JP2017151007A - Wave source position estimation device, program for execution of computer, and computer readable recording medium holding program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、波源位置推定装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。 The present invention relates to a wave source position estimation device, a program for causing a computer to execute, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
周波数の2次利用は、1次利用者への影響が無い範囲で利用が可能である。そこで、周波数の利用効率を高めるために、周波数の2次利用の検討が進められている。 The secondary use of the frequency can be used within a range that does not affect the primary user. Therefore, in order to increase the frequency use efficiency, studies on secondary use of the frequency are underway.
周波数の2次利用の可否を判定するために、周波数の1次利用の有無を検出する必要がある。そして、周波数の1次利用の有無を検出するためには、波源位置を推定する必要がある。 In order to determine whether or not the secondary use of the frequency is possible, it is necessary to detect the presence or absence of the primary use of the frequency. And in order to detect the presence or absence of the primary use of a frequency, it is necessary to estimate a wave source position.
従来、波源位置を推定する方法として、非特許文献1に記載の方法が知られている。非特許文献1に記載の方法では、TDoA(Time Differential of Arrival)を用いて波源位置を推定する。
Conventionally, a method described in
より具体的には、長距離センサーと呼ばれる高精度なセンサーを用いて波源からの電波を受信し、複数のセンサーへの電波の到来時間差から波源を推定する。 More specifically, a radio wave from a wave source is received using a highly accurate sensor called a long distance sensor, and the wave source is estimated from the arrival time differences of radio waves to a plurality of sensors.
即ち、電波が波源から2つのセンサーSA,SBへ到来するときの到来時間差|ta−tb|を算出する。そして、到来時間差|ta−tb|を用いて、電波が波源からセンサーSA,SBへ到来するときの伝搬距離差|La−Lb|を算出する。 That is, the arrival time difference | t a −t b | when the radio wave arrives at the two sensors S A and S B from the wave source is calculated. Then, the arrival time difference | t a -t b | with propagation distance difference when the radio wave arrives from the wave source sensor S A, the S B | L a -L b | is calculated.
同様にして、電波が波源からセンサーSB,SCへ到来するときの伝搬距離差|Lb−Lc|と、電波が波源からセンサーSC,SAへ到来するときの伝搬距離差|Lc−La|とを算出する。 Similarly, the propagation distance difference | L b −L c | when the radio wave arrives from the wave source to the sensors S B and S C and the propagation distance difference when the radio wave arrives from the wave source to the sensors S C and S A | L c −L a | is calculated.
そうすると、3つの双曲線|La−Lb|,|Lb−Lc|,|Lc−La|を描画し、3つの双曲線の交点を波源位置として推定する。 Then, three hyperbola | L a -L b |, | L b -L c |, | L c -L a | are drawn, and the intersection of the three hyperbola is estimated as the wave source position.
しかし、非特許文献1に記載の推定方法では、センサー間の同期を取る必要であり、高機能なシステムが必要となる問題がある。また、波源位置推定のために計算量が大きくなるという問題がある。
However, in the estimation method described in
モニターするエリアおよび周波数範囲が広くなると、上記の問題は、より顕著になる。 The above problem becomes more prominent as the monitoring area and frequency range become wider.
そこで、この発明の実施の形態によれば、計算量を抑制して簡単に波源位置を推定可能な波源位置推定装置を提供する。 Therefore, according to the embodiment of the present invention, there is provided a wave source position estimation device that can easily estimate the wave source position while suppressing the amount of calculation.
また、この発明の実施の形態によれば、計算量を抑制して波源位置の簡単な推定をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。 In addition, according to the embodiment of the present invention, there is provided a program for causing a computer to execute simple estimation of a wave source position while suppressing a calculation amount.
更に、この発明の実施の形態によれば、計算量を抑制して波源位置の簡単な推定をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium on which a program for suppressing a calculation amount and causing a computer to execute a simple estimation of a wave source position is recorded.
この発明の実施の形態によれば、波源位置推定装置は、受信手段と、算出手段と、推定手段とを備える。受信手段は、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置における受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する。算出手段は、複数の端末装置の複数の端末情報に含まれる複数の位置情報に基づいて複数の端末装置の位置の分布における分散を算出する。推定手段は、算出された分散が第1のしきい値以上であるとき、複数の位置情報と複数の端末情報に含まれる複数の受信電力とに基づいて受信電力によって重み付けされた複数の端末装置の重心を波源位置として推定し、算出された分散が第1のしきい値よりも小さいとき、複数の端末装置のうちの2つの端末装置の位置情報によって示される2つの位置を外分する外分点または2つの位置を内分する内分点を求める処理を複数の端末装置のうちの全ての2つの端末装置について実行し、得られた外分点または内分点を平均して得られた位置を波源位置として推定する。 According to the embodiment of the present invention, the wave source position estimation apparatus includes a reception unit, a calculation unit, and an estimation unit. The receiving means receives terminal information including the position information of the terminal device composed of a mobile terminal or a stationary terminal and the received power in the terminal device from a plurality of terminal devices. The calculation means calculates a variance in the distribution of the positions of the plurality of terminal devices based on the plurality of pieces of position information included in the plurality of pieces of terminal information of the plurality of terminal devices. When the calculated variance is greater than or equal to the first threshold value, the estimation means is weighted by the received power based on the plurality of position information and the plurality of received power included in the plurality of terminal information. Is estimated as the wave source position, and when the calculated variance is smaller than the first threshold, the two positions indicated by the position information of the two terminal devices out of the plurality of terminal devices are externally divided. A process of obtaining an internal dividing point that internally divides a dividing point or two positions is executed for all two terminal devices among a plurality of terminal devices, and the obtained outer dividing point or inner dividing point is averaged. The estimated position is estimated as the wave source position.
この発明の実施の形態によれば、波源位置推定装置は、受信電力によって重み付けされた複数の端末装置の重心、2つの端末装置の2つの位置を内分した内分点の平均値または2つの位置を外分した外分点の平均値を波源位置として推定する。その結果、波源位置推定装置は、四則演算を用いて波源位置を推定できる。 According to the embodiment of the present invention, the wave source position estimation device is configured such that the center of gravity of a plurality of terminal devices weighted by received power, the average value of internal dividing points obtained by internally dividing two positions of two terminal devices, or two The average value of the external dividing points obtained by dividing the position is estimated as the wave source position. As a result, the wave source position estimation apparatus can estimate the wave source position using four arithmetic operations.
従って、計算量を抑制して簡単に波源位置を推定できる。 Therefore, it is possible to easily estimate the wave source position while suppressing the calculation amount.
また、波源位置推定装置は、内分点の平均値または外分点の平均値を波源位置として推定するので、端末装置の位置が偏った場合でも、波源位置を精度良く推定できる。 In addition, since the wave source position estimation apparatus estimates the average value of the internal dividing points or the average value of the external dividing points as the wave source position, the wave source position can be accurately estimated even when the position of the terminal device is biased.
また、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、波源位置の推定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置における受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第1のステップと、算出手段が、複数の端末装置の複数の端末情報に含まれる複数の位置情報に基づいて複数の端末装置の位置の分布における分散を算出する第2のステップと、推定手段が、算出された分散が第1のしきい値以上であるとき、複数の位置情報と複数の端末情報に含まれる複数の受信電力とに基づいて受信電力によって重み付けされた複数の端末装置の重心を波源位置として推定し、算出された分散が第1のしきい値よりも小さいとき、複数の端末装置のうちの2つの端末装置の位置情報によって示される2つの位置を外分する外分点または2つの位置を内分する内分点を求める処理を複数の端末装置のうちの全ての2つの端末装置について実行し、得られた外分点または内分点を平均して得られた位置を波源位置として推定する第3のステップとをコンピュータに実行させる。 According to the embodiment of the present invention, the program for causing the computer to execute is a program for causing the computer to perform estimation of the wave source position, and the receiving means is a terminal device comprising a mobile terminal or a stationary terminal. A first step of receiving terminal information including the position information of the terminal and the received power at the terminal device from the plurality of terminal devices, and the calculating means based on the plurality of position information included in the plurality of terminal information of the plurality of terminal devices. A second step of calculating the variance in the distribution of the positions of the plurality of terminal devices, and the estimating means, when the calculated variance is greater than or equal to the first threshold value, the plurality of position information and the plurality of terminal information Based on the plurality of received powers included, the center of gravity of the plurality of terminal devices weighted by the received power is estimated as the wave source position, and the calculated variance is calculated based on the first threshold value. A plurality of terminal devices for obtaining an external dividing point that divides two positions indicated by position information of two terminal devices out of a plurality of terminal devices or an internal dividing point that internally divides two positions. And the third step of estimating a position obtained by averaging the obtained outer dividing points or inner dividing points as a wave source position.
