JP2011003966A - 建物影響推定装置及び建物影響推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動通信端末に対する建物の影響を適切かつ簡易に推定する。
【解決手段】 移動通信端末２０に対する建物の影響を推定する建物影響推定装置１０は、基地局３０から移動通信端末２０によって受信された電波の受信強度及び当該基地局３０を示す受信情報を取得する受信情報取得部１２と、当該電波が受信された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部１３と、当該位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を推定する受信強度推定部１４と、推定された受信強度と受信情報によって示される電波の受信強度とを比較する比較部１５と、当該比較の結果に基づいて建物の影響を推定する建物影響推定部１６と、推定された建物の影響を示す情報を出力する出力部１７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定装置及び建物影響推定方法に関する。

従来から、移動通信端末における電波の受信強度の評価等の目的で、移動通信端末に対する建物の影響を推定することが行われている。移動通信端末に対する建物の影響の推定としては、例えば、建物侵入損（建物による電波の減衰量）を求めるものや移動通信端末が建物の中にいるか否かを判定する屋内外判定がある。

そのような技術として、通信装置から各方向に電波を送信し障害物による反射波を検出する方法がある。この方法では、４方向から反射波が検出され、それにより４方向から障害物が検出された場合、屋内と判定する（例えば、特許文献１参照）。また、移動通信端末において、受信電波の遅延プロファイルからＮＬＯＳ（Non-Line-Of-Sight）を検出する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。更に、計算により建物内の電界強度を求める方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２８３５０９号公報 特開２００５−３１８３０８号公報

H. Shimizu, H. Masui, M. Ishii, and K. Sakawa, "LOSand NLOS path-loss and delay characteristics at 3.35 GHz in a residentialenvironment," IEEE Antennas and Propagation Society InternationalSymposium, 2000, pp. 1142-1145 vol.2

しかしながら、上述した従来の技術はそれぞれ問題点を有している。反射波を検出する方法においては、特殊なアンテナと検出装置が必要になる。また、屋内の場合、障害物（壁）との距離が最大でも数十ｍ程度で反射波の到来時間が短く（数ｎｍ）、検出が困難である。また、この方法では建物侵入損の推定が不可能である。ＮＬＯＳを検出する方法は、例えば市街地のような建物が密集している場所では、屋外においてもほとんどＮＬＯＳであるため、ＮＬＯＳ検出の結果からの屋内検出は極めて困難である。また、この方法では建物侵入損の推定が不可能である。計算により建物内の電界強度を求める方法では、建物の形状のデータを保持しなければならず、また、煩雑な計算が必要になる。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、移動通信端末に対する建物の影響を適切かつ簡易に推定することができる建物影響推定装置及び建物影響推定方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る建物影響推定装置は、移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定装置であって、１以上の電波の発信源から移動通信端末によって受信された電波の受信強度及び当該発信源を示す受信情報を取得する受信情報取得手段と、移動通信端末によって電波が受信された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、位置情報取得手段によって取得された位置情報によって示される位置に応じた、受信情報取得手段によって受信された受信情報によって示される発信源からの電波の受信強度を推定する受信強度推定手段と、受信強度推定手段によって推定された受信強度と受信情報取得手段によって取得された受信情報によって示される電波の受信強度とを比較する比較手段と、比較手段による比較の結果に基づいて移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定手段と、建物影響推定手段によって推定された建物の影響を示す情報を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る建物影響推定装置では、移動通信端末の位置における発信源からの、測定された電波の受信強度と推定（計算）された受信強度との比較に基づいて移動通信端末に対する建物の影響が推定される。従って、電波の送受信に係る特別な装置を必要とせず、また、建物の形状等の建物に関する情報や煩雑な計算も必要としない。即ち、本発明に係る建物影響推定装置によれば、移動通信端末に対する建物の影響を適切かつ簡易に推定することができる。

受信強度推定手段は、位置情報によって示される位置を基準とした所定の範囲における複数の位置での発信源からの電波の受信強度を推定して、当該複数の位置での受信強度から位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を推定することが望ましい。この構成によれば、位置情報に係る位置の精度が高くない場合であってもより適切に建物の影響を推定することができる。

受信強度推定手段は、所定の範囲を発信源の通信エリア又は位置の推定方法に応じたものとすることが望ましい。受信強度を推定する範囲を適切な大きさにすることができ、その結果、適切に建物の影響を推定することができる。

受信強度推定手段は、複数の位置における発信源からの電波の受信強度から一つの統計値を算出して、位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度とすることが望ましい。あるいは、受信強度推定手段は、複数の位置における発信源からの電波の受信強度から当該発信源毎の統計値を算出して、位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度とし、比較手段は、受信強度推定手段によって推定された発信源毎の受信強度各々と受信情報取得手段によって受信された情報によって示される電波の受信強度とを比較する、ことが望ましい。これらの構成によれば確実に建物の影響を推定することができる。

位置情報取得手段は、受信情報取得手段によって取得された受信情報に基づいて、位置を推定することによって位置情報を取得することが望ましい。この構成によれば、建物の影響の推定に際して、建物影響推定装置は少なくとも受信情報を取得すればよい。

位置情報取得手段は、位置に応じた発信源から移動通信端末によって受信される電波の受信強度を予め記憶しておき、当該記憶した受信強度と受信情報取得手段によって取得された受信情報に係る受信強度とを比較して、比較結果に基づいて位置情報を取得し、受信強度推定手段は、位置情報によって示される位置を基準とした複数の位置での発信源からの電波の受信強度を推定して、当該複数の位置での受信強度から位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を推定する、ことが望ましい。この構成によれば、高精度に電波の受信強度を推定することができる。

