JP2019080143A - Wireless environment condition prediction system, wireless environment condition prediction method, and program - Google Patents

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Abstract

To realize a wireless environment condition prediction system for predicting a wireless environment condition with high accuracy even in a complex wireless environment changing condition.SOLUTION: In a wireless environment condition prediction system 1000, since prediction processing (inference processing) can be performed on the basis of data acquired at a plurality of points (points corresponding to positions where wireless devices A1 to A3 are installed), it is possible to predict the wireless environment condition with high accuracy even in a complex wireless environment changing condition caused by effects of shadowing, multipath, interference, reflected waves, etc. in a narrow space, in an environment where radio waves fly.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の情報要素を用いた無線環境状況予測技術に関する。   The present invention relates to a wireless environment situation prediction technique using a plurality of information elements.

Machine−to−Machine(M2M)やInternet of Thing(IoT)に関する技術を用いて、例えば、工場の稼動状況の把握や制御、作業の管理等を効率良く行うシステムが開発されている。このようなシステムでは、例えば、工場での生産性を向上させるためにロボット、製造装置、工具などにセンサ等の機器を取り付け、当該機器により取得されたデータに基づいて、工場の稼動状況の把握や各装置・機器の制御、工場内の作業の管理等を行う。   For example, a system has been developed for efficiently grasping and controlling an operation status of a factory, managing work, and the like by using technologies related to Machine-to-Machine (M2M) and Internet of Things (IoT). In such a system, for example, equipment such as a sensor is attached to a robot, a manufacturing apparatus, a tool or the like in order to improve the productivity in the factory, and the operation status of the factory is grasped based on data acquired by the equipment. And control of each device / equipment and management of work in the factory.

上記のようなシステムにおいて、移動する機器への対応や配線の簡略化を実現するために、上記システムに用いられる機器の無線化が期待されている。その一方で、工場のような狭い空間では電波の干渉や反射、機器等の移動により無線環境が時々刻々と変動するため、無線通信が不安定化するという課題がある。   In the above-mentioned system, in order to realize correspondence to a moving apparatus and simplification of wiring, radio-ization of an apparatus used for the above-mentioned system is expected. On the other hand, in a narrow space such as a factory, there is a problem that wireless communication is destabilized because the wireless environment changes momentarily from moment to moment due to interference or reflection of radio waves or movement of equipment etc.

このような環境で安定した無線通信を実現するには、時々刻々変化する無線環境に応じて無線機器を適切に制御する必要がある。そのためには、伝搬状況や無線リソースの利用状況などの変動を高精度に予測する技術が必要となる。   In order to realize stable wireless communication in such an environment, it is necessary to appropriately control the wireless device in accordance with the ever-changing wireless environment. In order to do so, a technique is required to accurately predict changes in propagation conditions and radio resource utilization conditions.

例えば、非特許文献1には、無線チャネルのビジー/アイドル状態を、自己回帰モデルを用いて予測する技術の開示がある。非特許文献1の技術では、過去の所定期間の無線チャネルのビジー/アイドル状態を学習データとして自己回帰モデルを学習させ、学習済みの自己回帰モデルを用いて、高精度で将来の無線チャネル状態を予測することができる。非特許文献1の技術では、例えば、無線信号の反射波が一切存在しない無響室では、高精度で将来の無線チャネル状態を予測することができる。   For example, Non-Patent Document 1 discloses a technique for predicting the busy / idle state of a wireless channel using an autoregressive model. In the technique of Non-Patent Document 1, an autoregressive model is learned by using the busy / idle state of a radio channel in a predetermined period in the past as learning data, and the future radio channel state is accurately calculated using the learned autoregression model. It can be predicted. According to the technique of Non-Patent Document 1, for example, in an anechoic chamber in which there is no reflected wave of a wireless signal, it is possible to predict future wireless channel conditions with high accuracy.

Y. Hou, J. Webber, K. Yano, and T. Kumagai, “Channel busy/idle duration prediction using auto-regressive predictor for video and audio service over WLAN system,” 2017年電子情報通信学会総合大会通信講演論文集1, p.483, B-5-147, March 2017.Y. Hou, J. Webber, K. Yano, and T. Kumagai, “Channel busy / idle duration prediction using auto-regressive predictor for WLAN system,” Proceedings of the 2017 Annual Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Collection 1, p.483, B-5-147, March 2017.

しかしながら、非特許文献1の技術は、無線チャネルの状態の測定ポイントが1箇所であるため、例えば、無線信号の反射波が多い狭い空間では、高精度で将来の無線チャネル状態を予測することは困難である。無線信号の反射波が多い狭い空間では、当該空間内での物の移動等により無線環境が複雑に変化する。このような複雑に無線環境が変化する状況において、非特許文献1の技術のように、無線チャネルの状態の測定ポイントを1箇所とするシステムでは、十分な学習データ(過去の所定期間の無線チャネルのビジー/アイドル状態を示す学習データ)を取得することが難しく、その結果、精度の高い学習済み自己回帰モデルを取得することが困難である。したがって、複雑に無線環境が変化する状況において、高精度で将来の無線チャネル状態を予測することは困難である。   However, since the technique of Non-Patent Document 1 has one measurement point of the state of the wireless channel, for example, in a narrow space where there are many reflected waves of the wireless signal, it is possible to predict the future wireless channel state with high accuracy. Have difficulty. In a narrow space where there are many reflected waves of the wireless signal, the movement of objects in the space etc. causes the wireless environment to change in a complex manner. In such a complex radio environment changing situation, as in the technique of Non-Patent Document 1, in a system in which the measurement point of the state of the radio channel is one point, sufficient learning data (radio channel for a predetermined period in the past) It is difficult to acquire the learning data indicating the busy / idle state of the <RTIgt; I </ RTI> and as a result, it is difficult to acquire a highly accurate learned autoregressive model. Therefore, it is difficult to predict future radio channel conditions with high accuracy in a complex radio environment changing situation.

そこで、本発明は上記課題に鑑み、複雑に無線環境が変化する状況においても、高精度で無線環境状況を予測する無線環境状況予測システムを実現することを目的とする。   Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to realize a wireless environment situation prediction system that predicts a wireless environment situation with high accuracy even in a situation where the wireless environment changes in a complex manner.

上記課題を解決するために、第1の発明は、所定の空間内の所定の位置にそれぞれ設置されたN個(N:自然数、N≧2)の無線通信装置である第1〜第N無線通信装置と、サーバとを含む無線環境状況予測システムである。   In order to solve the above problems, the first invention relates to first to Nth wireless communication devices each of which is N (N: natural number, N) 2) wireless communication devices installed at predetermined positions in a predetermined space. A wireless environment situation prediction system including a communication device and a server.

第1〜第N無線通信装置は、それぞれ、送信部と、受信部と、チャネル利用状況観測部と、チャネル状態データ取得部と、の第1インターフェース部と、を備える。   Each of the first to N-th wireless communication apparatuses includes a transmitter, a receiver, a channel availability monitoring unit, and a first interface unit of a channel state data acquisition unit.

サーバは、第2インターフェース部と、予測部と、を備える。   The server includes a second interface unit and a prediction unit.

送信部は、データに対して送信処理を実行することで無線信号を生成する。   The transmission unit generates a wireless signal by performing transmission processing on data.

受信部は、無線信号に対して受信処理を実行することで当該無線信号により搬送されたデータを取得する。   The receiving unit performs reception processing on the wireless signal to acquire data carried by the wireless signal.

チャネル利用状況観測部は、送信部および受信部の少なくとも一方を制御することで、無線信号の通信に使用されるチャネルの利用状況を観測する。   The channel use status observation unit controls at least one of the transmission unit and the reception unit to observe the use status of the channel used for the communication of the wireless signal.

チャネル状態データ取得部は、送信部、受信部、および、チャネル利用状況観測部の少なくとも一つにより取得された信号に基づいて、第1期間において当該無線通信装置が設置されている地点の伝搬状況を示すデータおよび無線リソース利用状況を示すデータの少なくとも一方のデータを、チャネル状態データとして、取得する。   The channel state data acquisition unit is based on the signal acquired by at least one of the transmission unit, the reception unit, and the channel usage state observation unit, and the propagation state of the point where the wireless communication device is installed in the first period. And / or data indicating radio resource utilization status is acquired as channel state data.

第1インターフェース部は、チャネル状態データ取得部により取得したチャネル状態データをサーバに送信するためのインターフェースである。   The first interface unit is an interface for transmitting channel state data acquired by the channel state data acquisition unit to the server.

第2インターフェース部は、第1〜第N無線通信装置からのチャネル状態データを受信するためのインターフェースである。   The second interface unit is an interface for receiving channel state data from the first to Nth wireless communication devices.