プログラムを実行させることにより、受信電力によって重み付けされた複数の端末装置の重心、2つの端末装置の2つの位置を内分した内分点の平均値または2つの位置を外分した外分点の平均値が波源位置として推定される。その結果、四則演算を用いて波源位置を推定できる。 By executing the program, the center of gravity of the plurality of terminal devices weighted by the received power, the average value of the internal dividing points obtained by internally dividing the two positions of the two terminal devices, or the outer dividing point obtained by dividing the two positions externally The average value is estimated as the wave source position. As a result, the wave source position can be estimated using four arithmetic operations.
従って、計算量を抑制して簡単に波源位置を推定できる。 Therefore, it is possible to easily estimate the wave source position while suppressing the calculation amount.
更に、この発明の実施の形態によれば、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、請求項6から請求項10のいずれか1項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
Furthermore, according to an embodiment of the present invention, the computer-readable recording medium on which the program is recorded is a computer-readable recording medium on which the program according to any one of
計算量を抑制して簡単に波源位置を推定できる。 The wave source position can be easily estimated while suppressing the amount of calculation.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態における無線通信システムを示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a radio communication system according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、無線通信システム10は、波源位置推定装置1と、複数の端末装置2とを備える。
With reference to FIG. 1, a
波源位置推定装置1および複数の端末装置2は、無線通信空間に配置される。複数の端末装置2および波源Sは、観測エリアREG内に配置される。観測エリアREGは、波源Sを中心とした円形形状を有する。
The wave source
複数の端末装置2の各々は、移動端末または静止端末からなる。そして、複数の端末装置2の各々は、例えば、GPS(Global Positioning System)によって自己の位置を検出する。
Each of the plurality of
また、複数の端末装置2の各々は、波源Sから電波を受信し、電波を受信したときの受信電力Pi(i=1,2,3,・・・)を検出する。
Each of the plurality of
更に、複数の端末装置2の各々は、受信電力Piを検出したときの時刻を検出する。
Further, each of the plurality of
そして、複数の端末装置2の各々は、自己の位置を示す位置情報(xi,yi)と、受信電力Piと、受信電力Piを検出したときの時刻を示す時間情報とを含む端末情報を生成し、その生成した端末情報を無線通信によって波源位置推定装置1へ送信する。
Each of the plurality of
波源位置推定装置1は、複数の端末装置2から複数の端末情報を受信し、その受信した複数の端末情報に基づいて、後述する方法によって、波源Sの位置である波源位置を推定する。
The wave source
図2は、図1に示す波源位置推定装置1の概略図である。図2を参照して、波源位置推定装置1は、アンテナ11と、受信手段12と、記憶手段13と、算出手段14と、推定手段15とを備える。
FIG. 2 is a schematic diagram of the wave source
受信手段12は、アンテナ11を介して複数の端末装置2から複数の端末情報を受信し、その受信した複数の端末情報を記憶手段13に記憶する。
The receiving means 12 receives a plurality of terminal information from the plurality of
記憶手段13は、受信手段12から受けた複数の端末情報を記憶する。
The
算出手段14は、複数の端末情報を記憶手段13から読み出し、その読み出した複数の端末情報に含まれる複数の位置情報に基づいて複数の端末装置2の位置の分布における分散Varを算出する。そして、算出手段14は、その算出した分散Varを推定手段15へ出力する。
The calculating
推定手段15は、分散Varを算出手段14から受け、複数の端末情報を記憶手段13から読み出す。そして、推定手段15は、分散Varをしきい値Var_thと比較し、その比較結果に応じて、複数の端末情報に含まれる複数の位置情報(xi,yi)および複数の受信電力Piに基づいて波源位置を推定する。
The
波源位置の推定方法について説明する。 A method for estimating the wave source position will be described.
推定手段15は、次式によって、複数の端末装置2の重心(xG,yG)を算出する。
The estimation means 15 calculates the centroids (x G , y G ) of the plurality of
式(1)において、wiは、i番目の端末装置2のウェイトを表し、i番目の端末装置2における受信電力Piからなる。
In equation (1), w i represents the weight of the i-
そして、推定手段15は、式(1)によって算出した重心(xG,yG)を波源位置として推定する。即ち、推定手段15は、受信電力Piによって重み付けされた複数の端末装置2の重心(xG,yG)を波源位置として推定する。
The
図3は、受信電力と波源からの距離との関係を示す図である。図3において、縦軸は、受信電力を表し、横軸は、波源Sからの距離を表す。 FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the received power and the distance from the wave source. In FIG. 3, the vertical axis represents the received power, and the horizontal axis represents the distance from the wave source S.
図3を参照して、受信電力Piは、波源Sからの距離に反比例して減衰する。その結果、受信電力Piは、波源Sに近づくほど大きくなるので、波源Sの近傍の方が受信電力Piによる重み付けの効果が大きい。従って、重心(xG,yG)を波源位置とする推定法によって推定された推定値は、波源近傍に近づく。 Referring to FIG. 3, received power P i attenuates in inverse proportion to the distance from wave source S. As a result, the received power P i increases as it approaches the wave source S, so that the weighting effect by the received power P i is greater near the wave source S. Therefore, the estimated value estimated by the estimation method using the center of gravity (x G , y G ) as the wave source position approaches the vicinity of the wave source.
図4は、重心(xG,yG)を波源位置とする推定法における計算結果を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a calculation result in the estimation method using the center of gravity (x G , y G ) as the wave source position.
波源Sは、x−y座標において(300,300)の位置に配置された。端末装置2の台数は、50台である。図4の白丸は、端末装置2を表す。観測エリアの半径は、1000mである。
The wave source S was disposed at the position (300, 300) in the xy coordinates. The number of
式(1)を用いて計算した重心(xG,yG)の位置は、(295,306)であった。 The position of the center of gravity (x G , y G ) calculated using Equation (1) was (295,306).
従って、式(1)を用いて計算した重心(xG,yG)を波源位置とすることにより、推定値は、波源Sの近傍に位置することが分かった。 Therefore, it was found that the estimated value is located in the vicinity of the wave source S by setting the center of gravity (x G , y G ) calculated using the equation (1) as the wave source position.
図5は、重心(xG,yG)を波源位置とする推定法の問題点を説明するための図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining the problems of the estimation method in which the center of gravity (x G , y G ) is used as the wave source position.
図5において、丸は、重心位置を表し、四角は、波源位置を表す。 In FIG. 5, the circle represents the position of the center of gravity, and the square represents the wave source position.
図5の(a)を参照して、端末装置2の分布が一様である場合、重心位置は、波源位置の近傍に精度良く位置する。
With reference to (a) of FIG. 5, when the distribution of the
一方、端末装置2の分布に偏りがある場合、重心位置は、波源位置と大きく異なる。式(1)を用いて算出された重心(xG,yG)は、端末装置2が分布している領域のほど中央部に位置するので、複数の端末装置2の分布領域が波源位置に対して一方側に偏っている場合、重心位置は、波源位置の近傍に位置しない。
On the other hand, when the distribution of the
図6は、重心(xG,yG)を波源位置とする推定法の問題点を説明するための別の図である。 FIG. 6 is another diagram for explaining the problem of the estimation method using the center of gravity (x G , y G ) as the wave source position.