受信情報取得手段は、複数の異なるタイミングにおいて移動通信端末によって受信された電波の受信強度及び当該発信源を示す情報を取得し、当該複数の異なるタイミングに係る情報から受信情報を算出することが望ましい。この構成によれば、フェージング等により受信強度の変動を除去することができ、その結果、適切に建物の影響を推定することができる。

建物影響推定手段は、移動通信端末が建物の中にいるか否か、及び移動通信端末によって受信される発信源からの電波の建物侵入損の少なくともいずれかを建物の影響として推定することが望ましい。これらの構成によれば確実に本発明を実施することができる。

ところで、本発明は、上記のように建物影響推定装置の発明として記述できる他に、以下のように建物影響推定方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。

即ち、本発明に係る建物影響推定方法は、移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定方法であって、１以上の電波の発信源から移動通信端末によって受信された電波の受信強度及び当該発信源を示す受信情報を取得する受信情報取得ステップと、移動通信端末によって電波が受信された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得ステップと、位置情報取得ステップにおいて取得された位置情報によって示される位置に応じた、受信情報取得ステップにおいて受信された受信情報によって示される発信源からの電波の受信強度を推定する受信強度推定ステップと、受信強度推定ステップにおいて推定された受信強度と受信情報取得ステップにおいて取得された受信情報によって示される電波の受信強度とを比較する比較ステップと、比較ステップにおける比較の結果に基づいて移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定ステップと、建物影響推定ステップにおいて推定された建物の影響を示す情報を出力する出力ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明では、建物の影響の推定に際して、電波の送受信に係る特別な装置を必要とせず、また、建物の形状等の建物に関する情報や煩雑な計算も必要としない。即ち、本発明によれば、移動通信端末に対する建物の影響を適切かつ簡易に推定することができる。

本発明の実施形態に係る建物影響推定装置の機能構成を示す図である。 受信強度の推定を行う際の処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る建物影響推定装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る建物影響推定装置で実行される処理（建物影響推定方法）を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る建物影響推定装置で実行される処理（建物影響推定方法）の一部（受信強度の推定）を示すフローチャートである。 受信強度の推定を行う際の処理を説明するための別の図である。

以下、図面と共に本発明に係る建物影響推定装置及び建物影響推定方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係る建物影響推定装置１０を示す。建物影響推定装置１０は、移動通信端末２０に対する建物の影響を推定する装置である。移動通信端末２０に対する建物の影響を推定するとは、具体的には例えば、電波の発信源から移動通信端末２０に到達する電波の建物侵入損を推定したり、移動通信端末２０が建物（ビル、家屋等）の中に位置しているか否かを判定したりすることである。建物侵入損とは、移動通信端末２０と電波の発信源との間に建物が位置している場合、とりわけ移動通信端末２０が建物の中や近傍に位置している場合、当該建物の影響によって移動通信端末２０に到達する電波の減衰量である。推定された建物の影響を示す情報は、例えば、移動通信端末２０の測位方法の決定等に用いられる。

建物影響推定装置１０による移動通信端末２０に対する建物の影響の推定は、移動通信システム（セルラ通信システム）の枠組みを利用して行われる。建物影響推定装置１０は、移動通信システムに含まれる複数の基地局３０と接続されており、基地局３０を介して移動通信端末２０との間で通信を行うことができる。また、建物影響推定装置１０は、当該移動通信システムに含まれていてもよい。但し、建物影響推定装置１０は必ずしも基地局３０（即ち、移動体通信網）を介して移動通信端末２０との間で情報の送受信を行う必要はなく、何らかの手段で移動通信端末２０との間で情報の送受信が行われればよい。また、建物影響推定装置１０は、移動通信端末２０の測位（演算）を行うサーバの一機能として実現されてもよい。

移動通信端末２０は、具体的には例えば、携帯電話機に相当し、移動通信システムを提供する事業者と契約したユーザによって用いられる。移動通信端末２０は、移動通信システムの移動体通信網（セルラ通信網）に含まれる複数の基地局３０との間で無線通信を行うことにより、移動体通信（セルラ通信）を行う機能を有している。移動通信端末２０は、移動体通信の機能に基づく、建物の影響を推定するために必要な情報を取得して建物影響推定装置１０に送信する。具体的にどのような情報を取得して送信するのかについては後述する。なお、移動通信端末２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ及び無線通信モジュール等のハードウェアを備えて構成されている。

各基地局３０は、移動体通信網における構成要素ある一方で、建物の影響の推定を行うための電波を発信する電波の発信源であり、それぞれ予め位置が決められて設置されている。また、各基地局３０には、基地局ＩＤや基地局の位置情報等、基地局３０を一意に特定するための情報が設定されており、建物影響推定装置１０及び移動通信端末２０は当該情報に基づいて基地局３０を特定することができる。また、各基地局３０は、セクタ化されており、電波を送信する方向毎に複数のセクタが設定されていることもある（セクタについても上記と同様に特定されえる）。

引き続いて、建物影響推定装置１０の詳細な機能について説明する。図１に示すように、建物影響推定装置１０は、推定用データベース１１と、受信情報取得部１２と、位置情報取得部１３と、受信強度推定部１４と、比較部１５と、建物影響推定部１６と、出力部１７とを備えて構成される。

