が生じ、基地局と端末局との間の通信が妨げられてしまうことがある。
【0165】
以下に説明する、第１の実施形態の変形例２における置局設計支援装置１は、電波干渉が生じない、又は、電波干渉の影響が小さい無線通信システムとなるように、中継局５０ｊの置局設計を支援する。
【0166】
【0167】
図１６に示されるように、無線通信システム５ｊは、中継局５０ｊ－１と、中継局５０ｊ－２と、中継局５０ｊ－３と、中継局５０ｊ－４と、中継局５０ｊ－５とを含んで構成される。また、中継局５０ｊ－１、中継局５０ｊ－２、中継局５０ｊ－３、中継局５０ｊ－４、及び中継局５０ｊ－５は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｊ－１、中継局５０ｊ－２、中継局５０ｊ－３、中継局５０ｊ－４、及び中継局５０ｊ－５は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0168】
以下、中継局５０ｊ－１、中継局５０ｊ－２、中継局５０ｊ－３、中継局５０ｊ－４、及び中継局５０ｊ－５を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｊ」ということがある。
【0169】
図１６に示されるように、無線通信システム５ｊにおける無線リンク経路は、基地局、中継局５０ｊ－１、中継局５０ｊ－２、中継局５０ｊ－３という順番の経路の後、中継局５０ｊ－４と中継局５０ｊ－５に分岐する経路、又はその逆の順番となる経路である。すなわち、その逆の順番となる経路とは、中継局５０ｊ－４から中継局５０ｊ－３への経路と、中継局５０ｊ－５から中継局５０ｊ－３への経路とが中継局５０ｊ－３において合流し、その後、中継局５０ｊ－２、中継局５０ｊ－１という順番となる経路である。
【0170】
ここで、中継局５０ｊ－１と中継局５０ｊ－２との間で送受信される電波ｒｊ－１と、中継局５０ｊ－３と中継局５０ｊ－５との間で送受信される電波ｒｊ－５とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１６では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い実線の両矢印で表している。一方、中継局５０ｊ－２と中継局５０ｊ－３との間で送受信される電波ｒｊ－２と、中継局５０ｊ－３と中継局５０ｊ－４との間で送受信される電波ｒｊ－３とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１５では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い破線の両矢印で表している。電波ｒｊ－１及び電波ｒｊ－５と、電波ｒｊ－２及び電波ｒｊ－３とは、互いに異なる無線周波数チャネルが用いられる。
【0171】
図１６に示される無線通信システム５ｊの無線リンク経路が、前述の図１５に示される無線通信システム５ｉの無線リンク経路と異なる点は、図１５において中継局５０ｉ－５がアンテナ指向性範囲ｄｉ－１の範囲内に配置されているのに対し、図１６において中継局５０ｊ－５がアンテナ指向性範囲ｄj－１の範囲外に配置されている点である。
【0172】
前述の通り、電波ｒｊ－１と電波ｒｊ－５とは同一の無線周波数チャネルが用いられているが、中継局５０ｊ－５はアンテナ指向性範囲ｄｊ－１内には存在しない。そのため、中継局５０ｊ－５が中継局５０ｊ－３から送信された電波ｒｊ－５を受信する場合、電波ｒｊ－５と電波ｒｊ－１とは電波干渉しない。これにより、中継局５０ｊ－３から中継局５０ｊ－５への通信が正常に行われる。
【0173】
なお、ここでは電波の送信の場合について説明したが、受信の場合も同様である。例えば、中継局５０ｊ－１の受信アンテナのアンテナ指向性の範囲が、図１６に示されるアンテナ指向性範囲ｄｊ－１であるならば、中継局５０ｊ－１が中継局５０ｊ－２から送信された電波ｒｊ－１を受信する場合に、電波ｒｊ－１と電波ｒｂ－５とが電波干渉しない。これにより、中継局５０ｊ－２から中継局５０ｊ－１への通信が正常に行われる。