図6においては、x軸方向において、端末装置2の位置、波源位置および重心位置を示すとともに、x軸方向における受信電力の変化を示す。
In FIG. 6, the position of the
図6の(a)は、波源位置が2つの端末装置間に存在する場合を示し、図6の(b)は、波源位置が2つの端末装置2の一方側に存在する場合を示す。
FIG. 6A shows a case where the wave source position exists between two terminal apparatuses, and FIG. 6B shows a case where the wave source position exists on one side of the two
図6の(a)および(b)において、受信電力は、波源位置からの距離に反比例して減衰する。 6A and 6B, the received power attenuates in inverse proportion to the distance from the wave source position.
波源位置が2つの端末装置間に存在する場合、重心位置は、波源位置の近傍に存在する。 When the wave source position exists between two terminal devices, the barycentric position exists in the vicinity of the wave source position.
一方、波源位置が2つの端末装置2の一方側に存在する場合、重心位置は、2つの端末装置間に存在し、波源位置から大きくずれる。
On the other hand, when the wave source position exists on one side of the two
このように、1次元においても、波源位置が端末装置の一方側に偏っている場合、重心位置は、波源位置から大きくずれる。 Thus, even in one dimension, when the wave source position is biased toward one side of the terminal device, the position of the center of gravity greatly deviates from the wave source position.
図7は、波源位置が端末装置2の分布領域に対して一方側に偏っている場合における波源位置の推定方法を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of estimating the wave source position when the wave source position is biased to one side with respect to the distribution region of the
端末装置2−1と端末装置2−2との位置が近接している場合、端末装置2−1の位置(x1,y1)と端末装置2−2の位置(x2,y2)とをw1:w2に外分する点(xE,yE)を波源位置と推定する。 When the positions of the terminal device 2-1 and the terminal device 2-2 are close to each other, the position (x 1 , y 1 ) of the terminal device 2-1 and the position (x 2 , y 2 ) of the terminal device 2-2 A point (x E , y E ) that divides and into w 1 : w 2 is estimated as a wave source position.
この場合、xE,yEは、次式によって表される。 In this case, x E and y E are expressed by the following equations.
受信電力の距離による分布を参照すれば、波源は、図7の紙面上、端末装置2−1,2−2よりも右側に偏っているので、端末装置2−2の受信電力は、端末装置2−1の受信電力よりも大きい。 Referring to the distribution of the received power according to the distance, the wave source is biased to the right of the terminal devices 2-1 and 2-2 on the paper surface of FIG. It is larger than the received power of 2-1.
従って、端末装置2−1,2−2の受信電力のうち、大きい受信電力を有する端末装置2−2側に端末装置2−1の位置(x1,y1)と端末装置2−2の位置(x2,y2)とをw1:w2に外分して外分点(xE,yE)を求める。 Therefore, among the received power of the terminal devices 2-1 and 2-2, the position (x 1 , y 1 ) of the terminal device 2-1 and the terminal device 2-2 on the terminal device 2-2 side having a large received power. The position (x 2 , y 2 ) is externally divided into w 1 : w 2 to obtain an external dividing point (x E , y E ).
xE,yEが負値になると、単純な総和で計算されないため、複数の端末装置から任意の2つの端末装置を抽出し、その抽出した2つの端末装置の2つの位置を外分して外分点を求める処理を全ての2つの端末装置について実行し、その求めた複数の外分点の平均値を波源位置として推定する。 When x E and y E become negative values, it is not calculated as a simple sum. Therefore, any two terminal devices are extracted from a plurality of terminal devices, and the two positions of the extracted two terminal devices are divided. The process of obtaining the outer dividing point is executed for all the two terminal devices, and the average value of the obtained outer dividing points is estimated as the wave source position.
端末装置2の総数をNとすると、外分点の平均値xE_ave,yE_aveは、次式によって決定される。
When the total number of
なお、式(3)において、wiは、i番目の端末装置2の受信電力Piからなり、wjは、j番目の端末装置2の受信電力Pjからなる。
In the equation (3), w i is made i-th received power P i of the
図8は、外分点および内分点のいずれを利用するかの判別方法を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining a method of determining which of the outer dividing point and the inner dividing point is used.
図8を参照して、観測エリアREGの直径をDとし、2つの端末装置2間の距離をdとした場合、dが観測エリアの半径(=D/2)以上であるとき、波源Sは、2つの端末装置2の間に存在する。上述したように、観測エリアREGは、波源Sを中心とした円形形状を有するからである。
Referring to FIG. 8, when the diameter of the observation area REG is D and the distance between the two
一方、dが半径(=D/2)よりも小さいとき、波源Sは、2つの端末装置2の一方側に偏った位置に存在する。
On the other hand, when d is smaller than the radius (= D / 2), the wave source S exists at a position biased to one side of the two
従って、2つの端末装置2間の距離dが観測エリアREGの半径(=D/2)以上であるとき、2つの端末装置の位置を内分した内分点を波源位置と推定し、2つの端末装置2間の距離dが観測エリアREGの半径(=D/2)よりも小さいとき、2つの端末装置の位置を外分した外分点を波源位置と推定する。
Therefore, when the distance d between the two
即ち、次式によって波源位置を推定する。 That is, the wave source position is estimated by the following equation.
式(4)のxEst,yEstが波源位置の推定値を示す。また、式(4)に示すxthは、観測エリアREGのx軸方向の半径であり、ythは、観測エリアREGのy軸方向の半径である。 In Equation (4), x Est and y Est indicate the estimated value of the wave source position. Further, x th shown in Expression (4) is a radius in the x-axis direction of the observation area REG, and y th is a radius in the y-axis direction of the observation area REG.
図9は、図1に示す波源位置推定装置1の動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the wave source
図9を参照して、波源位置推定装置1の動作が開始されると、算出手段14は、複数の端末装置2の分布の分散Varを算出し(ステップS1)、その算出した分散Varを推定手段15へ出力する。
Referring to FIG. 9, when the operation of wave source
そして、推定手段15は、分散Varを算出手段14から受け、その受けた分散Varがしきい値Var_th以上であるか否かを判定する(ステップS2)。
Then, the
ステップS2において、分散Varがしきい値Var_th以上であると判定されたとき、推定手段15は、記憶手段13から読み出した全ての位置情報(xi,yi)および全ての受信電力Piに基づいて、式(1)を用いて、受信電力Piによって重み付けられた複数の端末装置2の重心(xG,yG)を算出し(ステップS3)、その算出した重心(xG,yG)を波源位置と推定する(ステップS4)。
When it is determined in step S2 that the variance Var is equal to or greater than the threshold value Var_th, the
一方、ステップS2において、分散Varがしきい値Var_th以上でないと判定されたとき、推定手段15は、記憶手段13から読み出した全ての位置情報(xi,yi)のうち、任意の2点を抽出して2点間の距離を算出する(ステップS5)。
On the other hand, when it is determined in step S2 that the variance Var is not equal to or greater than the threshold value Var_th, the
そして、推定手段15は、2点間の距離がしきい値(=観測エリアの半径)以上であるか否かを判定する(ステップS6)。 And the estimation means 15 determines whether the distance between two points is more than a threshold value (= radius of observation area) (step S6).
ステップS6において、2点間の距離がしきい値(=観測エリアの半径)以上でないと判定されたとき、推定手段15は、2点の外分点を算出する(ステップS7)。 When it is determined in step S6 that the distance between the two points is not equal to or greater than the threshold value (= the radius of the observation area), the estimating means 15 calculates two external dividing points (step S7).
一方、ステップS6において、2点間の距離がしきい値(=観測エリアの半径)以上であると判定されたとき、推定手段15は、2点の内分点を算出する(ステップS8)。 On the other hand, when it is determined in step S6 that the distance between the two points is equal to or greater than the threshold value (= the radius of the observation area), the estimating means 15 calculates two internal dividing points (step S8).