推定用データベース１１は、建物の影響の推定に用いる情報を予め記憶したデータベースである。記憶される情報は、予め建物影響推定装置１０の管理者等によって入力される。推定用データベース１１は、具体的には、各基地局３０に関する情報を記憶している。各基地局３０に関する情報としては、各基地局３０が設けられている位置を示す情報、及び各基地局３０から送信される電波の強度（送信強度）を示す情報等である。また、推定用データベース１１は、その他にも推定に必要な情報（例えば、計算に用いるパラメータ等）を記憶していてもよい。

受信情報取得部１２は、基地局３０から移動通信端末２０によって受信された電波の受信強度（信号強度）及び当該基地局３０を示す受信情報を取得する受信情報取得手段である。移動通信端末２０は、基地局３０から受信された電波の受信強度を測定することによって取得する。当該電波は、例えば、基地局３０が定期的に送信するパイロット信号（報知信号）に係る電波である。また、移動通信端末２０は、当該信号から基地局ＩＤ等の基地局３０を特定する情報を取得して、測定された受信強度を示す情報に対応付けて受信情報とする。また、電波に係るセクタが受信情報に含まれていてもよい。移動通信端末２０は、そのように取得された受信情報を建物影響推定装置１０に送信する。受信情報取得部１２は、移動通信端末２０から送信された受信情報を受信することによって、受信情報を取得する。

当該受信情報には、複数の基地局３０から受信された電波に係る情報が含まれていてもよい。移動通信端末２０が備えるブランチの数が複数であれば、１回の測定で複数の基地局３０からの電波の受信強度を測定することができる。また、当該受信情報には、複数の異なるタイミングにおいて受信された電波に係る情報が含まれていてもよい。移動通信端末２０から受信された受信情報に異なるタイミングにおいて受信された電波の受信強度の情報が含まれていた場合、受信情報取得部１２は、受信情報に含まれる基地局３０毎に当該複数の受信強度から統計値（例えば、全タイミングの受信強度の平均値又は中央値）を算出して、当該統計値を以下の処理で用いる受信強度とする。受信情報取得部１２は、取得した受信情報を受信強度推定部１４及び比較部１５に出力する。また、受信情報取得部１２は、必要に応じて取得した受信情報を位置情報取得部１３に出力する。

位置情報取得部１３は、移動通信端末２０によって受信情報に係る電波が受信された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段である。ここで取得される位置情報に係る位置は、必ずしも精度の高いものでなくてもよく精度が低い（例えば、誤差が数十ｍ〜数百ｍ程度の）概算位置でもよい。ここで取得される位置情報は、例えば、緯度及び経度等の位置座標を示す情報である。位置情報取得部１３は、例えば、受信情報取得部１２によって受信された受信情報に基づいて、移動通信端末２０の位置を推定（演算）することによって位置情報を取得する。具体的には、受信情報によって示される受信強度が最強の基地局３０の座標位置を移動通信端末２０の位置とすることとしてもよい。基地局３０の座標位置を示す情報は、推定用データベース１１から取得される。また、受信情報によって示される受信強度が最強の基地局３０のセクタの中心座標位置を移動通信端末２０の位置とすることとしてもよい。基地局３０のセクタの中心座標位置を示す情報は、推定用データベース１１から取得される。

また、位置情報取得部１３は、上記以外の方法によって移動通信端末２０の位置を推定することとしてもよい。例えば、基地局測位（演算）が行われてもよい。基地局測位とは、具体的には以下に示すような処理である。位置情報取得部１３は、移動通信端末２０から建物影響推定装置１０に送信された、基地局測位測位用の情報を受信する。基地局測位測位用の情報は、上記の受信情報に対応付けられて建物影響推定装置１０に送信される。基地局測位測位用の情報は、例えば、移動通信端末２０によって測定されて取得される、移動通信端末２０と基地局３０との間で送受信される電波の伝送遅延（例えばＲＴＴ：Round Trip Time）や電波の減衰量を示す情報（あるいはそれらの情報を算出するために測定された情報でもよい）、及び基地局３０やセクタを特定する情報（基地局ＩＤ，セクタＩＤ）である。位置情報取得部１３は、上記の電波の伝送遅延等の情報に基づいて、移動通信端末２０と基地局３０との間の距離を算出して、推定用データベース１１に格納された基地局３０の位置情報等を参照して、移動通信端末２０の位置を算出する。

更に、位置情報取得部１３は、移動通信端末２０の位置を推定するのではなく、移動通信端末２０から位置情報を受信することによって取得することとしてもよい。その場合、移動通信端末２０は、自端末の測位を行う機能を有しており、受信情報に対応付けて位置情報を建物影響推定装置１０に送信する。また、位置情報取得部１３は、移動通信端末２０以外の装置から移動通信端末２０から位置情報を受信することとしてもよい。位置情報取得部１３は、取得した位置情報を受信強度推定部１４に出力する。

受信強度推定部１４は、位置情報取得部１３によって取得された位置情報によって示される位置に応じた、受信情報取得部１２によって受信された受信情報によって示される基地局３０からの電波の受信強度を推定する受信強度推定手段である。受信強度推定部１４によって推定される電波の受信強度は、位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度の理論値である。図２に位置情報取得部１３によって取得された位置情報によって示される位置４１を示す。しかしながら、上述したように位置情報取得部１３によって取得された位置情報に示される位置４１は概算位置である（ことがある）ので、移動通信端末２０が実際に位置している位置４２とは異なるおそれがある。上記を考慮すると、受信強度推定部１４によって推定される受信強度は、位置情報によって示される位置における電波の受信強度（の理論値）ではなく、位置情報によって示される位置の周囲を含むエリアを代表した値であることが望ましい。そのような観点から、受信強度推定部１４は、具体的には以下のように電波の受信強度を推定する。