予測部は、第2インターフェース部により受信した2つ以上のチャネル状態データに基づいて、第1〜第N無線通信装置が設置されている地点の将来のデータを予測する予測処理を実行する。   The prediction unit executes prediction processing for predicting future data of a point where the first to N-th wireless communication devices are installed, based on two or more channel state data received by the second interface unit.

この無線環境状況予測システムでは、複数地点(第1〜第N無線通信装置が設置されている位置に相当する地点)で取得したデータに基づいて、予測処理(推論処理)を実行することができるので、狭空間で、電波が飛び交う環境において、シャドウイング、マルチパス、干渉、反射波等の影響により、複雑に無線環境が変化する状況においても、高精度で無線環境状況を予測することができる。
なお、「第1〜第N無線通信装置」という表記は、第1無線通信装置、第2無線通信装置、・・・、第k無線通信装置、・・・、第N無線通信装置の合計N個の無線通信装置を表す表記である。
In this wireless environment situation prediction system, it is possible to execute prediction processing (inference processing) based on data acquired at a plurality of points (points corresponding to positions where the first to Nth wireless communication devices are installed). Therefore, in an environment where radio waves fly in a narrow space, it is possible to predict the wireless environment situation with high accuracy even in a situation where the wireless environment changes complexly due to the effects of shadowing, multipath, interference, reflected waves, etc. .
Note that the notation "first to Nth wireless communication devices" means the total N of the first wireless communication device, the second wireless communication device, ..., the kth wireless communication device, ..., the Nth wireless communication device. It is a notation representing a number of wireless communication devices.

第2の発明は、第1の発明であって、第1期間は、サンプル時刻t−p+1(p:自然数)からサンプル時刻tまでの期間である。   A second invention is the first invention, wherein the first period is a period from sample time t-p + 1 (p: natural number) to sample time t.

チャネル状態データ取得部でサンプル時刻iに取得されるデータをXとし、第k無線通信装置(k:自然数、1≦k≦N)で第1期間において取得されるデータをData_Ak(Xt−p+1:X)とすると、予測部は、N個のデータであるデータData_A1(Xt−p+1:X)〜データData_AN(Xt−p+1:X)の中から2つ以上のデータを用いて前記予測処理を実行する。 The data acquired in the sample time i in channel state data acquisition unit and X i, the k-th wireless communication device (k: natural number, 1 ≦ k ≦ N) of data obtained in the first period in Data_Ak (X t- p + 1: If X t) to the prediction unit, data Data_A1 an N data (X t-p + 1: X t) ~ data Data_AN (X t-p + 1 : two or more data from the X t) The prediction process is performed using this.

この無線環境状況予測システムでは、複数地点(第1〜第N無線通信装置が設置されている位置に相当する地点)で取得したデータに基づいて、予測処理(推論処理)を実行することができるので、狭空間で、電波が飛び交う環境において、シャドウイング、マルチパス、干渉、反射波等の影響により、複雑に無線環境が変化する状況においても、高精度で無線環境状況を予測することができる。   In this wireless environment situation prediction system, it is possible to execute prediction processing (inference processing) based on data acquired at a plurality of points (points corresponding to positions where the first to Nth wireless communication devices are installed). Therefore, in an environment where radio waves fly in a narrow space, it is possible to predict the wireless environment situation with high accuracy even in a situation where the wireless environment changes complexly due to the effects of shadowing, multipath, interference, reflected waves, etc. .

なお、「サンプル時刻」とは、例えば、離散時間において、データをサンプルするタイミングの時刻をいう。サンプル時刻は、データをサンプルするクロック信号の周波数(クロック周波数)により決定される。   The “sample time” refers to, for example, a time at which data is sampled in discrete time. The sample time is determined by the frequency (clock frequency) of a clock signal that samples data.

第3の発明は、第1または第2の発明であって、伝搬状況を示すデータは、(1)受信電力、(2)伝搬路値、(3)遅延プロファイル、(4)遅延分散に関するデータのうち少なくとも1つを含むデータである。   A third aspect of the invention is the first or second aspect of the invention, wherein the data indicating the propagation status is (1) received power, (2) propagation path value, (3) delay profile, (4) data on delay dispersion Data including at least one of

これにより、この無線環境状況予測システムでは、伝搬状況を示すデータとして、(1)受信電力、(2)伝搬路値、(3)遅延プロファイル、(4)遅延分散に関するデータのうち少なくとも1つを含むデータを用いた処理を実行することができる。   Thus, in the wireless environment situation prediction system, at least one of (1) received power, (2) propagation path value, (3) delay profile, and (4) delay dispersion data as data indicating the propagation situation Processing using the included data can be performed.

第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明であって、無線リソース利用状況を示すデータは、(1)無線リソース利用率、(2)再送回数、(3)フレーム誤り率、(4)使用伝送レートに関するデータのうち少なくとも1つを含むデータである。   A fourth invention is the invention according to any one of the first to third inventions, wherein the data indicating the radio resource utilization status is (1) radio resource utilization rate, (2) number of retransmissions, (3) frame error rate, (4) It is data including at least one of data relating to a used transmission rate.

これにより、この無線環境状況予測システムでは、無線リソース利用状況を示すデータは、(1)無線リソース利用率、(2)再送回数、(3)フレーム誤り率、(4)使用伝送レートに関するデータのうち少なくとも1つを含むデータを用いた処理を実行することができる。
第5の発明は、所定の空間内の所定の位置にそれぞれ設置されたN個(N:自然数、N≧2)の無線通信装置である第1〜第N無線通信装置と、サーバとを含む無線環境状況予測システムに用いられる無線環境状況予測方法である。
Thus, in the wireless environment status prediction system, data indicating the wireless resource usage status is (1) the wireless resource usage rate, (2) the number of retransmissions, (3) the frame error rate, and (4) the data regarding the used transmission rate. Processing using data including at least one of them can be performed.
A fifth invention includes first to Nth wireless communication devices that are N (N: natural number, N ≧ 2) wireless communication devices installed at predetermined positions in a predetermined space, and a server. It is a wireless environment condition prediction method used for a wireless environment condition prediction system.

第1〜第N無線通信装置は、それぞれ、送信部と、受信部と、チャネル利用状況観測部と、を備える。   Each of the first to N-th wireless communication apparatuses includes a transmitting unit, a receiving unit, and a channel use status observing unit.

送信部は、データに対して送信処理を実行することで無線信号を生成する。
受信部は、無線信号に対して受信処理を実行することで当該無線信号により搬送されたデータを取得する。
The transmission unit generates a wireless signal by performing transmission processing on data.
The receiving unit performs reception processing on the wireless signal to acquire data carried by the wireless signal.

チャネル利用状況観測部は、送信部および受信部の少なくとも一方を制御することで、無線信号の通信に使用されるチャネルの利用状況を観測する。   The channel use status observation unit controls at least one of the transmission unit and the reception unit to observe the use status of the channel used for the communication of the wireless signal.

無線環境状況予測方法は、チャネル状態データ取得ステップと、データ送信ステップと、データ受信ステップと、予測ステップと、を備える。   The wireless environment situation prediction method comprises a channel state data acquisition step, a data transmission step, a data reception step, and a prediction step.

チャネル状態データ取得ステップは、第1〜第N無線通信装置のそれぞれにおいて、送信部、受信部、および、チャネル利用状況観測部の少なくとも一つにより取得された信号に基づいて、第1期間において当該無線通信装置が設置されている地点の伝搬状況を示すデータおよび無線リソース利用状況を示すデータの少なくとも一方のデータを、チャネル状態データとして、取得する。   The channel state data acquisition step is performed in the first period based on a signal acquired by at least one of the transmission unit, the reception unit, and the channel use status observation unit in each of the first to Nth wireless communication devices. Data of at least one of data indicating the propagation status of the point where the wireless communication apparatus is installed and data indicating the wireless resource utilization status is acquired as channel state data.

データ送信ステップは、第1〜第N無線通信装置のそれぞれにおいて、チャネル状態データ取得ステップにより取得したチャネル状態データをサーバに送信する。   The data transmission step transmits channel state data acquired by the channel state data acquisition step to the server in each of the first to Nth wireless communication devices.

データ受信ステップは、サーバにおいて、第1〜第N無線通信装置からのチャネル状態データを受信する。   In the data receiving step, the server receives channel state data from the first to Nth wireless communication devices.

予測ステップは、サーバにおいて、データ受信ステップにより受信した2つ以上のチャネル状態データに基づいて、第1〜第N無線通信装置が設置されている地点の将来のデータを予測する予測処理を実行する。   The prediction step executes, in the server, prediction processing for predicting future data of a point where the first to N-th wireless communication devices are installed, based on the two or more channel state data received in the data reception step. .