そして、ステップS7またはステップS8の後、推定手段15は、全ての測定点の評価を終了したか否かを判定する(ステップS9)。 Then, after step S7 or step S8, the estimating means 15 determines whether or not evaluation of all measurement points has been completed (step S9).
ステップS9において、全ての測定点の評価を終了していないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS5へ戻り、ステップS9において、全ての測定点の評価を終了したと判定されるまで、上述したステップS5〜ステップS9が繰り返し実行される。 When it is determined in step S9 that evaluation of all measurement points has not been completed, the series of operations returns to step S5, and in step S9, until it is determined that evaluation of all measurement points has been completed. Steps S5 to S9 described above are repeatedly executed.
そして、ステップS9において、全ての測定点の評価を終了したと判定されると、推定手段15は、式(4)を用いて内分点および外分点の平均値を算出し(ステップS10)、その算出した平均値を波源位置と推定する(ステップS11)。 When it is determined in step S9 that the evaluation of all the measurement points has been completed, the estimation means 15 calculates the average value of the inner and outer dividing points using equation (4) (step S10). Then, the calculated average value is estimated as the wave source position (step S11).
そして、ステップS4またはステップS11の後、波源位置を推定する動作が終了する。 Then, after step S4 or step S11, the operation of estimating the wave source position ends.
このように、この発明の実施の形態においては、複数の端末装置の位置情報および受信電力に基づいて、受信電力によって重み付けられた複数の端末装置の重心または2つの端末装置の2つの位置の内分点または外分点の平均値を波源位置として推定するので、四則演算を用いて波源位置を推定できる。従って、計算量を抑制して簡単に波源位置を推定できる。 Thus, in the embodiment of the present invention, based on the positional information and received power of a plurality of terminal devices, the center of gravity of the plurality of terminal devices weighted by the received power or the two positions of the two terminal devices. Since the average value of the dividing point or the outer dividing point is estimated as the wave source position, the wave source position can be estimated using four arithmetic operations. Therefore, it is possible to easily estimate the wave source position while suppressing the calculation amount.
また、図9に示すフローチャートにおいては、内分点および外分点を使い分けるので、端末装置の位置が偏った場合でも、波源位置を精度良く推定できる。 In the flowchart shown in FIG. 9, since the internal dividing point and the external dividing point are selectively used, the wave source position can be accurately estimated even when the position of the terminal device is biased.
なお、図9のステップS10においては、内分点または外分点を単純平均して平均値を求めると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、内分点または外分点を求めるために用いた2つの端末装置の2つの受信電力の平均電力によって重み付けして内分点または外分点の平均値を求めてもよい。 In step S10 of FIG. 9, it has been described that the average value is obtained by simply averaging the inner dividing point or the outer dividing point. However, in the embodiment of the present invention, the inner dividing point or the outer dividing point is not limited thereto. The average value of the inner dividing point or the outer dividing point may be obtained by weighting with the average power of the two received powers of the two terminal devices used to obtain the dividing point.
即ち、次式(5)によって内分点の平均値を求め、式(6)によって外分点の平均値を求めてもよい。 That is, the average value of the inner dividing points may be obtained by the following equation (5), and the average value of the outer dividing points may be obtained by the equation (6).
図10は、図1に示す波源位置推定装置1の別の動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining another operation of the wave source
図10に示すフローチャートは、図9に示すフローチャートのステップS5〜ステップS8をステップS21〜ステップS28に代えたものであり、その他は、図9に示すフローチャートと同じである。 The flowchart shown in FIG. 10 is the same as the flowchart shown in FIG. 9 except that steps S5 to S8 in the flowchart shown in FIG. 9 are replaced with steps S21 to S28.
波源位置推定装置1の動作が開始されると、上述したステップS1〜ステップS4が順次実行される。
When the operation of the wave source
そして、ステップS2において、分散Varがしきい値Var_thよりも小さいと判定されたとき、推定手段15は、記憶手段13から読み出した全ての位置情報(xi,yi)のうち、任意の2点を抽出し、x軸方向の2点間の距離Lxとy軸方向の2点間の距離Lyとを算出する(ステップS21)。
When it is determined in step S2 that the variance Var is smaller than the threshold value Var_th, the
そして、推定手段15は、x軸方向の距離Lxがしきい値L_th_x以上であるか否かを判定する(ステップS22)。なお、しきい値L_th_xは、観測エリアREGのx軸方向の半径に設定される。
Then, the estimating
ステップS22において、距離Lxがしきい値L_th_x以上でないと判定されたとき、推定手段15は、y軸方向の距離Lyがしきい値L_th_y以上であるか否かを更に判定する(ステップS23)。なお、しきい値L_th_yは、観測エリアREGのy軸方向の半径に設定される。
When it is determined in step S22 that the distance Lx is not equal to or greater than the threshold value L_th_x, the
一方、ステップS22において、距離Lxがしきい値L_th_x以上であると判定されたとき、推定手段15は、y軸方向の距離Lyがしきい値L_th_y以上であるか否かを更に判定する(ステップS24)。
On the other hand, when it is determined in step S22 that the distance Lx is greater than or equal to the threshold value L_th_x, the
ステップS23において、距離Lyがしきい値L_th_y以上でないと判定されたとき、推定手段15は、x軸方向およびy軸方向の両方において、2点間の外分点を算出する(ステップS25)。
When it is determined in step S23 that the distance Ly is not greater than or equal to the threshold value L_th_y, the estimating
一方、ステップS23において、距離Lyがしきい値L_th_y以上であると判定されたとき、推定手段15は、x軸方向において、2点間の外分点を算出し、y軸方向において、2点間の内分点を算出する(ステップS26)。
On the other hand, when it is determined in step S23 that the distance Ly is greater than or equal to the threshold value L_th_y, the estimating
また、ステップS24において、距離Lyがしきい値L_th_y以上でないと判定されたとき、推定手段15は、x軸方向において、2点間の内分点を算出し、y軸方向において、2点間の外分点を算出する(ステップS27)。
When it is determined in step S24 that the distance Ly is not equal to or greater than the threshold value L_th_y, the estimating
一方、ステップS24において、距離Lyがしきい値L_th_y以上であると判定されたとき、推定手段15は、x軸方向およびy軸方向の両方において、2点間の内分点を算出する(ステップS28)。
On the other hand, when it is determined in step S24 that the distance Ly is greater than or equal to the threshold value L_th_y, the estimating
そして、ステップS25〜ステップS28のいずれかの後、ステップS9へ移行し、ステップS9において、全ての測定点の評価を終了したと判定されるまで、上述したステップS21〜S28,S9が繰り返し実行される。 Then, after any of step S25 to step S28, the process proceeds to step S9, and the above-described steps S21 to S28, S9 are repeatedly executed until it is determined in step S9 that the evaluation of all the measurement points is completed. The
そして、ステップS9において、全ての測定点の評価を終了したと判定されると、上述したステップS10,S11が順次実行される。この場合、ステップS10において、推定手段15は、x軸方向およびy軸方向についてそれぞれ内分点および外分点の平均値を算出する。 If it is determined in step S9 that the evaluation of all measurement points has been completed, steps S10 and S11 described above are sequentially executed. In this case, in step S10, the estimation means 15 calculates the average value of the inner dividing point and the outer dividing point in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively.
このように、図10に示すフローチャートによれば、x軸方向およびy軸方向について、別々に内分点および外分点のいずれかを用いるので(ステップS22〜ステップS28参照)、ステップS10において算出された平均値は、より波源位置に近いものになる。 As described above, according to the flowchart shown in FIG. 10, since either the internal dividing point or the external dividing point is used separately for the x-axis direction and the y-axis direction (refer to step S22 to step S28), the calculation is performed in step S10. The average value obtained is closer to the wave source position.
従って、より正確に波源位置を推定できる。 Therefore, the wave source position can be estimated more accurately.