【0174】
以上説明したように、第１の実施形態の変形例２では、分岐を含む無線リンク経路を有し、２つの無線周波数チャネルが交互に用いられる無線通信システムの置局設計を支援する置局設計支援装置１について説明した。置局設計支援装置１は、中継局５０ｊが備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で３つ隣り以上の他の中継局（例えば、無線リンク経路上で３つ隣，５つ隣，７つ隣・・・の他の中継局）が存在することのないように、置局設計を行う。
【0175】
これにより、分岐を含む無線リンク経路であっても、電波干渉が生じることなく、基地局と端末局との間の通信が正常に行われる。このような構成を備えることにより、第１の実施形態の変形例２における置局設計支援装置１は、中継局間で用いられる無線周波数チャネルの個数を増大させることなくマルチホップ無線通信を可能にする置局設計を支援することができる。
【0176】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
【0177】
前述の第１の実施形態、第１の実施形態の変形例１、及び第１の実施形態の変形例２における置局設計支援装置１は、中継局のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線経路上で当該中継局と隣り合っていない他の中継局が含まれないように各中継局を配置することで、電波干渉の発生を防止又は低減する構成であった。しかしながら実際には、例えば中継局の設置候補位置の選択肢が限られている場合等があり、中継局のアンテナのアンテナ指向性の範囲内であっても、無線経路上で当該中継局と隣り合っていない他の中継局を配置しなければならない場合も生じうる。
【0178】
以下に説明する、第２の実施形態における置局設計支援装置は、中継局のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線経路上で当該中継局と隣り合っていない他の中継局が含まれる場合に、被干渉局と与干渉局との干渉計算を行う。ここで、被干渉局は、与干渉局のアンテナのアンテナ指向性の範囲内に存在するが、当該与干渉局と無線リンク経路において隣り合っていない無線局である。
【0179】
本実施形態における置局設計支援装置は、干渉計算の結果、本来の無線リンク経路における受信電力と干渉電力との差が十分大きい場合には、被干渉局の位置を中継局の候補位置として選定する。なお、置局設計支援装置は、干渉計算の結果、干渉電力が十分小さい場合に、被干渉局の位置を中継局の候補位置として選定するようにしてもよい。
【0180】
なお、第２の実施形態における置局設計支援装置の機能構成を示すブロック図は、図４に示される第１の実施形態における置局設計支援装置１の機能構成を示すブロック図と同様であるため、以下、各機能部に同一の符号を付して説明する。
【0181】
図１７は、本発明の第２の実施形態における置局設計支援装置１による中継局の候補位置の選定について説明するための図である。
【0182】
図１７には、中継局５０ｋ－１、中継局５０ｋ－２、及び中継局５０ｋ－３が示されている。中継局５０ｋ－１、中継局５０ｋ－２、及び中継局５０ｋ－３はそれぞれ指向性アンテナを備えている。図示されるように、中継局５０ｋ－１と、中継局５０ｋ－２と、中継局５０ｋ－３とは凡そ一直線上に配置されており、中継局５０ｋ－１のアンテナのアンテナ指向性の正面方向に、中継局５０ｋ－２及び中継局５０ｋ－３が配置されている。
【0183】
以下、中継局５０ｋ－１、中継局５０ｋ－２、及び中継局５０ｋ－３を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｋ」ということがある。
【0184】