これにより、第1の発明と同様の効果を奏する無線環境状況予測方法を実現することができる。   As a result, it is possible to realize a wireless environment situation prediction method that has the same effect as that of the first invention.

第6の発明は、第5の発明である無線環境状況予測方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。   A sixth invention is a program for causing a computer to execute the wireless environment situation prediction method of the fifth invention.

これにより、第1の発明と同様の効果を奏する無線環境状況予測方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。   As a result, a program for causing a computer to execute a wireless environment situation prediction method having the same effect as that of the first invention can be realized.

本発明によれば、複雑に無線環境が変化する状況においても、高精度で無線環境状況を予測する無線環境状況予測システム、無線環境状況予測方法、および、プログラムを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a wireless environment situation forecasting system, a wireless environment situation forecasting method, and a program for predicting a wireless environment situation with high accuracy even in a situation where the wireless environment changes complicatedly.

第1実施形態に係る無線環境状況予測システム1000の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless environment situation prediction system 1000 according to a first embodiment. 第1実施形態に係る無線装置A1の概略構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram of radio | wireless apparatus A1 which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るサーバSvrの概略構成図。The schematic block diagram of server Svr which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る無線環境状況予測システム1000の学習モードの動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the learning mode of the radio | wireless environment situation prediction system 1000 which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る無線環境状況予測システム1000の推論モードの動作を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement of the inference mode of the radio | wireless environment situation prediction system 1000 which concerns on 1st Embodiment. CPUバス構成を示す図。The figure which shows CPU bus composition.

[第1実施形態]
第1実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
First Embodiment
The first embodiment will be described below with reference to the drawings.

<1.1:無線環境状況予測システムの構成>
図1は、第1実施形態に係る無線環境状況予測システム1000の概略構成図である。図1は、無線環境状況予測システム1000が壁Wall1で囲まれた空間SP1内に設置されている場合を模式的に示した図(上方から見た図)である。
<1.1: Configuration of wireless environment situation prediction system>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless environment situation prediction system 1000 according to the first embodiment. FIG. 1 is a view schematically showing a case where the wireless environment situation prediction system 1000 is installed in a space SP1 surrounded by a wall Wall1 (a view from above).

図2は、第1実施形態に係る無線装置A1の概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the wireless device A1 according to the first embodiment.

図3は、第1実施形態に係るサーバSvrの概略構成図である。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the server Svr according to the first embodiment.

無線環境状況予測システム1000は、図1に示すように、無線装置A1〜A3と、サーバSvrとを備える。図1において、無線装置が3つの場合を示しているが、これに限定されることはなく、無線装置の数は2以上であれば、他の数であってもよい。以下では、説明便宜のため、図1に示すように、無線装置の数が3である場合について説明する。無線装置A1〜A3は、それぞれ、有線あるいは無線のネットワークにより、サーバSvrと接続されており、無線装置A1〜A3とサーバSvrとは、互いに通信を行うことができる。   As shown in FIG. 1, the wireless environment situation prediction system 1000 includes wireless devices A1 to A3 and a server Svr. Although FIG. 1 shows the case where there are three wireless devices, the present invention is not limited to this. The number of wireless devices may be two or more, and may be another number. Below, for convenience of explanation, as shown in FIG. 1, the case where the number of wireless devices is three will be described. The wireless devices A1 to A3 are respectively connected to the server Svr by a wired or wireless network, and the wireless devices A1 to A3 and the server Svr can communicate with each other.

(1.1.1:無線装置の構成)
無線装置A1〜A3は、それぞれ同様の構成を有しているので、以下では、無線装置A1の構成について説明する。
(1.1.1: Configuration of wireless device)
Since the wireless devices A1 to A3 have the same configuration, the configuration of the wireless device A1 will be described below.

無線装置A1は、図2に示すように、送信部1と、受信部2と、チャネル利用状況観測部3と、チャネル状態データ取得部4と、第1インターフェース部5と、予測データ処理部6と、送信用アンテナAnt_txと、受信用アンテナAnt_rxと、送信用発振器Ocr1と、受信用発振器Ocr2と、を備える。   As illustrated in FIG. 2, the wireless device A1 includes, as illustrated in FIG. 2, a transmitter 1, a receiver 2, a channel usage status observation unit 3, a channel state data acquisition unit 4, a first interface unit 5, and a prediction data processing unit 6. , A transmitting antenna Ant_tx, a receiving antenna Ant_rx, a transmitting oscillator Ocr1, and a receiving oscillator Ocr2.

送信部1は、図2に示すように、ECC部11と、インターリーブ部12と、無線フレーム生成部13と、送信側RF部14と、アクセス制御部15と、を備える。   As shown in FIG. 2, the transmission unit 1 includes an ECC unit 11, an interleaving unit 12, a radio frame generation unit 13, a transmission RF unit 14, and an access control unit 15.

ECC部11は、データDinを入力し、データDinに対して誤り訂正符号化処理を実行する。そして、ECC部11は、誤り訂正符号化処理後のデータをデータDt1としてインターリーブ部2に出力する。   The ECC unit 11 receives the data Din, and executes an error correction coding process on the data Din. Then, the ECC unit 11 outputs the data after the error correction coding process to the interleave unit 2 as data Dt1.

インターリーブ部12は、ECC部11から出力されるデータDt1を入力し、データDt1に対してインターリーブ処理を実行する。そして、インターリーブ部12は、インターリーブ処理後のデータをデータDt2として、無線フレーム生成部13に出力する。   The interleaving unit 12 receives the data Dt1 output from the ECC unit 11 and performs interleaving processing on the data Dt1. Then, the interleaving unit 12 outputs the data after interleaving processing to the radio frame generation unit 13 as data Dt2.

無線フレーム生成部13は、インターリーブ部12から出力されるデータDt2と、アクセス制御部15から出力される制御信号CTL1とを入力する。無線フレーム生成部13は、制御信号CTL1に基づいて、データDt2に対してベースバンド処理(OFDMのベースバンド処理)を実行する。つまり、無線フレーム生成部13は、データDt2に対して、シリアル/パラレル変換、マッピング処理、逆FFT変換、ガードインターバル(GI)付加処理、D/A変換を行うことで、ベースバンドOFDM信号を取得する。そして、無線フレーム生成部13は、取得したベースバンドOFDM信号を信号Dt3として送信側RF部に出力する。   The radio frame generation unit 13 receives the data Dt 2 output from the interleaving unit 12 and the control signal CTL 1 output from the access control unit 15. The radio frame generation unit 13 performs baseband processing (baseband processing of OFDM) on the data Dt2 based on the control signal CTL1. That is, the wireless frame generation unit 13 obtains a baseband OFDM signal by performing serial / parallel conversion, mapping processing, inverse FFT conversion, guard interval (GI) addition processing, and D / A conversion on data Dt 2. Do. Then, the radio frame generation unit 13 outputs the acquired baseband OFDM signal as the signal Dt3 to the transmission side RF unit.

送信側RF部14は、無線フレーム生成部13から出力されるベースバンドOFDM信号Dt3と、アクセス制御部15から出力される制御信号CTL2と、送信用発振器Ocr1から出力される参照周波数信号fr_txとを入力する。送信側RF部14は、制御信号CTL2に基づいて、ベースバンドOFDM信号Dt3に対して、送信用発振器Ocr1から出力される参照周波数信号fr_txを用いた直交変調処理、アップコンバート処理、電力増幅処理を実行することで、搬送帯域OFDM信号を取得する。そして、送信側RF部14は、取得した搬送帯域OFDM信号を送信用アンテナAnt_txに出力する。   The transmitting side RF unit 14 mixes the baseband OFDM signal Dt3 output from the radio frame generation unit 13, the control signal CTL2 output from the access control unit 15, and the reference frequency signal fr_tx output from the transmission oscillator Ocr1. input. The transmission side RF unit 14 performs orthogonal modulation processing, up conversion processing, and power amplification processing on the baseband OFDM signal Dt3 based on the control signal CTL2 using the reference frequency signal fr_tx output from the transmission oscillator Ocr1. By carrying out, a carrier band OFDM signal is acquired. Then, the transmission side RF unit 14 outputs the acquired carrier band OFDM signal to the transmission antenna Ant_tx.

また、送信側RF部14は、チャネル利用状況観測部3と接続されており、チャネル利用状況観測部3からの指令により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、その実行結果を示す信号をチャネル利用状況観測部3に出力する。   Further, the transmitting side RF unit 14 is connected to the channel utilization condition observation unit 3 and executes carrier sense or channel sense according to a command from the channel utilization condition observation unit 3 and outputs a signal indicating the execution result. Output to the channel usage status observation unit 3.