また、図10に示すフローチャートにおいても、内分点および外分点を使い分けるので、端末装置の位置が偏った場合でも、波源位置を精度良く推定できる。 Also, in the flowchart shown in FIG. 10, since the internal dividing point and the external dividing point are selectively used, the wave source position can be accurately estimated even when the position of the terminal device is biased.
図11は、図1の示す波源位置推定装置1の他の構成を示す概略図である。この発明の実施の形態においては、波源位置推定装置1は、図11に示す波源位置推定装置1Aであってもよい。
FIG. 11 is a schematic diagram showing another configuration of the wave source
図11を参照して、波源位置推定装置1Aは、図1に示す波源位置推定装置1に推定手段16および検出手段17を追加したものであり、その他は、波源位置推定装置1と同じである。
Referring to FIG. 11, wave source
推定手段16は、複数の端末情報を記憶手段13から読み出し、その読み出した複数の端末情報に含まれる複数の受信電力Piおよび複数の時間情報に基づいて時間による受信電力Piの変動を記録する。そして、推定手段16は、時間による受信電力Piの変動に基づいて、受信電力Piが雑音およびフェージング等のいずれの誤差要因によって変動しているかを推定し、その推定した誤差要因を検出手段17へ出力する。
The
検出手段17は、記憶手段13から複数の受信電力Piを読み出し、誤差要因を推定手段16から受ける。そして、検出手段17は、後述する方法によって、複数の受信電力Piから、要求する信頼率を満たす受信電力Pi_CFDを検出し、その検出した受信電力Pi_CFDを推定手段15へ出力する。
Detection means 17, from the
なお、波源位置推定装置1Aにおいては、推定手段15は、検出手段17から受けた受信電力Pi_CFDに基づいて、上述した方法によって波源位置を推定する。
In wave source
図12は、時間よる受信電力Piの変動を示す概念図である。図12を参照して、フェージングの影響を受ける伝搬環境においては、受信電力Piは、時間によって曲線k1のように変動する。 Figure 12 is a conceptual diagram showing a variation of the received power P i with time. Referring to FIG. 12, in a propagation environment affected by fading, received power P i varies as shown by curve k1 with time.
また、伝搬環境が雑音の影響を受ける伝搬環境である場合、受信電力Piは、時間によって曲線k1と異なるように変動する。 Further, when the propagation environment is a propagation environment that is affected by noise, the received power P i varies with time so as to differ from the curve k1.
推定手段16は、時間による受信電力Piの変動を、雑音およびフェージング等の誤差要因に対応付けた変動特性を保持している。そして、推定手段16は、記憶手段13から読み出した受信電力Piの時間による変動が、どの変動特性に一致または近似するかを判定し、一致または近似する変動特性に対応する誤差要因を検出することによって、受信電力Piが時間によって変動する誤差要因を推定する。
Estimating means 16 holds the variation of the received power P i over time, the variation characteristics associated with the error factor such as noise and fading. The estimation means 16, the variation with time of the received power P i read from the
雑音およびフェージング等の誤差の分布は、正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれかになる。正規分布は、誤差要因が雑音である場合の誤差の分布であり、ライス分布およびレイリー分布は、誤差要因がフェージングである場合の誤差の分布である。そして、レイリー分布は、散乱が激しい場合の誤差の分布である。 The distribution of errors such as noise and fading is one of a normal distribution, a Rice distribution, and a Rayleigh distribution. The normal distribution is an error distribution when the error factor is noise, and the Rice distribution and the Rayleigh distribution are error distributions when the error factor is fading. The Rayleigh distribution is an error distribution when the scattering is intense.
そこで、この発明の実施の形態においては、電波の伝搬環境を推定し、その推定した伝搬環境に応じて、誤差要因の分布を正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれかの分布に決定し、その決定した誤差要因の分布に対応する信頼率を満たす受信電力Pi_CFDを検出する。 Therefore, in the embodiment of the present invention, the propagation environment of radio waves is estimated, and according to the estimated propagation environment, the distribution of error factors is determined as one of a normal distribution, a Rice distribution, and a Rayleigh distribution, The received power P i_CFD that satisfies the reliability corresponding to the distribution of the determined error factors is detected.
推定手段16は、固定端末からの端末情報、または移動速度が最も遅い移動端末からの端末情報に基づいて、受信電力の時間による変動を検出し、その検出した受信電力の時間による変動に基づいて、フェージングのある伝搬環境、または雑音のある伝搬環境等の伝搬環境を推定する。 Based on the terminal information from the fixed terminal or the terminal information from the mobile terminal having the slowest moving speed, the estimating means 16 detects the variation of the received power with time, and based on the detected variation of the received power with time. The propagation environment such as a fading propagation environment or a noisy propagation environment is estimated.
そして、推定手段16は、その推定した伝搬環境に応じて、誤差要因の分布を正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれかの分布に決定し、その決定した誤差要因の分布を検出手段17へ出力する。
Then, the
図13は、誤差の種別と、要求する信頼率との関係を示す図である。図13を参照して、誤差の種別が正規分布である場合、要求する信頼率は、例えば、0.95であり、分布点αは、0.95の信頼率になる正規分布点である。誤差の種別がライス分布である場合、要求する信頼率は、例えば、0.90であり、分布点βは、0.90の信頼率になるライス分布点である。誤差の種別がレイリー分布である場合、要求する信頼率は、例えば、0.80であり、分布点γは、0.80の信頼率になるレイリー分布点である。 FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the type of error and the required reliability rate. Referring to FIG. 13, when the type of error is a normal distribution, the required reliability rate is, for example, 0.95, and the distribution point α is a normal distribution point having a reliability rate of 0.95. When the type of error is a Rice distribution, the required reliability rate is, for example, 0.90, and the distribution point β is a Rice distribution point having a reliability rate of 0.90. When the type of error is Rayleigh distribution, the required reliability is, for example, 0.80, and the distribution point γ is a Rayleigh distribution point with a reliability of 0.80.
検出手段17は、図13に示す誤差の種別と要求する信頼率との対応関係を示す対応表TBLを保持している。そして、検出手段17は、誤差要因の分布を推定手段16から受けると、対応表TBLを参照して、その受けた誤差要因の分布に対応する信頼率を検出する。
The detecting means 17 holds a correspondence table TBL indicating the correspondence between the error types and the required reliability shown in FIG. When receiving the error factor distribution from the estimating
その後、検出手段17は、複数の端末情報を読み出し、その読み出した複数の端末情報に基づいて、要求する信頼率を満たす受信電力Pi_CFDを検出する。
Thereafter, the
より具体的には、検出手段17は、次の方法によって、受信電力Pi_CFDを検出する。検出手段17は、1つの端末装置2から受信した受信電力のうち、時間が異なる複数の受信電力を抽出する。例えば、検出手段17は、時間が異なる10個の受信電力を抽出する。そして、検出手段17は、時間が異なる10個の受信電力を用いて、次式によってZを算出する。
More specifically, the detection means 17 detects the received power P i_CFD by the following method. The
式(7)において、nは、標本数の大きさであり、eは、許容誤差範囲であり、Zは、信頼率αとなる分布点である。Pは、母集団のうち、波源位置の推定に用いる受信電力の割合である。例えば、100個の受信電力のうち、10個の受信電力を用いて波源位置を推定する場合、P=0.1である。Nは、母集団である。 In Expression (7), n is the size of the number of samples, e is an allowable error range, and Z is a distribution point having a reliability rate α. P is a ratio of received power used for estimating the wave source position in the population. For example, when the wave source position is estimated using 10 received powers out of 100 received powers, P = 0.1. N is the population.
図14は、標本の大きさnと誤差範囲eとの関係を示す図である。図14においては、平均受信電力が−100dBmであり、信頼率αが0.95である場合における標本の大きさnと誤差範囲eとの関係を示す。 FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the sample size n and the error range e. FIG. 14 shows the relationship between the sample size n and the error range e when the average received power is −100 dBm and the reliability rate α is 0.95.