中継局５０ｋ－１、中継局５０ｋ－２、及び中継局５０ｋ－３がこのような配置である場合、中継局５０ｋ－１から中継局５０ｋ－２へ送信される電波の無線周波数チャネルと、中継局５０ｋ－２から中継局５０ｋ－３へ送信される電波の無線周波数チャネルとが同一であるならば、中継局５０ｋ－３が中継局５０ｋ－２から送信された電波を受信する際に、中継局５０ｋ－１から送信された電波による電波干渉が生じうる。そのため、前述の第１の実施形態、第１の実施形態の変形例１、及び第１の実施形態の変形例２における置局設計支援装置１ならば、このような中継局５０ｋの配置とならないように置局設計が行われる。
【0185】
しかしながら、中継局５０ｋ－１と中継局５０ｋ－３との距離が十分に離れている場合、中継局５０ｋ－１から送信された電波は、中継局５０ｋ－３へ到達するまでにある程度減衰する。第２の実施形態における置局設計支援装置１は、干渉計算により、中継局５０ｋ－３における、中継局５０ｋ－２から送信された電波の受信電力と、中継局５０ｋ－１から送信された電波の干渉電力とを比較する。
【0186】
置局設計支援装置１は、比較結果に基づき、中継局５０ｋ－１から送信された電波が、中継局５０ｋ－２から送信された電波の受信を妨害するレベルに達しているか否かを判定することができる。これにより、置局設計支援装置１は、中継局５０ｋ－１のアンテナのアンテナ指向性範囲Ｒａ内に中継局５０ｋ－３が含まれていても、中継局５０ｋ－１及び中継局５０ｋ－２と中継局５０ｋ－３との距離関係によって、通信可能範囲Ｒｂ内に中継局５０ｋ－３の設置候補位置を選定することができる。
【0187】
なお、図１７においては、中継局５０ｋ－１のアンテナのアンテナ指向性は中継局５０ｋ－２の方向へ向けられ、中継局５０ｋ－２のアンテナのアンテナ指向性は中継局５０ｋ－３の方向へ向けられ、中継局５０ｋ－３のアンテナのアンテナ指向性は中継局５０ｋ－２の方向へ向けられている場合を一例として挙げている。但し、もし中継局５０ｋ－３のアンテナのアンテナ指向性が中継局５０ｋ－２及び中継局５０ｋ－２の方向へ向けられていないならば、中継局５０ｋ－３における、中継局５０ｋ－１から送信された電波の干渉電力はより小さくなり、電波干渉の影響が無くなる場合もある。
【0188】
［置局設計支援装置の動作］
以下、置局設計支援装置１の動作の一例について説明する。
図１８は、本発明の第２の実施形態における置局設計支援装置１の動作を示すフローチャートである。本フローチャートが示す置局設計支援装置１の動作は、例えば、置局設計支援装置１のユーザの操作を受けて、操作入力部１０２から置局設計の開始指示が出力された際に開始される。
以下、置局設計支援装置１の動作の一例について説明する。
図１８は、本発明の第２の実施形態における置局設計支援装置１の動作を示すフローチャートである。本フローチャートが示す置局設計支援装置１の動作は、例えば、置局設計支援装置１のユーザの操作を受けて、操作入力部１０２から置局設計の開始指示が出力された際に開始される。
【0189】
設計範囲指定部１０４は、地図データを読み出し、操作入力部１０２から出力された設計範囲を示す情報に基づいて、例えば矩形形状の範囲を選択する。設計範囲指定部１０４は、選択された範囲を設計対象エリアとして指定する（ステップＳ２０１）。
【0190】
端末局位置特定部１０５は、設計対象エリア内の地図データから、建物の位置及び輪郭（又は壁面）を示す情報を建物ごとに抽出する。端末局位置特定部１０５は、抽出された情報に基づいて建物の壁面の位置を特定し、端末局の設置位置を特定する。
【0191】
設備情報取得部１０６は、例えば外部の装置等から、中継局５０ｋの設置候補位置を選定するための設備情報を取得する。
【0192】
中継局位置選定部１０７は、端末局の設置位置と、設備情報と、端末局と中継局５０ｋとの通信可能距離等とに基づいて、中継局５０ｋの少なくとも１つの設置候補位置を選定する（ステップＳ２０２）。
【0193】
電波干渉評価部１０８は、基地局の位置と、中継局位置選定部１０７によって選定された中継局５０ｋの設置候補位置とに基づいて、無線リンク経路を特定する。電波干渉評価部１０８は、特定された無線リンク経路における各中継局５０ｋが、所定の条件を満たしているか否かを順に判定する（ステップＳ２０３）。なお、ここでいう所定の条件とは、後述される干渉計算の結果に基づく条件である。
