JP2015050481A - 判定装置並びに判定方法、基地局装置、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る無線通信システムの概要を示す図である。本無線通信システムでは、1つの送信側通信装置(基地局装置101)と2つ以上の受信側通信装置(携帯端末102、103)とが通信を行う。なお、基地局装置101は、複数のアンテナを有する。また、本実施形態では、2つの受信側通信装置が共に携帯端末である例について説明するが、これらのうち、少なくとも1つは固定された端末であってもよい。
図2は、基地局装置101の機能構成の例を示すブロック図である。基地局装置101は、例えば、判定装置201と通信部202と複数のアンテナ203とを有する。本実施形態においては、判定装置201が、第1の携帯端末102の位置と第2の携帯端末103の位置との高さの差を判定する。基地局装置101は、判定装置201において判定された高さの差に応じて、垂直方向のビームフォーミング(3次元ビームフォーミング)を実行するかを判定する。なお、本実施形態では、判定装置201が基地局装置101内に存在するが、例えば基地局装置101には含まれなくてもよく、基地局装置101以外のネットワークノードとして判定装置201が存在してもよい。
PL(d,h)=PL(d,h=1.5m)−α(h−1.5m)
と表すことができる。なお、PL(d,h)は、3次元の伝搬損失の大きさを示し、dは基地局装置と端末との水平方向における距離を示す値であり、hは端末の位置の高さを示す値である。PL(d,h=1.5m)は、端末の高さが1.5mであると仮定したときの2次元の伝搬損失を表す。PL(d,h=1.5m)は、
PL(d,h=1.5m)=PL0+10γlog10(d/d0)
と表すことができる。ここで、PL0は、基準距離d0における伝搬損失である。αは、端末の位置の高さが伝搬損失に与える影響を定めるパラメータである。αは、例えば、0.6dB/m、0.9dB/m、1.1dB/m、1.5dB/mなどである。なお、本実施形態では、αの値を特に定めないで説明するが、どのような値であっても、以下の議論を適用することができる。
PL(d,h)=PL0+10γlog10(d/d0)−α(h−1.5m)
を得ることができる。
PL(d1,h1)−PL(d2,h2)≒α(h2−h1)
となる。なお、基地局装置101と第1の携帯端末102及び第2の携帯端末103との間の距離d1及びd2が異なっていたとしても、この距離の差が著しく大きくなければこれを無視することができる。これは、10γlog10(d1/d0)−10γlog10(d2/d0)=10γlog10(d1/d2)は対数関数であり、一般的に、線形的に作用する高さの差と比べると無視することができるほどに影響が小さいからである。なお、第1の携帯端末102及び第2の携帯端末103における送信アンテナゲイン及び送信電力が同じであれば、受信電力の差が、上述の伝搬損失の差α(h2−h1)となる。
で与えられる。
H0:μ1−μ2≦μ0
H1:μ1−μ2>μ0
という仮説を用いてこの問題を定式化することができる。本仮説検定では、サンプル{X1,…,XN1}及び{Y1,…,YN2}に基づいて、所与の確率β(%)で帰無仮説H0を棄却することができるかを判定することが目標となる。
となる。ここで、このZスコアは、平均がμ0で標準偏差が
である正規分布において、上述のサンプル平均の差X'−Y'の値が、正規分布のどの位置に対応するかを示す。例えば、Zスコアが2.5とすると、サンプル平均の差X'−Y'の値は、この正規分布において、2.5σ(σは標準偏差)の位置に対応する値であることを示す。ここで、2.5σの位置に対応する値以上の値は、正規分布においては、2.5%より低い確率でしか生じない。これは、帰無仮説H0が正しいとすれば、得られたサンプル平均の差X'−Y'の値が2.5%より低い確率でしか生じない、稀な値であることを示す。したがって、この場合、有意水準97.5%で、帰無仮説H0を棄却することができる。
となる。また、このとき、これらのサンプルの不偏分散は、
となる。
H0:|X'−Y'|≦αη0
H1:|X'−Y'|>αη0
のように置くことができる。
のように得ることができる。
のように計算される。また、サンプルの分散は、
のように計算される。
上述の判定装置201が実行する処理の一例について、図6にまとめた。まず、判定装置201は、情報取得部211において、第1の携帯端末102及び第2の携帯端末103のそれぞれから伝搬損失に関する情報を取得する(S601)。なお、この情報の取得に先立って、基地局装置101から、第1の携帯端末102及び第2の携帯端末103に対して、同一の周波数を使用して、同一の電力で信号を送信すべき旨の指示を送信してもよい。このような場合、伝搬損失に関する情報は、例えば、第1の携帯端末102及び第2の携帯端末103のそれぞれから受信した信号の受信強度であってもよい。そして、判定装置201は、例えば、高度差判定部210において、取得した情報により伝搬損失の差を算出する(S602)。その後、判定装置201は、高度差判定部210において、伝搬損失の差と、高さの差に基づいて定まる値(例えばα(h2−h1))とにより、第1の携帯端末102及び第2の携帯端末103が存在する位置の高さの差を判定する(S603)。