図14を参照して、標本の大きさnは、例えば、10,20,50,100のいずれかからなる。誤差範囲eは、標本の大きさnが10である場合、例えば、10%に設定され、標本の大きさnが20である場合、例えば、7%に設定され、標本の大きさnが50である場合、例えば、5%に設定され、標本の大きさnが100である場合、例えば、3%に設定される。このように、誤差範囲eは、標本の大きさnが大きくなるに従って小さくなるように設定される。 Referring to FIG. 14, the sample size n is, for example, any one of 10, 20, 50, and 100. The error range e is set to, for example, 10% when the sample size n is 10, and is set to, for example, 7% when the sample size n is 20, and the sample size n is 50. Is set to 5%, for example, and is set to 3%, for example, when the sample size n is 100. Thus, the error range e is set so as to decrease as the sample size n increases.
標本の大きさnが10である場合、95%の確率(信頼率α=0.95)で−110〜−90dBmの範囲に真値がある。また、標本の大きさnが100である場合、95%の確率(信頼率α=0.95)で−103〜−97dBmの範囲に真値がある。 When the sample size n is 10, there is a true value in the range of −110 to −90 dBm with a probability of 95% (reliability α = 0.95). When the sample size n is 100, there is a true value in the range of −103 to −97 dBm with a probability of 95% (reliability α = 0.95).
誤差範囲eは、標本の大きさnが大きくなるに従って小さくなるように設定されるため、標本の大きさnが大きくなれば、誤差範囲eが小さくなり、精度が向上する。 Since the error range e is set to become smaller as the sample size n increases, the error range e becomes smaller and the accuracy improves as the sample size n increases.
また、信頼率αの分布点および許容誤差範囲eは、要求精度に応じて設定される。なお、標本の大きさnが大きくならない場合、信頼率αまたは誤差範囲eの制約を軽減する。標本の大きさnが大きくならない場合、信頼率αを高く設定したり、誤差範囲eを狭く設定すると、信頼率αまたは誤差範囲eを満たす受信電力が無くなり、波源位置を推定できなくなるからである。 Further, the distribution point of the reliability rate α and the allowable error range e are set according to the required accuracy. If the sample size n does not increase, the restriction on the reliability rate α or the error range e is reduced. This is because when the sample size n does not increase, if the reliability rate α is set high or the error range e is set narrow, there is no received power that satisfies the reliability rate α or the error range e, and the wave source position cannot be estimated. .
Nは、受信電力Piの総数であり、nは、時間が異なる10個の受信電力(受信電力の総数Piのうちの一部の受信電力の個数)であり、eは、図14に示すように設定されるので、既知であり、Pも、既知であるので、検出手段17は、式(7)によってZを算出できる。 N is the total number of received powers P i , n is 10 received powers with different times (the number of received powers of some of the total received powers P i ), and e is Since it is set as shown, since it is known and P is also known, the detection means 17 can calculate Z by the equation (7).
そして、検出手段17は、その算出したZが信頼率を満たすか否かを判定する。より具体的には、検出手段17は、Zが信頼率を満たすとき、その受信電力を正しいデータと判定し、Zが信頼率を満たさないとき、その受信電力を正しくないデータと判定する。
Then, the
ここで、Zが信頼率を満たすか否かは、誤差の分布が正規分布に従う場合、正規分布において偏差が±0.05である範囲にZが入るか否かによって判定される。そして、正規分布において偏差が±0.05である範囲にZが入るとき、Zが信頼率を満たすと判定され、正規分布において偏差が±0.05である範囲にZが入らないとき、Zが信頼率を満たさないと判定される。 Here, whether or not Z satisfies the reliability is determined by whether or not Z falls within a range in which the deviation is ± 0.05 in the normal distribution when the error distribution follows the normal distribution. Then, when Z falls within a range where the deviation is ± 0.05 in the normal distribution, it is determined that Z satisfies the reliability, and when Z does not fall within the range where the deviation is ± 0.05 in the normal distribution, Z Is determined not to satisfy the reliability rate.
検出手段17は、受信電力が正しくないデータであると判定したとき、別の受信電力について、上述した方法によって、受信電力が正しいデータであるか否かを判定する。
When it is determined that the received power is incorrect data, the detecting
誤差の分布がライス分布またはレイリー分布である場合も、検出手段17は、誤差の分布が正規分布である場合と同様にして、受信電力が正しいデータであるか否かを判定する。
Even when the error distribution is a Rice distribution or a Rayleigh distribution, the
また、検出手段17は、異なる端末装置から受信した複数の受信電力のうち、時間情報が同じである複数の受信電力を抽出し、その抽出した複数の受信電力の各々について、上述した方法によって、受信電力が正しいか否かを判定してもよい。 The detecting means 17 extracts a plurality of received powers having the same time information from a plurality of received powers received from different terminal devices, and for each of the extracted received powers, the above-described method is used. It may be determined whether the received power is correct.
図15は、受信電力が正しいデータであるか否かを判定する場合の標本を示す図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating a sample for determining whether or not the received power is correct data.
図15の(a)を参照して、n(nは、2≦n<iを満たす整数)個の受信電力P1〜Pnは、位置(x1,y1)において時間情報が異なる受信電力である。 Referring to (a) of FIG. 15, n (n is an integer satisfying 2 ≦ n <i) received powers P 1 to P n having different time information at position (x 1 , y 1 ). Electric power.
図15の(b)を参照して、n個の受信電力P’1〜P’nは、時間情報t1において位置情報が異なる受信電力である。 Referring to (b) of FIG. 15, n received powers P ′ 1 to P ′ n are received powers having different position information in time information t 1 .
n個の受信電力P1〜Pnを用いて受信電力が正しいデータであるか否かを判定する場合、検出手段17は、n個の受信電力P1〜Pnの分布が正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれに該当するかを判定する。そして、検出手段17は、正規分布に該当すると判定したとき、対応表TBLを参照して正規分布に対応する0.95の信頼率を検出する。
When determining whether or not the received power is correct data using the n received powers P 1 to P n , the
その後、検出手段17は、式(7)を用いてZを算出し、その算出したZが信頼率を満たすか否かを上述した方法によって判定する。 Thereafter, the detection means 17 calculates Z using the equation (7), and determines whether or not the calculated Z satisfies the reliability rate by the method described above.
n個の受信電力P1〜Pnの分布がライス分布またはレイリー分布である場合も、検出手段17は、同様にして、算出したZが信頼率を満たすか否かを上述した方法によって判定する。
Even when the distribution of the n received powers P 1 to P n is a Rice distribution or a Rayleigh distribution, the
そして、検出手段17は、Zが信頼率を満たすと判定したとき、即ち、n個の受信電力P1〜Pnが正しいデータであると判定したとき、位置(x1,y1)における受信電力を波源位置推定用のデータとして検出する。
When the
上述したように、推定手段15は、異なる位置で検出された複数の受信電力を用いて波源位置を推定するので、同じ位置(x1,y1)で検出されたn個の受信電力P1〜Pnを波源位置推定用の受信電力として用いることができないからである。
As described above, since the
n個の受信電力P’1〜P’nを用いて受信電力が正しいデータであるか否かを判定する場合、検出手段17は、n個の受信電力P’1〜P’nの分布が正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれに該当するかを判定する。そして、検出手段17は、正規分布に該当すると判定したとき、対応表TBLを参照して正規分布に対応する0.95の信頼率を検出する。
When determining whether or not the received power is correct data using the n received powers P ′ 1 to P ′ n , the detection means 17 has a distribution of the n received powers P ′ 1 to P ′ n . It is determined whether the distribution is normal distribution, Rice distribution, or Rayleigh distribution. When the
その後、検出手段17は、式(7)を用いてZを算出し、その算出したZが信頼率を満たすか否かを上述した方法によって判定する。 Thereafter, the detection means 17 calculates Z using the equation (7), and determines whether or not the calculated Z satisfies the reliability rate by the method described above.
n個の受信電力P’1〜P’nの分布がライス分布またはレイリー分布である場合も、検出手段17は、同様にして、算出したZが信頼率を満たすか否かを上述した方法によって判定する。
Even when the distribution of the n received powers P ′ 1 to P ′ n is a Rice distribution or a Rayleigh distribution, the
そして、検出手段17は、Zが信頼率を満たすと判定したとき、即ち、n個の受信電力P’1〜P’nが正しいデータであると判定したとき、n個の受信電力P’1〜P’nを波源位置推定用のデータとして検出する。
When the
n個の受信電力P’1〜P’nは、異なる位置で検出された受信電力であるので、信頼率を満たせば、推定手段15における波源位置推定用のデータとして使用できるからである。
This is because the n received powers P ′ 1 to P ′ n are received powers detected at different positions, and can be used as data for estimating the wave source position in the estimating
従って、検出手段17は、n個の受信電力P’1〜P’nを正しい1組のデータとして検出する。 Therefore, the detection means 17 detects the n received powers P ′ 1 to P ′ n as a correct set of data.