【0194】
中継局位置選定部１０７は、干渉計算の評価対象とする中継局の設置候補位置を設定する（ステップＳ２０５）。マルチホップに関係する全ての中継局について判定が行われた場合（ステップＳ２０６・Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に戻る。一方、マルチホップに関係する全ての中継局について判定が行われていない場合（ステップＳ２０６・Ｎｏ）、電波干渉評価部１０８は、中継局位置選定部１０７によって設定された中継局の設置候補位置の中から、被干渉局と与干渉局とを再設定する（ステップＳ２０７）。
【0195】
電波干渉評価部１０８は、干渉計算を行い、与干渉局による干渉電力が無線リンク経路における受信電力と比較して十分に小さい場合（ステップＳ２０８・Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に戻る。一方、電波干渉評価部１０８は、与干渉局による干渉電力が無線リンク経路における受信電力と比較して十分に小さくはない場合（ステップＳ２０８・Ｎｏ）、中継局位置選定部１０７は、選定可能な中継局の設置候補位置があるか否かを確認する（ステップＳ２０９）。
【0196】
選定可能な中継局の設置候補位置が他にある場合（ステップＳ２０９・Ｙｅｓ）、中継局位置選定部１０７は、中継局の他の設置候補位置を再選定する（ステップＳ２１０）。電波干渉評価部１０８は、再び干渉評価を行う（ステップＳ２０８）。
【0197】
一方、選定可能な中継局５０ｋの設置候補位置が他にない場合（ステップＳ２０９・Ｎｏ）、制御部１００は、無線リンク経路において所定の条件を満たさない箇所を示す情報を出力させるように出力部１０３を制御する（ステップＳ２１１）。
【0198】
一方、無線リンク経路の全ての中継局について所定の条件を満たしているか否かの判定が行われた場合（ステップＳ２０３・Ｙｅｓ）、制御部１００は、所定の条件を満たす無線リンク経路を表示させるように出力部１０３を制御する（ステップＳ２０４）。以上で図１８のフローチャートが示す置局設計支援装置１の動作が終了する。
【0199】
なお、前述の干渉計算では、例えば、与干渉局が送信する電波の周波数、送信電力、与干渉局・被干渉局が使用するアンテナの指向性（水平面パターン）、アンテナの方向（方位角）、与干渉局と被干渉局との間の距離に基づいて、被干渉局での干渉電力が求められる。さらに、指向性アンテナの指向性については、仰角方向パターン、アンテナ設置の高さ、アンテナの仰俯角を用いて干渉計算が行われることにより、より精密な干渉計算が可能になる。その他にも、与干渉局と被干渉局との間の地形や、両局間における建物等の障害物の存在等の周辺環境が考慮されることで、より精密な干渉計算が可能になる。
【0200】
なお，２つの無線局間（ここでは、与干渉局と被干渉局との間）の干渉計算における条件指定の方法、及び指定された条件に基づく干渉計算の方法としては任意の方法を用いることができるが、例えば、特許文献４に記載の方法を用いることができる。
【0201】
図１９は、本発明の第１の実施形態における置局設計支援装置１によって置局設計された無線通信システム５ｌの構成例を示す図である。
【0202】
図１９に示されるように、無線通信システム５ｌは、中継局５０ｌ－１と、中継局５０ｌ－２と、中継局５０ｌ－３と、中継局５０ｌ－４と、中継局５０ｌ－５と、中継局５０ｌ－６とを含んで構成される。また、中継局５０ｌ－１、中継局５０ｌ－２、中継局５０ｌ－３、中継局５０ｌ－４、中継局５０ｌ－５、及び中継局５０ｌ－６は、指向性アンテナをそれぞれ備えている。中継局５０ｌ－１、中継局５０ｌ－２、中継局５０ｌ－３、中継局５０ｌ－４、中継局５０ｌ－５、及び中継局５０ｌ－６は、基地局（不図示）と端末局（不図示）との間の通信において伝送される無線の電波を中継する無線局である。
【0203】
以下、中継局５０ｌ－１、中継局５０ｌ－２、中継局５０ｌ－３、中継局５０ｌ－４、中継局５０ｌ－５、及び中継局５０ｌ－６を区別して説明する必要がない場合には、単に「中継局５０ｌ」ということがある。