送信用発振器Ocr1は、参照周波数信号fr_txを生成し、生成した参照周波数信号fr_txを送信側RF部14に出力する。   The transmission oscillator Ocr1 generates a reference frequency signal fr_tx, and outputs the generated reference frequency signal fr_tx to the transmission side RF unit 14.

アクセス制御部15は、無線フレーム生成部13を制御するための制御信号CTL1を生成し、所定のタイミングで、制御信号CTL1を無線フレーム生成部13に出力する。また、アクセス制御部15は、送信側RF部14を制御するための制御信号CTL2を生成し、所定のタイミングで、制御信号CTL2を送信側RF部14にに出力する。また、アクセス制御部15は、予測データ処理部6から制御信号CTL3を入力し、制御信号CTL3に基づいて、制御信号CTL1、CTL12を生成する。   The access control unit 15 generates a control signal CTL1 for controlling the radio frame generation unit 13, and outputs the control signal CTL1 to the radio frame generation unit 13 at a predetermined timing. Further, the access control unit 15 generates a control signal CTL2 for controlling the transmission side RF unit 14, and outputs the control signal CTL2 to the transmission side RF unit 14 at a predetermined timing. Further, the access control unit 15 receives the control signal CTL3 from the prediction data processing unit 6, and generates control signals CTL1 and CTL12 based on the control signal CTL3.

送信用アンテナAnt_txは、外部へRF信号(搬送帯域OFDM信号)を送信するためのアンテナである。送信用アンテナAnt_txは、送信側RF部14からの搬送帯域OFDM信号を入力し、搬送帯域OFDM信号を外部に送信する。   The transmitting antenna Ant_tx is an antenna for transmitting an RF signal (carrier band OFDM signal) to the outside. The transmitting antenna Ant_tx receives the carrier band OFDM signal from the transmitting side RF unit 14 and transmits the carrier band OFDM signal to the outside.

受信用アンテナAnt_rxは、外部からのRF信号(搬送帯域OFDM信号)を受信するためのアンテナである。受信用アンテナAnt_rxは、受信したRF信号(搬送帯域OFDM信号)を信号Dr1として、受信側RF部21に出力する。なお、受信用アンテナAnt_rxは、送信用アンテナAnt_txと共用してもよい。つまり、無線装置A1において、送信用アンテナAnt_txおよび受信用アンテナAnt_rxを設ける代わりに、1つの送受信用アンテナを設けるようにしてもよい。   The receiving antenna Ant_rx is an antenna for receiving an RF signal (carrier band OFDM signal) from the outside. The reception antenna Ant_rx outputs the received RF signal (carrier band OFDM signal) to the reception side RF unit 21 as a signal Dr1. Note that the receiving antenna Ant_rx may be shared with the transmitting antenna Ant_tx. That is, in the wireless device A1, instead of providing the transmitting antenna Ant_tx and the receiving antenna Ant_rx, one transmitting and receiving antenna may be provided.

受信部2は、図2に示すように、受信側RF部21と、受信用発振器Ocr2と、同期処理部22と、ベースバンド処理部23と、デインターリーブ部24と、ECC部25と、を備える。   As shown in FIG. 2, the receiving unit 2 includes the receiving side RF unit 21, the receiving oscillator Ocr 2, the synchronization processing unit 22, the baseband processing unit 23, the deinterleaving unit 24, and the ECC unit 25. Prepare.

受信側RF部21は、受信用アンテナAnt_rxからの搬送帯域OFDM信号Dr1と、受信用発振器Ocr2から出力される参照周波数信号fr_rxとを入力する。受信側RF部21は、搬送帯域OFDM信号Dr1に対して、増幅処理、参照周波数信号fr_rxに基づくダウンコンバート処理、自動周波数制御処理(AFC処理)、参照周波数信号fr_rxに基づく直交復調処理、A/D変換処理を実行することで、復調搬送帯域OFDM信号を信号Dr2として取得する。そして、受信側RF部21は、復調搬送帯域OFDM信号Dr2を同期処理部22およびベースバンド処理部23に出力する。   The reception side RF unit 21 receives the carrier band OFDM signal Dr1 from the reception antenna Ant_rx and the reference frequency signal fr_rx output from the reception oscillator Ocr2. The reception side RF unit 21 performs amplification processing, down conversion processing based on the reference frequency signal fr_rx, automatic frequency control processing (AFC processing), orthogonal demodulation processing based on the reference frequency signal fr_rx, and carrier demodulation for the carrier band OFDM signal Dr1. By executing D conversion processing, a demodulation carrier band OFDM signal is acquired as a signal Dr2. Then, the reception side RF unit 21 outputs the demodulation carrier band OFDM signal Dr2 to the synchronization processing unit 22 and the baseband processing unit 23.

また、受信側RF部21は、チャネル利用状況観測部3と接続されており、チャネル利用状況観測部3からの指令により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、その実行結果を示す信号をチャネル利用状況観測部3に出力する。   Further, the receiving side RF unit 21 is connected to the channel availability monitoring unit 3 and executes carrier sensing or channel sensing according to a command from the channel availability monitoring unit 3 and outputs a signal indicating the execution result. Output to the channel usage status observation unit 3.

同期処理部22は、受信側RF部21から出力される復調搬送帯域OFDM信号Dr2を入力し、入力された復調搬送帯域OFDM信号Dr2に基づいて、同期処理を実行する。同期処理部22は、同期処理により、OFDMシンボルの始まりを検出するためのシンボルタイミング同期などに使用される同期タイミング信号Sig_Syncを取得する。そして、同期処理部22は、取得した同期タイミング信号Sig_Syncをベースバンド処理部23に出力する。また、同期処理部22は、復調搬送帯域OFDM信号Dr2のプリアンブル部の信号(プリアンブル信号)から受信用発振器Ocr2の周波数オフセットの検出を行い、受信用発振器Ocr2の発振周波数を制御するための信号(発振周波数制御信号)fs_ctlを生成し、生成した発振周波数制御信号fs_ctlを受信用発振器Ocr2に出力する。   The synchronization processing unit 22 receives the demodulation carrier band OFDM signal Dr2 output from the reception side RF unit 21, and executes synchronization processing based on the input demodulation carrier band OFDM signal Dr2. The synchronization processing unit 22 acquires synchronization timing signal Sig_Sync used for symbol timing synchronization or the like for detecting the beginning of the OFDM symbol by synchronization processing. Then, the synchronization processing unit 22 outputs the acquired synchronization timing signal Sig_Sync to the baseband processing unit 23. The synchronization processing unit 22 detects the frequency offset of the reception oscillator Ocr2 from the signal (preamble signal) of the preamble portion of the demodulation carrier band OFDM signal Dr2 and controls the oscillation frequency of the reception oscillator Ocr2 ( The oscillation frequency control signal fs_ctl is generated, and the generated oscillation frequency control signal fs_ctl is output to the reception oscillator Ocr2.

また、同期処理部22は、同期処理により、伝搬路値、遅延プロファイル等のデータを取得する。そして、同期処理部22は、取得した伝搬路値、遅延プロファイル等のデータをデータData2としてチャネル状態データ取得部4に出力する。   Further, the synchronization processing unit 22 acquires data such as propagation path values and delay profiles by synchronization processing. Then, the synchronization processing unit 22 outputs data such as the acquired channel value and delay profile to the channel state data acquisition unit 4 as data Data2.

受信用発振器Ocr2は、同期処理部22から出力される発振周波数制御信号fs_ctlを入力し、発振周波数制御信号fs_ctlに基づいて、受信側RF部21の処理動作の基準となるクロック信号である参照周波数信号fr_rxを生成する。そして、受信用発振器Ocr2は、生成した参照周波数信号fr_rxを受信側RF部21に出力する。   The reception oscillator Ocr2 receives the oscillation frequency control signal fs_ctl output from the synchronization processing unit 22, and based on the oscillation frequency control signal fs_ctl, a reference frequency that is a clock signal serving as a reference for the processing operation of the reception RF unit 21. Generate signal fr_rx. Then, the reception oscillator Ocr2 outputs the generated reference frequency signal fr_rx to the reception side RF unit 21.