Claims (11)
- 第1の通信装置の位置と第2の通信装置の位置との高さの差を判定する判定装置であって、
基地局装置が前記第1の通信装置から受信した信号に関する又は前記第1の通信装置が前記基地局装置から受信した信号に関する、第1の値の情報と、前記基地局装置が前記第2の通信装置から受信した信号に関する又は前記第2の通信装置が前記基地局装置から受信した信号に関する、第2の値の情報とを取得する取得手段と、
前記第1の値と前記第2の値との差の絶対値と、前記第1の通信装置の位置と前記第2の通信装置の位置との高さの差に応じて定まる所定値とに基づいて、前記高さの差を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする判定装置。 - 前記判定装置は、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離が、水平方向において所定の距離以内である場合に、前記高さの差の判定を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の判定装置。 - 前記第1の値は、前記基地局装置が前記第1の通信装置から受信した信号の強度を示す値もしくはその強度を示す値の平均値または前記第1の通信装置が前記基地局装置から受信した信号の強度を示す値もしくはその強度を示す値の平均値であり、前記第2の値は、前記基地局装置が前記第2の通信装置から受信した信号の強度を示す値もしくはその強度を示す値の平均値または前記第2の通信装置が前記基地局装置から受信した信号の強度を示す値もしくはその強度を示す値の平均値である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の判定装置。 - 前記第1の値は、前記基地局装置と前記第1の通信装置との間の伝搬損失を示す値またはその伝搬損失を示す値の平均値であり、前記第2の値は、前記基地局装置と前記第2の通信装置との間の伝搬損失を示す値またはその伝搬損失を示す値の平均値である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の判定装置。 - 前記判定手段は、前記絶対値から前記所定値を減じた値の分布に基づく仮説検定により、前記高さの差を判定する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の判定装置。 - 前記判定手段は、前記絶対値が、前記所定値を超えるか否かによって、前記高さの差を判定する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の判定装置。 - 前記基地局装置であって、請求項1から6のいずれか1項の判定装置を有することを特徴とする基地局装置。
- 複数のアンテナと、
前記高さの差が所定の大きさ以上である場合、前記第1の通信装置との間の通信と前記第2の通信装置との通信とを、前記複数のアンテナを用いて同時に行う通信手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項7に記載の基地局装置。 - 前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とに対して、所定の周波数において所定の電力で信号を送信することを指示する指示手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の基地局装置。 - 第1の通信装置の位置と第2の通信装置の位置との高さの差を判定する判定装置の判定方法であって、
取得手段が、基地局装置が前記第1の通信装置から受信した信号に関する又は前記第1の通信装置が前記基地局装置から受信した信号に関する、第1の値の情報と、前記基地局装置が前記第2の通信装置から受信した信号に関する又は前記第2の通信装置が前記基地局装置から受信した信号に関する、第2の値の情報とを取得する取得工程と、
判定手段が、前記第1の値と前記第2の値との差の絶対値と、前記第1の通信装置の位置と前記第2の通信装置の位置との高さの差に応じて定まる所定値とに基づいて、前記高さの差を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする判定方法。 - 第1の通信装置の位置と第2の通信装置の位置との高さの差を判定する判定装置が有するコンピュータに、
基地局装置が前記第1の通信装置から受信した信号に関する又は前記第1の通信装置が前記基地局装置から受信した信号に関する、第1の値の情報と、前記基地局装置が前記第2の通信装置から受信した信号に関する又は前記第2の通信装置が前記基地局装置から受信した信号に関する、第2の値の情報とを取得する取得工程と、
前記第1の値と前記第2の値との差の絶対値と、前記第1の通信装置の位置と前記第2の通信装置の位置との高さの差に応じて定まる所定値とに基づいて、前記高さの差を判定する判定工程と、
を実行させるためのプログラム。
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