受信強度推定部１４は、位置情報によって示される位置を基準とした所定の範囲を設定する。例えば、図２に示すように受信強度推定部１４は、位置情報によって示される位置４１を中心として所定の半径の円の範囲４３（評価円４３）を当該所定の範囲として設定する。評価円４３の半径は、例えば、上記を考慮して予め設定されて受信強度推定部１４に記憶された値（例えば、１００ｍ等）が用いられる。また、この値は、基地局３０の通信エリア又は位置情報取得部１３によって取得された位置情報の推定方法に応じたものとしてもよい。即ち、上記の所定の範囲を基地局３０の通信エリア又は位置情報に係る位置の推定方法に応じたものとしてもよい。

具体的には、評価円４３の半径の値は、受信情報によって示される基地局３０のうち、受信情報によって示される受信強度が最強の基地局３０のセル半径の値が用いられてもよい。セル半径とは、基地局３０がカバーする通信エリアのことであり、基地局３０の電波強度や基地局３０の設置間隔等に基づいて基地局３０毎に定まるものである。上記のように評価円４３を決定する場合には、各基地局３０のセル半径の値を示す情報が予め推定用データベース１１に記憶されており、その値が受信強度推定部１４によって参照されて評価円４３が決定される。また、その地域における基地局３０の全セル半径の平均値や受信情報によって示される基地局３０のセル半径の平均値を評価円４３の半径の値としてもよい。上記は、セル半径が大きいほど、位置情報取得部１３によって推定される位置の精度が悪いと考えられることによるものである。

また、位置情報の推定が基地局３０の位置とする推定の場合は５００ｍ、セクタの中心位置とする推定の場合は２００ｍ等（予め受信強度推定部１４が推定方法と評価円４３の半径の値とを対応付けて記憶しておく）として、評価円４３の半径の値を決定することとしてもよい。即ち、高精度の測位方法ほど、半径の値を小さくする。その場合、位置情報取得部１３から、受信強度推定部１４に位置情報の推定方法を示す情報が出力され、その情報に基づいて評価円４３の半径の値が決定される。移動通信端末２０において位置の推定が行われる場合には、位置情報の推定方法を示す情報が移動通信端末２０から位置情報と併せて建物影響推定装置１０の位置情報取得部１３に送信される。上記は、位置情報取得部１３によって推定される位置の精度が位置情報の推定方法に応じたものになると考えられることによるものである。

続いて、受信強度推定部１４は、評価円４３の中の複数の位置に評価点４４（座標）を設定する。評価点４４は、例えば、図２に示すように、位置情報取得部１３によって取得された位置情報に示される位置４１を基準にして一定方向（例えば、南北方向及び東西方向）の等間隔の位置とされる。評価点４４間の間隔Ｉは、例えば予め設定され受信強度推定部１４に記憶された値（システムパラメータ）や、評価円４３の半径の値から算出した値を用いることができる。例えば、評価点間隔Ｉ＝評価円半径／ｎ（ｎは受信強度推定部１４に記憶された値（システムパラメータ）であり、例えば１０等）という式に基づいて算出する。なお、評価点４４は、位置情報に示される位置４１も含むこととしてもよい。

また、上記の方法よりも高精度な評価点設定の方法として、以下の方法がある。まず、位置情報取得部１３は、位置に応じた発信源から移動通信端末によって受信される電波の受信強度を予め記憶しておく。具体的には、事前に全基地局３０がカバーしているエリアをグリッド化し、各グリッドにおいて全基地局３０からの無線信号の電界強度（当該グリッドにおいて移動通信端末２０）を推定する。グリッド化は、後述するような方法で行われてもよい。電界強度の推定は、基地局３０からの距離、グリッドの地形、地理的な特徴、建物の形状、建物の材質等の要素を考慮して行う必要がある。推定された各グリッドにおける全基地局の推定信号強度をデータベースに記録しておく。

このデータベースの構造として、各グリッドの位置座標、各グリッドにおける全基地局の識別子、および各基地局からの推定信号電界強度等が記録されている。このデータベースは上記の推定用データベース１１に記録されてもよい。このデータベースはネットワークの管理者等が、事前に測定、もしくは計算機シミュレーション等を用いて作成する。このデータベースは、通常データベース照合を利用して移動通信端末２０の位置を推定する測位システムで用いられるデータベースと同じものを利用してもよい。

続いて、位置情報取得部１３は、当該記憶した受信強度と受信情報取得部１２によって取得された受信情報に係る受信強度とを比較して、比較結果に基づいて位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部１３は、移動通信端末２０によって測定されて取得される、移動通信端末２０と基地局３０との間で送受信される電波の信号強度（受信強度）と、このデータベースに記録されている推定信号電界強度と照合し、測定された信号強度と最も一致する度合いが高いグリッドを算出する。一致する度合の算出方法として、例えば、移動通信端末２０で測定されたデータとデータベースに記録されている推定信号電界強度の間のユークリッド距離を求め、ユークリッド距離が小さいグリッドを一致する度合いが高いグリッドとする等の方法を用いてもよい。ユークリッド距離の算出方法は、移動通信端末２０で測定された各基地局３０に対して、測定された信号強度とデータベースに記録されている同じ基地局３０における推定信号電界強度との差分をそれぞれ算出し、移動通信端末２０で測定された全基地局３０のそれぞれの差分の２乗和の平方根をユークリッド距離とする。位置情報取得部１３は、算出された最も位置度合いが高いグリッドの位置座標（例えば、グリッドの中心点）を位置情報として設定する。