ベースバンド処理部23は、受信側RF部21から出力される復調搬送帯域OFDM信号Dr2と、同期処理部22から出力される同期タイミング信号Sig_Syncとを入力する。ベースバンド処理部23は、同期タイミング信号Sig_Syncに基づいて、ガードインターバル(GI)除去処理、FFT変換、デマッピング処理、パラレル/シリアル変換を行うことで、復調ベースバンドOFDM信号を信号Dr3として取得する。そして、ベースバンド処理部23は、取得した復調ベースバンドOFDM信号Dr3をデインターリーブ部24に出力する。   The baseband processing unit 23 receives the demodulation carrier band OFDM signal Dr2 output from the reception side RF unit 21 and the synchronization timing signal Sig_Sync output from the synchronization processing unit 22. The baseband processing unit 23 acquires a demodulated baseband OFDM signal as the signal Dr3 by performing guard interval (GI) removal processing, FFT conversion, demapping processing, and parallel / serial conversion based on the synchronization timing signal Sig_Sync. . Then, the baseband processing unit 23 outputs the acquired demodulated baseband OFDM signal Dr3 to the deinterleave unit 24.

デインターリーブ部24は、ベースバンド処理部23から出力される復調ベースバンドOFDM信号Dr3を入力する。デインターリーブ部24は、復調ベースバンドOFDM信号Dr2に対してデインターリーブ処理を実行し、デインターリーブ処理後の信号(データ)を信号(データ)Dr4として取得する。そして、デインターリーブ部24は、取得したデータDr4をECC部25に出力する。   The deinterleave unit 24 receives the demodulated baseband OFDM signal Dr3 output from the baseband processing unit 23. The de-interleaving unit 24 performs de-interleaving processing on the demodulated baseband OFDM signal Dr2 and acquires the signal (data) after the de-interleaving processing as a signal (data) Dr4. Then, the deinterleave unit 24 outputs the acquired data Dr4 to the ECC unit 25.

ECC部25は、デインターリーブ部24から出力されるデータDr4を入力し、データDr4に対してエラー訂正処理を実行する。ECC部25は、エラー訂正処理後のデータをデータDoutとして出力する。また、ECC部25は、エラー訂正処理の結果を示すデータをデータRst_ECCとしてチャネル状態データ取得部4に出力する。   The ECC unit 25 receives the data Dr4 output from the deinterleave unit 24 and performs an error correction process on the data Dr4. The ECC unit 25 outputs the data after the error correction process as data Dout. Further, the ECC unit 25 outputs data indicating the result of the error correction process to the channel state data acquisition unit 4 as data Rst_ECC.

チャネル利用状況観測部3は、各周波数帯(各周波数帯の中では1つ以上の無線チャネル)の利用状況(各無線チャネルの空き状況など)を観測するために、キャリアセンス、および/または、チャネルセンスを実行するための指令信号を生成する。そして、チャネル利用状況観測部3は、生成した指令信号を、送信側RF部14、および/または、受信側RF部21に出力することで、キャリアセンス、および/または、チャネルセンスを実行する。   The channel usage status observation unit 3 performs carrier sense and / or, in order to monitor the usage status (such as the availability status of each wireless channel) of each frequency band (one or more radio channels in each frequency band). A command signal for performing channel sensing is generated. Then, the channel usage status observation unit 3 performs carrier sense and / or channel sense by outputting the generated command signal to the transmission side RF unit 14 and / or the reception side RF unit 21.

また、チャネル利用状況観測部3は、受信電力を取得するための指令信号を、送信側RF部14、および/または、受信側RF部21に出力し、無線装置A1の受信電力を取得する。また、取得した受信電力の値を所定の期間観測することで、無線リソース利用率(COR:channel occupation ratio)を取得する。そして、チャネル利用状況観測部3は、取得した受信電力、無線リソース利用率CORを含むデータをデータData1としてチャネル状態データ取得部4に出力する。   Also, the channel usage status observation unit 3 outputs a command signal for acquiring the reception power to the transmission RF unit 14 and / or the reception RF unit 21 to acquire the reception power of the wireless device A1. Also, the radio resource utilization ratio (COR: channel occupancy ratio) is acquired by observing the value of the acquired reception power for a predetermined period. Then, the channel utilization status observation unit 3 outputs data including the acquired received power and the radio resource utilization rate COR to the channel state data acquisition unit 4 as data Data1.

チャネル状態データ取得部4は、チャネル利用状況観測部3から出力されるデータData1と、同期処理部22から出力されるデータData2と、ECC部25から出力されるデータRst_ECCと、ECC部25から出力されるデータDoutとを入力する。チャネル状態データ取得部4は、入力されたデータに基づいて、予測処理用データXを取得する。さらに、チャネル状態データ取得部4は、時刻t−p+1から時刻tまでに期間(p個のサンプル時刻を含む期間)に取得されたp個(p:自然数)の予測処理用データを取得し、取得したp個の予測処理用データを含むデータを予測処理用データData_A1(Xt−p+1:X)として、第1インターフェース部5に出力する(予測処理を実行するモードである推論モードの場合)。 The channel state data acquisition unit 4 outputs the data Data 1 output from the channel usage status observation unit 3, the data Data 2 output from the synchronization processing unit 22, the data Rst_ECC output from the ECC unit 25, and the output from the ECC unit 25. Data Dout to be input. The channel state data acquisition unit 4 acquires data for prediction processing X t based on the input data. Further, the channel state data acquisition unit 4 acquires p (p: natural number) data for prediction processing acquired during a period (a period including p sample times) from time t−p + 1 to time t. obtained p number of prediction processing data data prediction processing data including Data_A1: as (X t-p + 1 X t), if the inference mode is a mode for executing the first output to the interface unit 5 (prediction processing ).

なお、チャネル状態データ取得部4は、学習を行うモードである学習モードのときは、教師データR_A1(Xt+1)を、データData1、および/または、データData2から取得し、第1インターフェース部5に出力する。 The channel state data acquisition unit 4 acquires the teacher data R_A1 (X t + 1 ) from the data Data 1 and / or the data Data 2 in the learning mode, which is a mode in which learning is performed, to the first interface unit 5. Output.

第1インターフェース部5は、推論モードの場合、チャネル状態データ取得部4から出力される予測処理用データData_A1(Xt−p+1:X)を入力する。そして、第1インターフェース部5は、予測処理用データData_A1(Xt−p+1:X)を、ネットワークを介してサーバSvrに出力する。 The first interface unit 5, if the inference mode, the prediction processing data output from the channel state data acquisition unit 4 Data_A1 (X t-p + 1: X t) to enter. The first interface unit 5, the prediction process data Data_A1: a (X t-p + 1 X t), and outputs to the server Svr via the network.

また、第1インターフェース部5は、ネットワークを介してサーバSvrから予測データEst_A1(Xt+1)を受信した場合、当該予測データEst_A1(Xt+1)を予測データ処理部6に出力する。 When the first interface unit 5 receives the prediction data Est_A1 (X t + 1 ) from the server Svr via the network, the first interface unit 5 outputs the prediction data Est_A1 (X t + 1 ) to the prediction data processing unit 6.

また、第1インターフェース部5は、学習モードの場合、チャネル状態データ取得部4から出力される教師データR_A1(Xt+1)を入力し、当該教師データR_A1(Xt+1)をネットワークを介してサーバSvrに出力する。 The first interface unit 5, if the learning mode, enter the teaching data R_A1 (X t + 1) which is output from the channel state data acquisition unit 4, the teacher data R_A1 the (X t + 1) via the network server Svr Output to

予測データ処理部6は、第1インターフェース部5から出力される予測データEst_A1(Xt+1)を入力し、予測データEst_A1(Xt+1)に基づいて、制御信号CTL3を生成する。そして、予測データ処理部6は、生成した制御信号CTL3をアクセス制御部15に出力する。 The prediction data processing unit 6 receives the prediction data Est_A1 (X t + 1 ) output from the first interface unit 5, and generates a control signal CTL3 based on the prediction data Est_A1 (X t + 1 ). Then, the predicted data processing unit 6 outputs the generated control signal CTL3 to the access control unit 15.

(1.1.2:サーバの構成)
サーバSvrは、図3に示すように、第2インターフェース部Sv1と、予測部Sv2とを備える。
(1.1.2: Server configuration)
As shown in FIG. 3, the server Svr includes a second interface unit Sv1 and a prediction unit Sv2.

第2インターフェース部Sv1は、ネットワークを介して、各無線装置(無線装置A1〜A3)と通信するための通信インターフェースである。   The second interface unit Sv1 is a communication interface for communicating with each wireless device (wireless devices A1 to A3) via a network.

第2インターフェース部Sv1は、無線装置Ak(k:自然数、1≦k≦N)から受信した予測処理用データData_Ak(Xt−p+1:X)を予測部Sv2に出力する。 The second interface unit Sv1 a wireless device Ak (k: natural number, 1 ≦ k ≦ N) prediction processing data received from Data_Ak (X t-p + 1 : X t) and outputs to the prediction unit Sv2.