一方、検出手段17は、n個の受信電力P’1〜P’nが正しいデータでないと判定したとき、n個の受信電力P’1〜P’nのうちの少なくとも1つが異なる別のn個の受信電力を抽出し、その抽出した別のn個の受信電力が正しいデータであるか否かを上述した方法によって判定する。
On the other hand, when the
上述した方法によって、要求される信頼率を満たす受信電力を検出することは、電波の伝搬環境に応じて、要求される信頼率を満たす受信電力を検出することに相当する。推定手段16は、電波の伝搬環境を推定し、その推定した伝搬環境に応じて、誤差要因の分布を決定し、検出手段17は、その決定した誤差要因の分布に対応する信頼率(要求される信頼率)を満たす受信電力を検出するからである。 Detecting the received power satisfying the required reliability rate by the above-described method is equivalent to detecting the received power satisfying the required reliability rate according to the radio wave propagation environment. The estimation means 16 estimates the propagation environment of radio waves, determines the distribution of error factors according to the estimated propagation environment, and the detection means 17 determines the reliability rate (required) corresponding to the determined distribution of error factors. This is because the received power satisfying the (reliability rate) is detected.
図16は、図11に示す波源位置推定装置1Aの動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of the wave source
図16を参照して、波源位置推定装置1Aの動作が開始されると、推定手段16は、上述した方法によって、誤差の分布を推定し(ステップS31)、その推定した誤差の分布を検出手段17へ出力する。
Referring to FIG. 16, when the operation of wave source
検出手段17は、誤差の分布を推定手段16から受け、複数の端末情報を記憶手段13から読み出す。即ち、検出手段17は、端末装置から端末情報を取得する(ステップS32)。そして、検出手段17は、端末情報に基づいて、上述した方法によってZを算出し、その算出したZが信頼率を満たすか否かを判定する(ステップS33)。
The
ステップS33において、Zが信頼率を満たさないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS32へ戻り、ステップS33において、Zが信頼率を満たすと判定されるまで、ステップS32,S33を繰り返し実行する。 When it is determined in step S33 that Z does not satisfy the reliability rate, the series of operations returns to step S32, and steps S32 and S33 are repeatedly executed until it is determined in step S33 that Z satisfies the reliability rate. To do.
そして、ステップS33において、Zが信頼率を満たすと判定されると、検出手段17は、Zが信頼率を満たす受信電力を推定手段15へ出力する。
In step S33, when it is determined that Z satisfies the reliability rate, the
推定手段15は、Zが信頼率を満たす受信電力を検出手段17から受け、その受けたZが信頼率を満たす受信電力に基づいて、図9または図10に示すフローチャートに従って波源位置を推定する(ステップS34)。これによって、波源位置推定装置1Aの動作が終了する。
The estimation means 15 receives the received power with which Z satisfies the reliability rate from the detection means 17, and estimates the wave source position according to the flowchart shown in FIG. 9 or 10 based on the received power with which the received Z satisfies the reliability ratio ( Step S34). Thereby, the operation of the wave source
このように、波源位置推定装置1Aは、端末装置2から受信した受信電力のうち、要求する信頼率を満たす受信電力を用いて波源位置を推定するので、雑音およびフェージング等の誤差要因が存在する環境下でも、波源位置を精度良く推定できる。
As described above, the wave source
なお、波源位置推定装置1,1Aにおける波源位置の推定は、ソフトウェアによって実行されてもよい。
In addition, estimation of the wave source position in the wave source
この場合、波源位置推定装置1,1Aの各々は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を備える。
In this case, each of the wave source
ROMは、図9に示すプローチャートからなるプログラムProg_A、図10に示すフローチャートからなるプログラムProg_B、図9,15に示すフローチャートからなるプログラムProg_C、および図10,15に示すフローチャートからなるプログラムProg_Dのいずれかを格納する。 The ROM is one of the program Prog_A including the flowchart shown in FIG. 9, the program Prog_B including the flowchart illustrated in FIG. 10, the program Prog_C including the flowchart illustrated in FIGS. 9 and 15, and the program Prog_D including the flowchart illustrated in FIGS. Store
そして、CPUは、プログラムProg_A〜Prog_DのいずれかをROMから読み出し、その読み出したプログラム(プログラムProg_A〜Prog_Dのいずれか)を実行して波源位置を推定する。 Then, the CPU reads any one of the programs Prog_A to Prog_D from the ROM, executes the read program (any one of the programs Prog_A to Prog_D), and estimates the wave source position.
この場合、RAMは、端末装置2から受信した端末情報の記憶に用いられるとともに各種の演算に用いられる。
In this case, the RAM is used for storing terminal information received from the
また、プログラムProg_A〜Prog_Dのいずれかは、CD,DVD等の記録媒体に記録されて流通してもよい。この場合、CPUは、装着された記録媒体からプログラム(プログラムProg_A〜Prog_Dのいずれか)を読み出して実行し、波源位置を推定する。従って、プログラム(プログラムProg_A〜Prog_Dのいずれか)を記録したCD,DVD等の記録媒体は、コンピュータ(CPU)が読み取り可能な記録媒体である。 Further, any of the programs Prog_A to Prog_D may be recorded and distributed on a recording medium such as a CD or a DVD. In this case, the CPU reads and executes the program (any one of the programs Prog_A to Prog_D) from the mounted recording medium, and estimates the wave source position. Therefore, a recording medium such as a CD or a DVD on which a program (any one of the programs Prog_A to Prog_D) is recorded is a computer-readable recording medium.
上記においては、波源位置推定装置1,1Aについて説明した。即ち、端末装置2から受信した受信電力をそのまま用いて波源位置を推定する場合と、端末装置2から受信した受信電力のうち、要求する信頼率を満たす受信電力を用いて波源位置を推定する場合とについて説明した。
In the above, wave source
従って、この発明の実施の形態による波源位置推定装置は、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置における受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する受信手段と、複数の端末装置の複数の端末情報に含まれる複数の位置情報に基づいて複数の端末装置の位置の分布における分散を算出する算出手段と、算出された分散が第1のしきい値以上であるとき、複数の位置情報と複数の端末情報に含まれる複数の受信電力とに基づいて受信電力によって重み付けされた複数の端末装置の重心を波源位置として推定し、算出された分散が第1のしきい値よりも小さいとき、複数の端末装置のうちの2つの端末装置の位置情報によって示される2つの位置を外分する外分点または2つの位置を内分する内分点を求める処理を複数の端末装置のうちの全ての2つの端末装置について実行し、得られた外分点または内分点を平均して得られた位置を波源位置として推定する推定手段とを備えていればよい。 Therefore, the wave source position estimation device according to the embodiment of the present invention includes: a receiving unit that receives terminal information including position information of a terminal device composed of a mobile terminal or a stationary terminal and received power in the terminal device from a plurality of terminal devices; Calculating means for calculating a variance in a distribution of positions of a plurality of terminal devices based on a plurality of pieces of position information included in a plurality of pieces of terminal information of the plurality of terminal devices, and the calculated variance is equal to or greater than a first threshold value; The center of gravity of the plurality of terminal devices weighted by the received power is estimated as the wave source position based on the plurality of position information and the plurality of received power included in the plurality of terminal information, and the calculated variance is the first value. When the threshold value is smaller than the threshold value, an outer dividing point that divides the two positions indicated by the position information of two terminal devices out of the plurality of terminal devices or an inner dividing point that divides the two positions is obtained. And an estimation means for estimating a position obtained by averaging the obtained outer dividing point or inner dividing point as a wave source position, for all two terminal devices of the plurality of terminal devices. Just do it.