但し、位置情報取得部１３で算出される上記の位置情報は一つの位置に係るものでなくてもよい。この場合、例えば、データベースの各グリッドにおける一致の度合いのそれぞれ算出し、一致の度合いがもっとも高いｎ個のグリッドの位置座標を位置情報として設定する。ｎは、例えば、ｎ＝１０等のような、ネットワーク管理者等が、事前に設定するパラメータであってもよい。図６に示すように、上記の位置を位置情報とした場合、それらの位置を上記の評価点４４として用いてもよい。当該評価点４４を示す情報は、位置情報取得部１３から受信強度推定部１４に入力される。受信強度推定部１４は、位置情報取得部１３から入力された評価点４４を以下のように扱って、位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を推定する。

更に、図６に示すように、位置情報取得部１３は、（上記の記憶された受信強度との比較による方法以外での）上述したような方法で位置情報に示される位置４１が取得可能であれば、位置４１を基準として、所定の範囲を設定する。設定された範囲内においてのみ上記の一致する度合いを算出して、評価点４４の設定を実施してもよい。この場合、範囲の設定は、例えば、上記の範囲設定方法と同じ方法を用いてもよい。

続いて、受信強度推定部１４は、各評価点４４において、受信情報によって示される基地局３０からの電波の受信強度（の理論値）を計算する。ここで計算される理論値は、移動通信端末２０が当該地点で建物の外（＝屋外）にいるものとして計算される。受信強度推定部１４は、推定用データベース１１に記憶されている各基地局３０の位置を示す情報を参照して、各基地局３０と評価点４４との間の距離を算出する。続いて、当該距離と推定用データベース１１に記憶されている各基地局３０の電波の送信強度とから受信強度を計算する。この計算には、例えば奥村−秦等の電波伝搬モデル（例えば、「M．Hata，“Empirical formula for propagation loss in land mobileradio services，”IEEE Trans． Veh．Technol．，VT- 29，No． 3，pp． 317-325， Aug．1980．」参照）が用いられる。電波伝搬モデルのパラメータは、予めチューニングされたものが受信強度推定部１４に記憶されているものが用いられる。受信強度推定部１４は、受信情報によって示される各基地局３０、及び各評価点４４に対して、受信強度を算出する。

受信強度推定部１４は、基地局３０毎に各評価点４４における受信強度の統計値（例えば、全評価点４４における受信強度の平均値又は中央値）を算出する。受信強度推定部１４は、このように算出された基地局３０毎の統計値を、位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度としてもよい。また、受信強度推定部１４は、各基地局３０の統計値の更なる統計値（例えば、全基地局３０に対する受信強度の平均値又は中央値）を算出する。受信強度推定部１４は、このように算出された一つの統計値を、位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度としてもよい。このように受信強度を一つの値とする場合には、受信情報取得部１２によって取得される受信情報の受信強度も一つの値とする。その場合、受信情報取得部１２は、受信情報に含まれる各基地局３０に対応する受信強度の値の統計値（例えば、全基地局３０に対する受信強度の平均値又は中央値）を算出し、その統計値を受信情報に係る受信強度の値とする。受信強度推定部１４は、推定した、上記の位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を比較部１５に出力する。

また、受信強度推定部１４による受信強度の推定は、上記のように（建物の影響の推定の）処理毎に計算するのではなく、位置に応じた各基地局３０からの電波の受信強度を予め計算して受信強度推定部１４に記憶させておき、その情報に基づいて行われてもよい。具体的には例えば、まず、サービスエリア（移動通信端末２０が移動体通信を行うことができるエリア。また、サービスエリアを複数に区切った各エリアを計算対象としてもよい）をｎ×ｍの大きさのグリッドに区切る。ここで、ｎ×ｍは予め設定されたパラメータであり、例えば、１５０ｍ×２００ｍ等の大きさである。そして、各グリッドの中心点を（予め定めた）評価点として、当該評価点における各基地局３０からの電波の受信強度を上記と同様に計算する。この際、計算対象の基地局３０は、サービスエリアに含まれる全ての基地局３０とする。また、評価点から一定距離（例えば、１０００ｍ等）の範囲にある全ての基地局３０を計算対象の基地局３０としてもよい。

上記のように算出された各評価点における基地局３０毎の電波の受信強度の情報として、建物影響推定装置１０（の推定用データベース１１等に）に記憶させておく。具体的には、各評価点を識別する識別子、評価点の位置及び基地局３０毎の電波の受信強度の値をそれぞれ対応付けて記憶させておく。受信強度推定部１４は、決定した評価円４３に含まれる評価点の基地局３０毎の電波の受信強度の情報を読み出して、上記と同様に位置情報によって示される位置に応じた受信強度を推定する。