また、第2インターフェース部Sv1は、予測部Sv2から出力された無線装置Akの予測データEst_Ak(Xt+1)を入力し、ネットワークを介して、無線装置Akに、予測データEst_Ak(Xt+1)を送信する。 The second interface unit Sv1 the transmission type the predictive data Est_Ak the output from the prediction unit Sv2 wireless device Ak (X t + 1), via a network, the wireless device Ak, prediction data Est_Ak the (X t + 1) Do.

なお、第2インターフェース部Sv1は、学習モードの場合、無線装置Ak(k:自然数、1≦k≦N)から受信した教師データR_A1(Xt+1)を予測部Sv2に出力する。 In the learning mode, the second interface unit Sv1 outputs the training data R_A1 (X t + 1 ) received from the wireless device Ak (k: natural number, 1 ≦ k ≦ N) to the prediction unit Sv2.

予測部Svr2は、第2インターフェース部Sv1から出力される予測処理用データData_Ak(Xt−p+1:X)を入力する。 Prediction unit Svr2 the prediction processing data Data_Ak output from the second interface unit Sv1 (X t-p + 1 : X t) to enter.

予測部Svr2は、学習モードの場合、2つ以上の予測処理用データData_Ak(Xt−p+1:X)と、教師データR_A1(Xt+1)とを用いて、学習を行い、モデルの最適化を行う。 Prediction unit Svr2 the case of the learning mode, two or more prediction processing data Data_Ak: and (X t-p + 1 X t), teacher data R_A1 (X t + 1) and using, learns, optimization model I do.

予測部Svr2は、推論モードの場合、2つ以上の予測処理用データData_Ak(Xt−p+1:X)を用いて、予測処理を実行し、無線装置Akの時刻t+1の予測データEst_Ak(Xt+1)を取得する。そして、予測部Svr2は、取得した無線装置Akの予測データEst_Ak(Xt+1)を第2インターフェース部Sv1に出力する。 Prediction unit Svr2 the case of inference mode, two or more prediction processing data Data_Ak (X t-p + 1 : X t) was used to perform the prediction process, the time t + 1 of the predicted data Est_Ak wireless devices Ak (X Get t + 1 ). Then, the prediction unit Svr2 outputs the acquired prediction data Est_Ak (X t + 1 ) of the acquired wireless device Ak to the second interface unit Sv1.

<1.2:無線環境状況予測システムの動作>
以上のように構成された無線環境状況予測システム1000の動作について、以下、説明する。
<1.2: Operation of wireless environment situation prediction system>
The operation of the wireless environment situation prediction system 1000 configured as described above will be described below.

図1に示すように、無線装置A1〜A3は、それぞれ、壁Wall1で囲まれた空間SP1内の固定の位置に設置されている。無線装置A1は、位置Pos(A1)に設置されており、無線装置A2は、位置Pos(A2)に設置されており、無線装置A3は、位置Pos(A3)に設置されている。例えば、移動可能な無線装置B1(移動可能な装置)が図1に示す位置に存在しており、無線装置A1〜A3と通信している場合において、搬送車v1が、図1の矢印Dir1の方向に移動する場合を例に、無線環境状況予測システム1000の動作を説明する。なお、図1に示すように、搬送車v1の時刻t1、t2、t3の位置を、それぞれ、位置Pos_v1(t1)、Pos_v1(t2)、Pos_v1(t3)とする。   As shown in FIG. 1, the wireless devices A1 to A3 are respectively installed at fixed positions in a space SP1 surrounded by the wall Wall1. The wireless device A1 is installed at the position Pos (A1), the wireless device A2 is installed at the position Pos (A2), and the wireless device A3 is installed at the position Pos (A3). For example, in the case where the movable wireless device B1 (movable device) is present at the position shown in FIG. 1 and in communication with the wireless devices A1 to A3, the transport vehicle v1 has the arrow Dir1 of FIG. The operation of the wireless environment situation prediction system 1000 will be described by taking the case of moving in the direction as an example. As shown in FIG. 1, the positions of the times t1, t2 and t3 of the transport vehicle v1 are set as positions Pos_v1 (t1), Pos_v1 (t2) and Pos_v1 (t3), respectively.

図4は、図1と同様に空間SP1内を模式的に示す図(学習モードの図)であり、(1)無線装置A1で観測される受信電力と時刻との関係を示すグラフG1、(2)無線装置A2で観測される受信電力と時刻との関係を示すグラフG2、および、(3)無線装置A3で観測される受信電力と時刻との関係を示すグラフG3を示した図である。   4 is a diagram (a diagram of a learning mode) schematically showing the inside of the space SP1 as in FIG. 1, and (1) a graph G1 showing a relationship between reception power and time observed by the wireless device A1, 2) A graph G2 showing the relationship between received power and time observed by the wireless device A2, and (3) a graph G3 showing the relationship between received power and time observed by the wireless device A3. .

図5は、図1と同様に空間SP1内を模式的に示す図(推論モードの図)であり、(1)無線装置A1で観測される受信電力と時刻との関係を示すグラフG11、(2)無線装置A2で観測される受信電力と時刻との関係を示すグラフG12、および、(3)無線装置A3で観測される受信電力と時刻との関係を示すグラフG13を示した図である。   FIG. 5 is a diagram schematically showing the inside of the space SP1 as in FIG. 1 (diagram of the inference mode), and (1) a graph G11 showing the relationship between received power and time observed by the wireless device A1, 2) A graph G12 showing the relationship between received power and time observed by the wireless device A2, and (3) A graph G13 showing the relationship between received power and time observed by the wireless device A3. .

説明便宜のため、無線環境状況予測システムにおいて、受信電力についての予測処理を実行する場合について、説明する。   For convenience of explanation, the case of performing prediction processing on received power in the wireless environment situation prediction system will be described.

以下では、(1)学習モードと、(2)推論モードとに分けて、無線環境状況予測システムの動作を説明する。   In the following, the operation of the wireless environment situation prediction system will be described by being divided into (1) learning mode and (2) inference mode.

(1.2.1:学習モード)
無線装置A1において、チャネル利用状況観測部3により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、時刻t0〜t21までの期間の受信電力のデータを取得する。なお、時刻t0がサンプル時刻t−p+1に相当し、時刻t21がサンプル時刻t(現時刻)に相当するものとする。つまり、無線装置A1において、時刻t0〜t21までの期間で、p個の受信電力のデータXt−p+1〜Xが取得される。この無線装置A1で取得されたp個の受信電力のデータXt−p+1〜Xは、無線装置A1が設置されている位置Pos(A1)の受信電力のデータであるとみなすことができる。
(1.2.1: Learning mode)
In the wireless device A1, the channel usage monitoring unit 3 performs carrier sense or channel sense, and acquires data of received power in a period from time t0 to t21. The time t0 corresponds to the sample time t-p + 1, and the time t21 corresponds to the sample time t (the current time). That is, the wireless device A1, the period until time T0~t21, data X t-p + 1 ~X t of p reception power is obtained. The data X t-p + 1 ~X t of p reception power acquired by the wireless device A1 can be regarded as a data of the received power of the position Pos wireless device A1 is installed (A1).

無線装置A1のチャネル状態データ取得部4は、取得されたp個の受信電力のデータを、データData_A1(Xt−p+1:X)として取得する。そして、取得されたデータData_A1(Xt−p+1:X)は、無線装置A1の第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信される。 Channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A1 includes the acquired p reception power of data, data Data_A1: obtaining a (X t-p + 1 X t). The acquired data Data_A1 (X t-p + 1 : X t) via the first interface unit 5 of the wireless device A1, is transmitted to the server Svr.

さらに、無線装置A1のチャネル状態データ取得部4は、サンプル時刻t+1(時刻t21〜t4の期間に含まれる時刻(例えば、時刻t3))において取得した受信電力のデータを教師データR_A1(Xt+1)として取得する。そして、無線装置A1は、取得した教師データR_A1(Xt+1)を、第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信する。 Furthermore, the channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A1 receives training data R_A1 (X t + 1 ) on the data of the reception power acquired at the sample time t + 1 (the time (for example, time t3 included in the period of time t21 to t4 ) Get as. Then, the wireless device A1 transmits the acquired teacher data R_A1 (X t + 1 ) to the server Svr via the first interface unit 5.