また、この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムは、波源位置の推定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と端末装置における受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第1のステップと、算出手段が、複数の端末装置の複数の端末情報に含まれる複数の位置情報に基づいて複数の端末装置の位置の分布における分散を算出する第2のステップと、推定手段が、算出された分散が第1のしきい値以上であるとき、複数の位置情報と複数の端末情報に含まれる複数の受信電力とに基づいて受信電力によって重み付けされた複数の端末装置の重心を波源位置として推定し、算出された分散が第1のしきい値よりも小さいとき、複数の端末装置のうちの2つの端末装置の位置情報によって示される2つの位置を外分する外分点または2つの位置を内分する内分点を求める処理を複数の端末装置のうちの全ての2つの端末装置について実行し、得られた外分点または内分点を平均して得られた位置を波源位置として推定する第3のステップとをコンピュータに実行させるものであればよい。 Further, a program for causing a computer to execute according to an embodiment of the present invention is a program for causing a computer to perform estimation of a wave source position, and the reception unit is position information of a terminal device including a mobile terminal or a stationary terminal. And a first step of receiving terminal information including the received power in the terminal device from the plurality of terminal devices, and the calculating means includes a plurality of pieces of information based on the plurality of pieces of position information included in the plurality of terminal information of the plurality of terminal devices. A second step of calculating a variance in the distribution of the position of the terminal device, and a plurality of position information and a plurality of terminal information included in the plurality of terminal information when the estimating means has the calculated variance equal to or greater than a first threshold value The center of gravity of the plurality of terminal devices weighted by the received power based on the received power is estimated as the wave source position, and the calculated variance is greater than the first threshold value. In this case, a process for obtaining an external dividing point that divides two positions indicated by position information of two terminal apparatuses among a plurality of terminal apparatuses or an internal dividing point that internally divides two positions is performed by a plurality of terminal apparatuses. If it is executed for all of the two terminal devices, and the computer executes the third step of estimating the obtained outer dividing point or the position obtained by averaging the inner dividing points as the wave source position, Good.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、波源位置推定装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用される。 The present invention is applied to a wave source position estimation device, a program for causing a computer to execute, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
1,1A 波源位置推定装置、2 端末装置、10 無線通信システム、11 アンテナ、12 受信手段、13 記憶手段、14 算出手段、15,16 推定手段、17 検出手段。 1, 1A Wave source position estimating device, 2 terminal device, 10 wireless communication system, 11 antenna, 12 receiving means, 13 storing means, 14 calculating means, 15, 16 estimating means, 17 detecting means.
Claims (11)
前記複数の端末装置の複数の端末情報に含まれる複数の位置情報に基づいて前記複数の端末装置の位置の分布における分散を算出する算出手段と、
前記算出された分散が第1のしきい値以上であるとき、前記複数の位置情報と前記複数の端末情報に含まれる複数の受信電力とに基づいて前記受信電力によって重み付けされた前記複数の端末装置の重心を波源位置として推定し、前記算出された分散が前記第1のしきい値よりも小さいとき、前記複数の端末装置のうちの2つの端末装置の位置情報によって示される2つの位置を外分する外分点または前記2つの位置を内分する内分点を求める処理を前記複数の端末装置のうちの全ての2つの端末装置について実行し、得られた外分点または内分点を平均して得られた位置を前記波源位置として推定する推定手段とを備える波源位置推定装置。 Receiving means for receiving, from a plurality of terminal devices, terminal information including position information of a terminal device composed of a mobile terminal or a stationary terminal and received power in the terminal device;
Calculating means for calculating a variance in a distribution of positions of the plurality of terminal devices based on a plurality of pieces of position information included in a plurality of terminal information of the plurality of terminal devices;
The plurality of terminals weighted by the received power based on the plurality of position information and the plurality of received powers included in the plurality of terminal information when the calculated variance is equal to or greater than a first threshold value When the center of gravity of the apparatus is estimated as a wave source position and the calculated variance is smaller than the first threshold, two positions indicated by position information of two terminal apparatuses among the plurality of terminal apparatuses are determined. A process for obtaining an external dividing point for dividing externally or an internal dividing point for internally dividing the two positions is executed for all two terminal devices of the plurality of terminal devices, and the obtained external dividing point or internal dividing point is obtained. A wave source position estimation apparatus comprising: an estimation unit that estimates a position obtained by averaging the wave source positions as the wave source position.
前記推定手段は、前記検出手段によって検出された受信電力を用いて前記波源位置を推定する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の波源位置推定装置。 Among the plurality of received powers, further comprising detection means for detecting received power that satisfies a reliability rate required according to a radio wave propagation environment,
5. The wave source position estimation apparatus according to claim 1, wherein the estimation unit estimates the wave source position using reception power detected by the detection unit. 6.
受信手段が、移動端末または静止端末からなる端末装置の位置情報と前記端末装置における受信電力とを含む端末情報を複数の端末装置から受信する第1のステップと、
算出手段が、前記複数の端末装置の複数の端末情報に含まれる複数の位置情報に基づいて前記複数の端末装置の位置の分布における分散を算出する第2のステップと、
推定手段が、前記算出された分散が第1のしきい値以上であるとき、前記複数の位置情報と前記複数の端末情報に含まれる複数の受信電力とに基づいて前記受信電力によって重み付けされた前記複数の端末装置の重心を波源位置として推定し、前記算出された分散が前記第1のしきい値よりも小さいとき、前記複数の端末装置のうちの2つの端末装置の位置情報によって示される2つの位置を外分する外分点または前記2つの位置を内分する内分点を求める処理を前記複数の端末装置のうちの全ての2つの端末装置について実行し、得られた外分点または内分点を平均して得られた位置を前記波源位置として推定する第3のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to estimate a wave source position,
A first step of receiving, from a plurality of terminal devices, terminal information including position information of a terminal device composed of a mobile terminal or a stationary terminal and received power in the terminal device;
A second step of calculating a variance in a distribution of positions of the plurality of terminal devices based on a plurality of pieces of position information included in a plurality of pieces of terminal information of the plurality of terminal devices;
The estimation unit is weighted by the received power based on the plurality of position information and the plurality of received power included in the plurality of terminal information when the calculated variance is greater than or equal to a first threshold value. When the center of gravity of the plurality of terminal devices is estimated as a wave source position and the calculated variance is smaller than the first threshold value, it is indicated by position information of two terminal devices of the plurality of terminal devices. Processing for obtaining an external dividing point that divides two positions or an internal dividing point that internally divides the two positions is executed for all two terminal devices of the plurality of terminal devices, and the obtained external dividing points Or the program for making a computer perform the 3rd step which estimates the position obtained by averaging an internal dividing point as said wave source position.
前記第3のステップにおいて、前記推定手段は、前記第4のステップにおいて検出された受信電力を用いて前記波源位置を推定する、請求項6から請求項9のいずれか1項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 The detection means further causes the computer to execute a fourth step of detecting a received power satisfying a reliability rate required according to a radio wave propagation environment among the plurality of received powers,
10. The computer according to claim 6, wherein, in the third step, the estimation unit estimates the wave source position using the received power detected in the fourth step. 11. A program to be executed.
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