比較部１５は、受信強度推定部１４によって推定された受信強度の値（推測受信強度）と受信情報取得部１２によって受信された受信情報によって示される電波の受信強度の値（実測受信強度）とを比較する比較手段である。具体的には、比較部１５は、推測受信強度から実測受信強度を引き算して、差分値を得ることによって、それらの値を比較する。比較部１５に入力される推測受信強度及び実測受信強度は、それぞれ対応されている（例えば、推測受信強度及び実測受信強度の両方とも一つの値、又は推測受信強度及び実測受信強度の両方とも基地局３０毎の値）ので、それぞれ対応する値同士の引き算が行われる。従って、比較部１５に入力された推測受信強度及び実測受信強度の数と同じ数の引き算された結果が得られる。比較部１５は、上記の演算によって得られた値を建物影響推定部１６に出力する。

建物影響推定部１６は、比較部１５による比較の結果に基づいて移動通信端末２０に対する建物の影響を推定する建物影響推定手段である。推定される建物の影響は、上述したように移動通信端末２０が建物の中に位置しているか否か、又は基地局３０から移動通信端末２０に到達する電波の建物侵入損である。具体的には、建物影響推定部１６は、比較部１５から入力された推測受信強度と実測受信強度との差分値に係数を乗算して電波の建物侵入損（を示す指標値）を推定する。上記の係数は、予め建物影響推定部１６に記憶されたシステムパラメータである。電波の建物侵入損を示すこの値は、全基地局３０で受信強度の統計値と取っている場合には１つの値となり、基地局３０毎の受信強度の差分値を用いた場合は基地局３０毎の値となる。また、建物影響推定部１６は、電波の建物侵入損を示す上記の値が閾値以上であるか否かを判断することによって、移動通信端末２０が建物の中に位置しているか否かを判断することとしてもよい。電波の建物侵入損が閾値以上であれば、移動通信端末２０が建物の中に位置していると判断される。なお、上記の閾値は予め試験等に基づいて適切な値に設定されて、建物影響推定部１６に記憶されている。

また、基地局３０毎の受信強度の差分値が得られている場合には、建物影響推定部１６は以下のように電波の建物侵入損を算出してもよい。受信強度の差分値が閾値ｐ以上となる基地局３０の数が閾値ｑ以上の場合、閾値ｐ以上となった差分値の統計値（例えば、平均値等）を建物侵入損（を示す指標値）とする。建物影響推定部１６は、推定した建物の影響を示す情報（建物侵入損の値、移動通信端末２０が建物の中に位置しているか否かを示す情報）を出力部１７に出力する。

出力部１７は、建物影響推定部１６によって推定された建物の影響を示す情報を出力する出力手段である。例えば、出力部１７は、建物の影響を建物影響推定装置１０の管理者等が確認できるように建物影響推定装置１０が備える表示装置に建物の影響を示す情報を表示することによって出力を行う。あるいは、出力部１７は、移動通信端末２０やその他の装置やモジュール等に建物の影響を示す情報を出力してもよい。その場合、その情報は、例えば、移動通信端末２０の測位を行う際の参考情報として用いられる。

図３に建物影響推定装置１０のハードウェア構成を示す。図３に示すように建物影響推定装置１０は、ＣＰＵ１０１、主記憶装置であるＲＡＭ（Random Access Memory）１０２及びＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、通信を行うための通信モジュール１０４、並びにハードディスク等の補助記憶装置１０５等のハードウェアを備えるコンピュータを含むものとして構成される。これらの構成要素がプログラム等により動作することにより、上述した建物影響推定装置１０の機能が発揮される。

引き続いて、図４及び図５のフローチャートを用いて、本実施形態に係る建物影響推定装置１０で実行される処理（建物影響推定方法）を説明する。

まず、移動通信端末２０によって基地局３０からの電波が受信されて、受信された電波の受信強度（信号強度）及び当該基地局３０を示す受信情報が建物影響推定装置１０に送信される。電波の受信及び受信情報の送信は、移動通信端末２０側から自発的に行われてもよいし、建物影響推定装置１０からの要求に応じて行われてもよい。建物影響推定装置１０では、受信情報取得部１２によって受信情報が受信される（Ｓ０１、受信情報取得ステップ）。受信情報に含まれる基地局３０を示す情報は、受信情報取得部１２から受信強度推定部１４に出力される。

続いて、受信情報取得部１２によって受信情報から各基地局３０からの受信強度を示す情報を抽出する（Ｓ０２、受信情報取得ステップ）。続いて、受信情報取得部１２によって、比較部１５による比較に用いられるために受信強度の統計値が算出され、その値が受信情報に係る受信強度の値とされる（Ｓ０３、受信情報取得ステップ）。受信情報に係る受信強度の値は、受信情報取得部１２から比較部１５に出力される。

その一方で、受信情報取得部１２による受信情報の受信が行われた後、位置情報取得部１３によって、移動通信端末２０によって電波が受信された位置を示す位置情報が取得される（Ｓ０４、位置情報取得ステップ）。位置情報の取得は、例えば、上述したように、受信情報取得部１２から位置情報取得部１３に受信情報が入力されて、当該受信情報から算出される。あるいは、移動通信端末２０から位置情報を受信することによって取得されてもよい（その場合は、必ずしも受信情報取得部１２による受信情報の受信が行われた後に行われる必要はない）。取得された位置情報は、位置情報取得部１３から受信強度推定部１４に出力される。

続いて、以下のように受信強度推定部１４によって、位置情報によって示される位置に応じた、受信情報によって示される基地局３０からの電波の受信強度が推定される。まず、位置情報によって示される位置４１を中心とした評価円４３が設定される。また、評価円４３の中に複数の評価点４４が設定される（Ｓ０５、受信強度推定ステップ）。続いて、各評価点４４における受信情報によって示される基地局３０からの電波の受信強度が推定される（Ｓ０５、受信強度推定ステップ）。