無線装置A2において、チャネル利用状況観測部3により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、時刻t0〜t21までの期間の受信電力のデータを取得する。無線装置A2において、時刻t0〜t21までの期間で、p個の受信電力のデータXt−p+1〜Xが取得される。この無線装置A2で取得されたp個の受信電力のデータXt−p+1〜Xは、無線装置A2が設置されている位置Pos(A2)の受信電力のデータであるとみなすことができる。 In the wireless device A2, the channel usage monitoring unit 3 performs carrier sense or channel sense, and acquires data of received power in a period from time t0 to t21. In the wireless device A2, the period until time T0~t21, data X t-p + 1 ~X t of p reception power is obtained. The data X t-p + 1 ~X t of p reception power acquired by the wireless device A2 can be regarded as a data of the received power of the position Pos wireless device A2 is installed (A2).

無線装置A2のチャネル状態データ取得部4は、取得されたp個の受信電力のデータを、データData_A2(Xt−p+1:X)として取得する。そして、取得されたデータData_A2(Xt−p+1:X)は、無線装置A2の第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信される。 Channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A2 is the acquired p reception power of data, data Data_A2: obtaining a (X t-p + 1 X t). The acquired data Data_A2 (X t-p + 1 : X t) via the first interface unit 5 of the wireless device A2, is sent to the server Svr.

さらに、無線装置A2のチャネル状態データ取得部4は、サンプル時刻t+1(時刻t21〜t4の期間に含まれる時刻(例えば、時刻t3))において取得した受信電力のデータを教師データR_A2(Xt+1)として取得する。そして、無線装置A2は、取得した教師データR_A2(Xt+1)を、第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信する。 Furthermore, the channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A2 receives training data R_A2 (X t + 1 ) of data of the reception power acquired at the sample time t + 1 (the time (for example, time t3 included in the period of time t21 to t4 )). Get as. Then, the wireless device A2 transmits the acquired teacher data R_A2 (X t + 1 ) to the server Svr via the first interface unit 5.

無線装置A3において、チャネル利用状況観測部3により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、時刻t0〜t21までの期間の受信電力のデータを取得する。無線装置A3において、時刻t0〜t21までの期間で、p個の受信電力のデータXt−p+1〜Xが取得される。この無線装置A3で取得されたp個の受信電力のデータXt−p+1〜Xは、無線装置A3が設置されている位置Pos(A3)の受信電力のデータであるとみなすことができる。 In the wireless device A3, the channel usage monitoring unit 3 performs carrier sense or channel sense, and acquires data of received power in a period from time t0 to t21. In the wireless device A3, in the period up to time T0~t21, data X t-p + 1 ~X t of p reception power is obtained. The data X t-p + 1 ~X t of p reception power acquired by the wireless device A3 can be considered as a data of the received power of the position Pos wireless device A3 is installed (A3).

無線装置A3のチャネル状態データ取得部4は、取得されたp個の受信電力のデータを、データData_A3(Xt−p+1:X)として取得する。そして、取得されたデータData_A3(Xt−p+1:X)は、無線装置A3の第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信される。 Channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A3 is the acquired p reception power of data, data Data_A3: obtaining a (X t-p + 1 X t). The acquired data Data_A3 (X t-p + 1 : X t) via the first interface unit 5 of the wireless device A3, are transmitted to the server Svr.

さらに、無線装置A3のチャネル状態データ取得部4は、サンプル時刻t+1(時刻t21〜t4の期間に含まれる時刻(例えば、時刻t3))において取得した受信電力のデータを教師データR_A3(Xt+1)として取得する。そして、無線装置A3は、取得した教師データR_A3(Xt+1)を、第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信する。 Furthermore, the channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A3 receives training data R_A3 (X t + 1 ) of data of the received power acquired at the sample time t + 1 (the time (for example, time t3 included in the period of time t21 to t4 )). Get as. Then, the wireless device A3 transmits the acquired teacher data R_A3 (X t + 1 ) to the server Svr via the first interface unit 5.

サーバSvrは、第2インターフェース部Sv1により、無線装置A1〜A3から送信されるデータData_A1(Xt−p+1:X)、Data_A2(Xt−p+1:X)、Data_A3(Xt−p+1:X)、および、教師データR_A1(Xt+1)、R_A2(Xt+1)、R_A3(Xt+1)を取得する。 Server Svr is the second interface unit Sv1, data is transmitted from the wireless device A1~A3 Data_A1 (X t-p + 1: X t), Data_A2 (X t-p + 1: X t), Data_A3 (X t-p + 1: X t), and the teacher data R_A1 (X t + 1), R_A2 (X t + 1), to obtain the R_A3 (X t + 1).

そして、サーバSvrの予測部Sv2は、無線装置A1についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを取得するための学習を行う。具体的には、予測部Sv2は、以下のデータを入力データ、教師データとする。
入力データ:
Data_A1(Xt−p+1:X
Data_A2(Xt−p+1:X
Data_A3(Xt−p+1:X
教師データ:
R_A1(Xt+1
そして、予測部Sv2は、パラメータをθとし、条件付き確率P(Xt+1|Data_A1(Xt−p+1:X),・・・,Data_AN(Xt−p+1:X);θ)を最大にするパラメータθoptを求める。つまり、予測部Sv2は、下記数式に相当する処理を実行することで最適パラメータθoptを取得する。

Figure 2019080143
N=3
なお、上記数式において、Xt+1は、無線装置A1のサンプル時刻t+1において取得されるデータ(例えば、受信電力)である。 Then, the prediction unit Sv2 of the server Svr performs learning for acquiring a learned model that performs prediction processing (inference processing) on the wireless device A1. Specifically, the prediction unit Sv2 uses the following data as input data and teacher data.
Input data:
Data_A1 (X t-p + 1 : X t)
Data_A2 (X t-p + 1 : X t)
Data_A3 (X t-p + 1 : X t)
Teacher data:
R_A1 (X t + 1 )
Maximum; | (θ X t): : X t), ···, Data_AN (X t-p + 1 Data_A1 (X t-p + 1 X t + 1) and, the prediction unit Sv2 is, the parameters and θ, the conditional probability P The parameter θ opt to be set is determined. That is, the prediction unit Sv2 acquires the optimum parameter θ opt by executing a process corresponding to the following formula.
Figure 2019080143
N = 3
In the above equation, X t + 1 is data (for example, received power) acquired at sample time t + 1 of the wireless device A1.

また、Data_Ak(Xt−p+1:X)は、無線装置A1のサンプル時刻t−P+1〜tにおいて取得されたデータ(例えば、受信電力)である。つまり、Data_Ak(Xt−p+1:X)は、p個のデータを含むデータ(例えば、ベクトルデータ)である。なお、Xは、ここでは、受信電力のデータ(1次元のデータ)であるが、複数のデータを含むベクトルデータであってもよい。Xは、例えば、(1)受信電力、(2)伝搬路値、(3)遅延プロファイル、(4)遅延分散、(5)COR、(6)再送回数、(7)フレーム誤り率、(8)使用伝送レートの2以上のデータを要素するベクトルデータであってもよい。 Further, Data_Ak (Xt -p + 1 : Xt) is data (for example, received power) acquired at sample time t-P + 1 to t of the wireless device A1. That, Data_Ak (X t-p + 1: X t) is data including the p number of data (e.g., vector data) is. Incidentally, X i, here is the data of the received power (one-dimensional data), or may be vector data including a plurality of data. X i, for example, (1) the received power, (2) channel value, (3) the delay profile, (4) a delay dispersion, (5) COR, (6) the number of retransmissions, (7) a frame error rate, ( 8) It may be vector data in which two or more data of the used transmission rate are factored.

そして、上記により取得した最適パラメータθoptを学習モデルに設定することで、無線装置A1についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを取得する。 Then, by setting the optimum parameter θ opt acquired as described above as a learning model, a learned model that performs prediction processing (inference processing) for the wireless device A1 is acquired.

なお、最適化する対象のモデル(無線装置A1についての予測処理(推論処理)を行うためのモデル)は、(1)ニューラルネットワーク(例えば、DNN(Deep Neural Network)、CNN(Convolutional Neural Network)、RNN(Recurrent Neural Network))によるモデルであってもよいし、(2)多入力を前提とする非線形の動的モデルであってもよい。多入力を前提とする非線形の動的モデルを用いた処理を行う場合、例えば、下記文献に開示されている技術を用いるようにしてもよい。
Y. Matsubara and Y. Sakurai, “Regime shifts in streams: real-time forecasting of co-evolving time sequences,” Proc. Of ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD), Aug. 2016.
つまり、上記文献に開示されているように、複数の入力変数、複数の出力変数、複数の状態変数を設定した非線形の状態空間モデルを設定し、設定した状態空間モデルを最適化するパラメータを取得することで、モデルの最適化処理(モデルの学習)を行うようにしてもよい。
The model to be optimized (the model for performing prediction processing (inference processing) for the wireless device A1) is (1) a neural network (for example, DNN (Deep Neural Network), CNN (Convolutional Neural Network), It may be a model according to RNN (Recurrent Neural Network), or (2) it may be a non-linear dynamic model based on multiple inputs. When performing processing using a non-linear dynamic model on the premise of multiple inputs, for example, the technology disclosed in the following document may be used.
Y. Matsubara and Y. Sakurai, “Regime shifts in streams: real-time forecasting of co-evolving time sequences,” Proc. Of ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD), Aug. 2016.
That is, as disclosed in the above document, a nonlinear state space model in which a plurality of input variables, a plurality of output variables, and a plurality of state variables are set is set, and parameters for optimizing the set state space model are acquired By doing this, model optimization processing (model learning) may be performed.