【0204】
無線通信システム５ｌにおける無線リンク経路は、中継局５０ｌ－１、中継局５０ｌ－２、中継局５０ｌ－３、中継局５０ｌ－４、中継局５０ｌ－５、中継局５０ｌ－６という順番となる経路、又はその逆の順番となる経路である。
【0205】
ここで、中継局５０ｌ－１と中継局５０ｌ－２との間で送受信される電波ｒｌ－１と、中継局５０ｌ－２と中継局５０ｌ－３との間で送受信される電波ｒｌ－２と、中継局５０ｌ－３と中継局５０ｌ－４との間で送受信される電波ｒｌ－３と、中継局５０ｌ－４と中継局５０ｌ－５との間で送受信される電波ｒｌ－４と、中継局５０ｌ－５と中継局５０ｌ－６との間で送受信される電波ｒｌ－５とは、同一の無線周波数チャネルが用いられる。図１９では、この同一の無線周波数チャネルを、同一の太い実線の両矢印で表している。
【0206】
図１９では、中継局５０ｌ－１から中継局５０ｌ－２へ向けて電波ｒｌ－１を送信する送信アンテナのアンテナ指向性の範囲のみが、アンテナ指向性範囲ｄｌ－１として示されている。
【0207】
図１９に示されるように、無線リンク経路において中継局５０ｌ－１と隣り合い互いに通信を行う中継局５０ｌ－２は、アンテナ指向性範囲ｄｌ－１内に存在する。
【0208】
また、無線リンク経路において中継局５０ｌ－１と隣り合わない中継局５０ｌのうち、中継局５０ｌ－３及び中継局５０ｌ－４は、アンテナ指向性範囲ｄｌ－１内にはなく、アンテナ指向性範囲ｄｌ－１の外側にある。そのため、中継局５０ｌ－３が中継局５０ｌ－２から送信された電波ｒｌ－２を受信する際に、中継局５０ｌ－１から送信された電波ｒｌ－１による電波干渉が生じにくい。また、中継局５０ｌ－４が中継局５０ｌ－３から送信された電波ｒｌ－３を受信する際に、中継局５０ｌ－１から送信された電波ｒｌ－１による電波干渉が生じにくい。
【0209】
また、無線リンク経路において中継局５０ｌ－１と隣り合わない中継局５０ｌのうち、中継局５０ｌ－５及び中継局５０ｌ－６は、アンテナ指向性範囲ｄｌ－１内（電波ｒｌ－１の放射方向）に存在する。しかしながら、中継局５０ｌ－５は、指向性アンテナを中継局５０ｌ－４及び中継局５０ｌ－６の方向に向けており、いずれの方向も中継局５０ｌ－１が存在する方向とは異なっている。そのため、中継局５０ｌ－５が、中継局５０ｌ－４から送信された電波ｒｌ－４及び中継局５０ｌ－６から送信された電波ｒｌ－５を受信する際に、中継局５０ｌ－１から送信された電波ｒｌ－１による電波干渉が生じにくいといえる。
【0210】
一方、中継局５０ｌ－６は、指向性アンテナを中継局５０ｌ－５の方向に向けており、この方向は中継局５０ｌ－１が存在する方向でもある。そのため、中継局５０ｌ－６が中継局５０ｌ－５から送信された電波ｒｌ－５を受信する際に、中継局５０ｌ－１から送信された電波ｒｌ－１による電波干渉が生じる可能性がある。したがって、前述の第１の実施形態、第１の実施形態の変形例１、及び第１の実施形態の変形例２における置局設計支援装置１ならば、このような中継局５０ｌの配置とならないように置局設計が行われる。
【0211】
これに対し、第２の実施形態における置局設計支援装置１は、干渉計算により、中継局５０ｌ－６における、中継局５０ｌ－５から送信された電波ｒｌ－５の受信電力と、中継局５０ｌ－１から送信された電波ｒｌ－１の干渉電力とを比較する。
【0212】
置局設計支援装置１は、比較結果に基づき、中継局５０ｌ－１から送信された電波ｒｌ－１が、中継局５０ｌ－５から送信された電波ｒｌ－５の受信を妨害するレベルに達しているか否かを判定する。具体的には、例えば、受信電力と干渉電力との差が所定値以上であるか否かに基づいて判定する。置局設計支援装置１は、受信電力と干渉電力との差が所定値以上であるならば、この中継局５０ｌ－６の位置を設置候補位置として選定する。
【0213】
これにより、置局設計支援装置１は、中継局５０ｌ－１のアンテナのアンテナ指向性範囲ｄｌ－１内に中継局５０ｌ－６が含まれていても、中継局５０ｌ－１及び中継局５０ｌ－５と中継局５０ｌ－６と間の距離等に基づいて減衰する干渉電波の強さによっては、アンテナ指向性範囲ｄｌ－１内に中継局５０ｌ－６の設置候補位置を選定することができる。