受信強度の推定は、例えば、図５のフローチャートに示すように行われる。まず、設定された複数の評価点４４のうちから一つが計算対象とされる（Ｓ１１、受信強度推定ステップ）。続いて、受信情報によって示される基地局３０のうちから一つが計算対象とされる（Ｓ１２、受信強度推定ステップ）。続いて、計算対象とされた評価点４４と基地局３０との間の距離が算出され、当該距離に基づいて評価点４４における当該基地局３０からの電波の受信強度が算出される（Ｓ１３、受信強度推定ステップ）。続いて、受信情報によって示される基地局３０のうち、その評価点４４に対して受信強度が算出されていない基地局３０がないか判断される（Ｓ１４、受信強度推定ステップ）。未算出の基地局３０があると判断された場合は、未算出の基地局３０から一つが計算対象とされ再度、上記と同様に受信強度が計算される（Ｓ１２，Ｓ１３）。その後、上記と同様にその評価点４４に対して受信強度が算出されていない基地局３０がないか判断される（Ｓ１４）。

未算出の基地局３０がないと判断された場合は、評価点４４のうち受信強度が算出されていない評価点４４がないか判断される（Ｓ１５、受信強度推定ステップ）。未算出の評価点４４があると判断された場合は、未算出の評価点４４から一つが計算対象とされ再度、上記と同様に受信強度が計算される（Ｓ１１〜Ｓ１５）。未算出の評価点４４がないと判断された場合は、受信強度の算出の処理は終了する。この処理で、各評価点４４における各基地局３０からの電波の受信強度の値が算出される。

なお、上述したように予めグリッド毎の各基地局３０からの電波の受信強度を予め算出して受信強度推定部１４に記憶させておき、その値を各評価点４４における各基地局３０からの電波の受信強度とすることとしてもよい。

続いて、図４に示すように受信強度推定部１４によって、比較部１５による比較に用いられるために上記のように算出（推定）された受信強度の統計値が算出される（Ｓ０７、受信強度推定ステップ）。統計値は、上述したように基地局３０毎の統計値（この場合、基地局３０の数だけの統計値が算出される）、又は全基地局３０の統計値（この場合、一つの統計値が算出される）である。算出された統計値は、受信強度推定部１４から比較部１５に出力される。

続いて、受信強度推定部１４によって推定された受信強度の値（推測受信強度）と受信情報取得部１２によって受信された受信情報によって示される電波の受信強度の値（実測受信強度）とが比較部１５によって比較される（Ｓ０８、比較ステップ）。具体的には、推測受信強度から実測受信強度を引き算して、差分値が得られる。続いて、上記の演算によって得られた値が、比較部１５から建物影響推定部１６に出力される。

続いて、建物影響推定部１６によって、比較部１５による比較の結果を示す数値に基づいて移動通信端末２０に対する建物の影響が推定される（Ｓ０９、建物影響推定ステップ）。具体的には、比較部１５から入力された差分値に係数が乗算されて電波の建物侵入損が算出される。また、算出された建物侵入損と閾値とが比較されて、移動通信端末２０が建物の中に位置しているか否かが判断される。推定した建物の影響を示す情報（建物侵入損の値、移動通信端末２０が建物の中に位置しているか否かを示す情報）は、建物影響推定部１６から出力部１７に出力される。

続いて、建物影響推定部１６によって推定された建物の影響を示す情報が、出力部１７によって出力される（Ｓ１０、出力ステップ）。

上述したように、本実施形態では、移動通信端末２０の位置における基地局３０からの、測定された電波の受信強度と推定（計算）された受信強度との比較に基づいて移動通信端末２０に対する建物の影響が推定される。従って、電波の送受信に係る特別な装置を必要とせず、通常ユーザに用いられる移動通信端末２０に対する建物の影響を推定することができる。また、建物の形状等の建物に関する情報や煩雑な計算も必要としない。即ち、本実施形態によれば、移動通信端末２０に対する建物の影響を適切かつ簡易に推定することができる。

また、上述したように位置情報によって示される位置を基準とした評価円４３等の所定の範囲における複数の評価点４４（位置）での基地局３０からの電波の受信強度を推定して、当該評価点４４での受信強度から位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を推定することとすることが望ましい。即ち、推定される電波の受信強度は、所定の範囲全体における受信強度が反映されたものとなる。位置情報に係る位置の精度が高くなく実際の移動通信端末２０の位置との乖離があった場合であっても、上記の所定の範囲に実際の移動通信端末２０の位置に含ませることができる。従って、位置情報に係る位置の精度が高くない場合であってもより適切に建物の影響を推定することができる。但し、位置情報によって示される位置の精度が高いと考えられる場合は、位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を（所定の範囲でなく）位置情報によって示される位置での受信強度とすることができる。

また、上述したように上記の所定の範囲（の広さ）を基地局３０の通信エリア又は位置情報に係る位置の推定方法に応じたものとすることが望ましい。この構成によれば、位置情報によって示される位置の精度に応じて、受信強度を推定する範囲を適切な大きさにすることができ、その結果、適切に建物の影響を推定することができる。但し、所定の範囲は一定の広さであってもよい。

また、上述したように受信強度の測定値及び推定値（計算値）を全基地局３０の統計値のような一つの値としてもよいし、基地局３０毎の値としてもよい。これらの構成によれば確実に建物の影響を推定することができる。