【0214】
以上説明したように、第２の実施形態では、置局設計支援装置１は、中継局が備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内に、無線リンク経路上で隣り合わない他の中継局が存在する場合には干渉計算を行う。他の中継局における干渉計算の結果、受信電力と比較して干渉電力が十分に小さいならば、置局設計支援装置１は、中継局のアンテナ指向性の範囲内であっても、他の中継局の設置候補位置として許容する。
【0215】
このような構成を備えることにより、第２の実施形態における置局設計支援装置１は、中継局が備えるアンテナのアンテナ指向性の範囲内であっても、無線リンク経路において当該中継局と隣り合わない他の中継局の設置候補位置として選定することができる場合があるため、当該他の中継局の設置候補位置の選択可能性をより広げることができる。また、上記のような構成を備えることにより、第２の実施形態における置局設計支援装置１は、中継局間で用いられる無線周波数チャネルの個数を増大させることなくマルチホップ無線通信を可能にする置局設計を支援することができる。
【0216】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
【0217】
前述の第１の実施形態、第１の実施形態の変形例１、第１の実施形態の変形例２、及び第２の実施形態では、置局設計支援装置１によって置局設計される無線通信システムにおける中継局間の通信は、双方１本ずつのアンテナによる１対１での無線通信であることを想定した。一方、以下に説明する第３の実施形態では、置局設計支援装置１によって置局設計される無線通信システムにおける中継局間の通信は、双方２本ずつのアンテナによる２対２での無線通信を想定する。
【0218】
ここで、中継局の２本のアンテナは、同一の無線周波数チャネルを用いて電波を同時に送信及び受信する送受信ダイバーシティを行う。この場合、周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）が用いられてもよい。周期的遅延ダイバーシティとは、送信ダイバーシティ技術の１つであり、送信アンテナ間での同一のデータ信号に対して異なる巡回遅延量を付与し、当該データ信号を送信する技術である（例えば、特許文献５及び６、非特許文献１～４を参照）。このような遅延量の付与によって、シンボル間干渉を回避しつつ、周波数ダイバーシティを得ることができる。
【0219】
中継局間の通信において送受信ダイバーシティが行われることにより、無線リンク経路が冗長化（二重化）されるため、障害等に対する耐性が向上する。例えば、中継局の一方のアンテナが何らかの障害によって機能停止したとしても、無線通信の維持が可能になる。また、中継局間の通信において送受信ダイバーシティが行われることにより、１つのアンテナ当たりの電波の送信電力を抑制することができるため、電波干渉の影響を防止又は低減することができる。
【0220】
また、中継局間の通信において送受信ダイバーシティが行われることにより、指向性アンテナを用いた場合に比べて、アンテナ指向性をより高めることができる。また、中継局間の通信において送受信ダイバーシティが行われることにより、中継局が端末局を収容するためにカバーする範囲を２つのアンテナで分担することができるため、１つのアンテナがカバーする範囲をより小さくすることができ、中継局において端末局との通信に用いられる送信電力を抑制することができる。また、これにより、中継局と端末局との間の通信における電波干渉の影響も抑制される。
【0221】
図２０は、送受信ダイバーシティを用いない場合の無線通信を説明するための図である。図２０に示されるように、無線通信システム５ｍの構成は、前述の第１の実施形態、第１の実施形態の変形例１、第１の実施形態の変形例２、及び第２の実施形態における無線システムの構成に相当する。
【0222】
図２０に示されるように、無線通信システム５ｍは、中継局５０ｍ－１と、中継局５０ｍ－２と、中継局５０ｍ－３とを含んで構成される。中継局５０ｍ－１は、アンテナ５１ｍ－１１を備える。中継局５０ｍ－１は、アンテナ５１ｍ－１１を用いて中継局５０ｍ－２と無線通信を行う。中継局５０ｍ－２は、アンテナ５１ｍ－２１とアンテナ５１ｍ－２２とを備える。中継局５０ｍ－２は、アンテナ５１ｍ－２１を用いて中継局５０ｍ－１と無線通信を行い、アンテナ５１ｍ－２２を用いて中継局５０ｍ－３と無線通信を行う。中継局５０ｍ－３は、アンテナ５１ｍ－３１を備える。中継局５０ｍ－３は、アンテナ５１ｍ－３１を用いて中継局５０ｍ－２と無線通信を行う。
【0223】
図２０に示されるように、中継局５０ｍ－１から中継局５０ｍ-２への方向と、中継局５０ｍ－１から中継局５０ｍ-３への方向との角度は、θである。前述の通り、中継局５０ｍ－３が中継局５０ｍ－２から送信された電波を受信する際に、中継局５０ｍ－１から送信される電波による電波干渉を回避するためには、θ≧θＢＷを満たす必要がある。前述の通り、θＢＷは、中継局で用いられるアンテナのアンテナパターンの半値幅である。
【0224】
【0225】
図２１に示されるように、無線通信システム５ｎは、中継局５０ｎ－１と、中継局５０ｎ－２と、中継局５０ｎ－３とを含んで構成される。中継局５０ｎ－１は、アンテナ５１ｎ－１１と、アンテナ５１ｎ－１３と、巡回シフタ５２ｎ－１１とを備える。中継局５０ｎ－２は、アンテナ５１ｎ－２１と、アンテナ５１ｎ－２２と、アンテナ５１ｎ－２３と、アンテナ５１ｎ－２４と、巡回シフタ５２ｎ－２１と、巡回シフタ５２ｎ－２２とを備える。中継局５０ｎ－３は、アンテナ５１ｎ－３１と、アンテナ５１ｎ－３３と、巡回シフタ５２ｎ－３１とを備える。
【0226】
巡回シフタ５２ｎ－１１、巡回シフタ５２ｎ－２１、巡回シフタ５２ｎ－２２、巡回シフタ５２ｎ－３１は、送信されるデータ信号に巡回遅延量を付与する。
【0227】
中継局５０ｎ－１は、アンテナ５１ｎ－１１及びアンテナ５１ｎ－１３により送受信ダイバーシティ技術を用いて中継局５０ｎ－２と無線通信を行う。中継局５０ｎ－２は、アンテナ５１ｎ－２１及びアンテナ５１ｎ－２３により送受信ダイバーシティ技術を用いて中継局５０ｎ－１と無線通信を行い、アンテナ５１ｎ－２２及びアンテナ５１ｎ－２４により送受信ダイバーシティ技術を用いて中継局５０ｎ－３と無線通信を行う。中継局５０ｎ－３は、アンテナ５１ｎ－３１及びアンテナ５１ｎ－３３により送受信ダイバーシティ技術を用いて中継局５０ｎ－２と無線通信を行う。
【0228】
ここで、中継局５０ｎ－１のアンテナ５１ｎ－１１とアンテナ５１ｎ－１３との間の中間の位置から中継局５０ｎ－２のアンテナ５１ｎ－２１とアンテナ５１ｎ－２３との間の中間の位置への方向と、中継局５０ｎ－１のアンテナ５１ｎ－１１とアンテナ５１ｎ－１３との間の中間の位置から中継局５０ｎ－３のアンテナ５１ｎ－３１とアンテナ５１ｎ－３３との間の中間の位置への方向との角度は、θｄ度である。
【0229】
このような送受信ダイバーシティを用いる構成において、中継局５０ｎ－３が中継局５０ｎ－２から送信された電波を受信する際に、中継局５０ｎ－１から送信される電波による電波干渉を回避するために必要となる角度θｄは、θｄ＜θとなる。すなわち、送受信ダイバーシティを用いる構成では、送受信ダイバーシティを用いない構成において電波干渉を回避するために必要となる角度θより小さい角度θｄで、電波干渉を回避することができる。したがって、送受信ダイバーシティが用いられることで、中継局におけるアンテナ指向性をより高めることができる。
【0230】
なお、このように冗長化（二重化）された無線リンクを有する無線通信システムは、前述の通り電波干渉の影響を低減させることができるため、ルーラルエリアのみならず、電波干渉の要因がより多い市街地エリアに敷設しても有効なシステムである。
【0231】
以上説明したように、第３の実施形態では、置局設計支援装置１は、中継局間の通信において双方２本ずつの指向性アンテナが用いられる無線通信システム５ｎにおける置局設計を支援する。中継局の各２本の指向性アンテナは、送受信ダイバーシティを行うことによって、１本の指向性アンテナのみが用いられる場合に比べて、より指向性が高まる。