また、本実施形態のように受信情報から位置を推定して、位置情報を取得することが望ましい。この構成によれば、建物の影響の推定に際して、建物影響推定装置は少なくとも受信情報を（外部から）取得すればよい。また、電波が受信された位置に係る位置情報を確実に取得することができる。

また、上述したように受信情報に係る電波強度は、複数の異なるタイミングにおいて移動通信端末２０によって受信された電波の受信強度から算出されることが望ましい。通常、移動通信端末２０によって受信される電波の受信強度はフェージング等で変動するが、この構成によれば、その変動を除去することができ、その結果、適切に建物の影響を推定することができる。

なお、上述したように、本実施形態では、建物の影響の推定の処理を行う主体が建物影響推定装置１０であったが、当該処理を行う主体が移動通信端末２０であってもよい。即ち、その場合、本発明の機能を移動通信端末２０が全て備えている構成であってもよい。その場合、推定の処理等に必要な情報を予め移動通信端末２０に送信しておく。

また、本実施形態のように電波の発信源は必ずしも基地局３０でなくてもよく、移動通信端末２０に受信される電波が発信されるものであればよい。

１０…建物影響推定装置、１１…推定用データベース、１２…受信情報取得部、１３…位置情報取得部、１４…受信強度推定部、１５…比較部、１６…建物影響推定部、１７…出力部、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＡＭ、１０３…ＲＯＭ、１０４…通信モジュール、１０５…補助記憶装置、２０…移動通信端末、３０…基地局。

Claims (10)

1. 移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定装置であって、
   １以上の電波の発信源から移動通信端末によって受信された電波の受信強度及び当該発信源を示す受信情報を取得する受信情報取得手段と、
   前記移動通信端末によって前記電波が受信された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記位置情報取得手段によって取得された位置情報によって示される位置に応じた、前記受信情報取得手段によって受信された受信情報によって示される前記発信源からの電波の受信強度を推定する受信強度推定手段と、
   前記受信強度推定手段によって推定された受信強度と前記受信情報取得手段によって取得された受信情報によって示される電波の受信強度とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較の結果に基づいて前記移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定手段と、
   前記建物影響推定手段によって推定された前記建物の影響を示す情報を出力する出力手段と、
   を備える建物影響推定装置。
2. 前記受信強度推定手段は、前記位置情報によって示される位置を基準とした所定の範囲における複数の位置での前記発信源からの電波の受信強度を推定して、当該複数の位置での受信強度から前記位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を推定することを特徴とする請求項１に記載の建物影響推定装置。
3. 前記受信強度推定手段は、前記所定の範囲を前記発信源の通信エリア又は前記位置の推定方法に応じたものとすることを特徴とする請求項２に記載の建物影響推定装置。
4. 前記受信強度推定手段は、前記複数の位置における前記発信源からの電波の受信強度から一つの統計値を算出して、前記位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度とすることを特徴とする請求項２又は３に記載の建物影響推定装置。
5. 前記受信強度推定手段は、前記複数の位置における前記発信源からの電波の受信強度から当該発信源毎の統計値を算出して、前記位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度とし、
   前記比較手段は、前記受信強度推定手段によって推定された前記発信源毎の受信強度各々と前記受信情報取得手段によって受信された情報によって示される電波の受信強度とを比較する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の建物影響推定装置。
6. 前記位置情報取得手段は、前記受信情報取得手段によって取得された受信情報に基づいて、前記位置を推定することによって前記位置情報を取得することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の建物影響推定装置。
7. 前記位置情報取得手段は、位置に応じた発信源から移動通信端末によって受信される電波の受信強度を予め記憶しておき、当該記憶した受信強度と前記受信情報取得手段によって取得された受信情報に係る受信強度とを比較して、比較結果に基づいて位置情報を取得し、
   前記受信強度推定手段は、前記位置情報によって示される位置を基準とした複数の位置での前記発信源からの電波の受信強度を推定して、当該複数の位置での受信強度から前記位置情報によって示される位置に応じた電波の受信強度を推定する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の建物影響推定装置。
8. 前記受信情報取得手段は、複数の異なるタイミングにおいて移動通信端末によって受信された電波の受信強度及び当該発信源を示す情報を取得し、当該複数の異なるタイミングに係る情報から受信情報を算出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の建物影響推定装置。
9. 前記建物影響推定手段は、前記移動通信端末が建物の中にいるか否か、及び前記移動通信端末によって受信される前記発信源からの電波の建物侵入損の少なくともいずれかを前記建物の影響として推定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の建物影響推定装置。
10. 移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定方法であって、
    １以上の電波の発信源から移動通信端末によって受信された電波の受信強度及び当該発信源を示す受信情報を取得する受信情報取得ステップと、
    前記移動通信端末によって前記電波が受信された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
    前記位置情報取得ステップにおいて取得された位置情報によって示される位置に応じた、前記受信情報取得ステップにおいて受信された受信情報によって示される前記発信源からの電波の受信強度を推定する受信強度推定ステップと、
    前記受信強度推定ステップにおいて推定された受信強度と前記受信情報取得ステップにおいて取得された受信情報によって示される電波の受信強度とを比較する比較ステップと、
    前記比較ステップにおける比較の結果に基づいて前記移動通信端末に対する建物の影響を推定する建物影響推定ステップと、
    前記建物影響推定ステップにおいて推定された前記建物の影響を示す情報を出力する出力ステップと、
    を含む建物影響推定方法。
    

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