【0232】
上記のような構成を備えることにより、第３の実施形態における置局設計支援装置１は、送受信ダイバーシティによってよりアンテナの指向性が高められたことを考慮して置局設計を行うことができる。これにより、中継局の設置候補位置の選択可能性をより広げることができる。また、上記のような構成を備えることにより、第３の実施形態における置局設計支援装置１は、中継局間で用いられる無線周波数チャネルの個数を増大させることなくマルチホップ無線通信を可能にする置局設計を支援することができる。
【0233】
上述した各実施形態及び各変形例によれば、置局設計支援装置は、複数の無線局を無線接続して通信経路を形成する通信ネットワークの置局設計を支援する。例えば、無線局は実施形態における中継局５０ａ～５０ｎであり、通信経路は実施形態における無線リンク経路であり、通信ネットワークは実施形態における無線通信システム５ａ～５ｎである。置局設計支援装置は、無線局が備える指向性アンテナによる電波の放射方向に基づいて、通信経路において無線局と隣り合わない他の無線局である非隣接無線局を置局する置局設計部を備える。例えば、置局設計部は実施形態における電波干渉評価部１０８及び中継局位置選定部１０７であり、電波の放射方向は実施形態におけるアンテナ指向性の範囲（例えば半値角θＢＷの範囲）の方向であり、非隣接無線局は実施形態における無線リンク経路において３つ先以上の他の中継局である。
【0234】
なお、置局設計部は、非隣接無線局が放射方向に存在することがないように複数の無線局を置局するようにしてもよい。
【0235】
なお、置局設計部は、前記電波の周波数と同一の周波数の電波を用いて通信を行う非隣接無線局が放射方向に存在することがないように、複数の無線局を置局するようにしてもよい。
【0236】
なお、置局設計部は、通信経路を分岐させる無線局である分岐無線局が通信ネットワークに含まれる場合、通信経路において前記無線局に対して分岐無線局を間に挟んで配置される非隣接無線局を放射方向とは異なる方向に置局するか、又は、前記電波の周波数とは異なる周波数の電波を用いて通信を行う無線局とするようにしてもよい。例えば、分岐無線局は実施形態における中継局５０ｉ－３及び５０ｊ－３である。
【0237】
なお、置局設計部は、非隣接無線局が放射方向に配置された場合に、非隣接無線局が受信する受信電波の受信電力と、受信電波に干渉する電波の干渉電力との差が所定値未満であるならば、非隣接無線局を放射方向に置局するようにしてもよい。
【0238】
なお、放射方向は、前記電波の半値角の範囲内の方向であってもよい。
【0239】
なお、前記無線局は、複数の指向性アンテナを用いて電波を送受信し、各指向性アンテナからの電波によって伝送されるデータ信号に対してそれぞれ異なる巡回遅延量を付与する周期的遅延ダイバーシティを行うようにしてもよい。例えば、複数の指向性アンテナは実施形態における、アンテナ５１ｎ－１１及びアンテナ５１ｎ－１３、アンテナ５１ｎ－２１及びアンテナ５１ｎ－２３、アンテナ５１ｎ－２２及びアンテナ５１ｎ－２４、アンテナ５１ｎ－３１及びアンテナ５１ｎ－３３である。
【0240】
上述した各実施形態における置局設計支援装置１の一部又は全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
【0241】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0242】
１…置局設計支援装置、５…無線通信システム、５０…中継局、５１…アンテナ、５２…巡回シフタ、１００…制御部、１０１…記憶部、１０２…操作入力部、１０３…出力部、１０４…設計範囲指定部、１０５…端末局位置特定部、１０６…設備情報取得部、１０７…中継局位置選定部、１０８…電波干渉評価部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】