なお、パラメータθ、最適パラメータθoptは、スカラー、ベクトル、またはテンソルであ
る。
The parameter θ and the optimum parameter θ opt are scalars, vectors, or tensors.

また、サーバSvrの予測部Sv2は、無線装置A2についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを取得するための学習を行う。具体的には、予測部Sv2は、以下のデータを入力データ、教師データとする。
入力データ:
Data_A1(Xt−p+1:X
Data_A2(Xt−p+1:X
Data_A3(Xt−p+1:X
教師データ:
R_A2(Xt+1
そして、予測部Sv2は、パラメータをθとし、条件付き確率P(Xt+1|Data_A1(Xt−p+1:X),・・・,Data_AN(Xt−p+1:X);θ)を最大にするパラメータθoptを求める。つまり、予測部Sv2は、下記数式に相当する処理を実行することで最適パラメータθoptを取得する。

Figure 2019080143
N=3
なお、上記数式において、Xt+1は、無線装置A2のサンプル時刻t+1において取得されるデータ(例えば、受信電力)である。 Also, the prediction unit Sv2 of the server Svr performs learning for acquiring a learned model that performs prediction processing (inference processing) for the wireless device A2. Specifically, the prediction unit Sv2 uses the following data as input data and teacher data.
Input data:
Data_A1 (X t-p + 1 : X t)
Data_A2 (X t-p + 1 : X t)
Data_A3 (X t-p + 1 : X t)
Teacher data:
R_A2 (X t + 1 )
Maximum; | (θ X t): : X t), ···, Data_AN (X t-p + 1 Data_A1 (X t-p + 1 X t + 1) and, the prediction unit Sv2 is, the parameters and θ, the conditional probability P The parameter θ opt to be set is determined. That is, the prediction unit Sv2 acquires the optimum parameter θ opt by executing a process corresponding to the following formula.
Figure 2019080143
N = 3
In the above equation, X t + 1 is data (for example, received power) acquired at sample time t + 1 of the wireless device A2.

そして、上記により取得した最適パラメータθoptを学習モデルに設定することで、無線装置A2についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを取得する。 Then, by setting the optimum parameter θ opt acquired as described above as a learning model, a learned model to be subjected to prediction processing (inference processing) for the wireless device A2 is acquired.

また、サーバSvrの予測部Sv2は、無線装置A3についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを取得するための学習を行う。具体的には、予測部Sv2は、以下のデータを入力データ、教師データとする。
入力データ:
Data_A1(Xt−p+1:X
Data_A2(Xt−p+1:X
Data_A3(Xt−p+1:X
教師データ:
R_A3(Xt+1
そして、予測部Sv2は、パラメータをθとし、条件付き確率P(Xt+1|Data_A1(Xt−p+1:X),・・・,Data_AN(Xt−p+1:X);θ)を最大にするパラメータθoptを求める。つまり、予測部Sv2は、下記数式に相当する処理を実行することで最適パラメータθoptを取得する。

Figure 2019080143
N=3
なお、上記数式において、Xt+1は、無線装置A3のサンプル時刻t+1において取得されるデータ(例えば、受信電力)である。 Also, the prediction unit Sv2 of the server Svr performs learning for acquiring a learned model that performs prediction processing (inference processing) on the wireless device A3. Specifically, the prediction unit Sv2 uses the following data as input data and teacher data.
Input data:
Data_A1 (X t-p + 1 : X t)
Data_A2 (X t-p + 1 : X t)
Data_A3 (X t-p + 1 : X t)
Teacher data:
R_A3 (X t + 1 )
Maximum; | (θ X t): : X t), ···, Data_AN (X t-p + 1 Data_A1 (X t-p + 1 X t + 1) and, the prediction unit Sv2 is, the parameters and θ, the conditional probability P The parameter θ opt to be set is determined. That is, the prediction unit Sv2 acquires the optimum parameter θ opt by executing a process corresponding to the following formula.
Figure 2019080143
N = 3
In the above equation, X t + 1 is data (for example, received power) acquired at sample time t + 1 of the wireless device A3.

そして、上記により取得した最適パラメータθoptを学習モデルに設定することで、無線装置A3についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを取得する。 Then, by setting the optimum parameter θ opt acquired as described above as a learning model, a learned model to be subjected to prediction processing (inference processing) for the wireless device A3 is acquired.

以上のようにして、無線環境状況予測システム1000では、学習モードの処理が実行される。   As described above, in the wireless environment situation prediction system 1000, processing in the learning mode is performed.

(1.2.2:推論モード)
次に、推論モードにおける無線環境状況予測システム1000の動作について、図5を参照しながら説明する。なお、推論モードにおいても、搬送車v1は、図4に示した学習モードのときと同様の動作(移動)を行うものとする。
(1.2.2: Inference mode)
Next, the operation of the wireless environment situation prediction system 1000 in the inference mode will be described with reference to FIG. Also in the inference mode, the transport vehicle v1 performs the same operation (movement) as that in the learning mode shown in FIG.

無線装置A1において、チャネル利用状況観測部3により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、時刻t0〜t21までの期間の受信電力のデータを取得する。なお、時刻t0がサンプル時刻t−p+1に相当し、時刻t21がサンプル時刻t(現時刻)に相当するものとする。つまり、無線装置A1において、時刻t0〜t21までの期間で、p個の受信電力のデータXt−p+1〜Xが取得される。この無線装置A1で取得されたp個の受信電力のデータXt−p+1〜Xは、無線装置A1が設置されている位置Pos(A1)の受信電力のデータであるとみなすことができる。 In the wireless device A1, the channel usage monitoring unit 3 performs carrier sense or channel sense, and acquires data of received power in a period from time t0 to t21. The time t0 corresponds to the sample time t-p + 1, and the time t21 corresponds to the sample time t (the current time). That is, the wireless device A1, the period until time T0~t21, data X t-p + 1 ~X t of p reception power is obtained. The data X t-p + 1 ~X t of p reception power acquired by the wireless device A1 can be regarded as a data of the received power of the position Pos wireless device A1 is installed (A1).

無線装置A1のチャネル状態データ取得部4は、取得されたp個の受信電力のデータを、データData_A1(Xt−p+1:X)として取得する。そして、取得されたデータData_A1(Xt−p+1:X)は、無線装置A1の第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信される。 Channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A1 includes the acquired p reception power of data, data Data_A1: obtaining a (X t-p + 1 X t). The acquired data Data_A1 (X t-p + 1 : X t) via the first interface unit 5 of the wireless device A1, is transmitted to the server Svr.

無線装置A2において、チャネル利用状況観測部3により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、時刻t0〜t21までの期間の受信電力のデータを取得する。無線装置A2において、時刻t0〜t21までの期間で、p個の受信電力のデータXt−p+1〜Xが取得される。この無線装置A2で取得されたp個の受信電力のデータXt−p+1〜Xは、無線装置A2が設置されている位置Pos(A2)の受信電力のデータであるとみなすことができる。 In the wireless device A2, the channel usage monitoring unit 3 performs carrier sense or channel sense, and acquires data of received power in a period from time t0 to t21. In the wireless device A2, the period until time T0~t21, data X t-p + 1 ~X t of p reception power is obtained. The data X t-p + 1 ~X t of p reception power acquired by the wireless device A2 can be regarded as a data of the received power of the position Pos wireless device A2 is installed (A2).

無線装置A2のチャネル状態データ取得部4は、取得されたp個の受信電力のデータを、データData_A2(Xt−p+1:X)として取得する。そして、取得されたデータData_A2(Xt−p+1:X)は、無線装置A2の第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信される。 Channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A2 is the acquired p reception power of data, data Data_A2: obtaining a (X t-p + 1 X t). The acquired data Data_A2 (X t-p + 1 : X t) via the first interface unit 5 of the wireless device A2, is sent to the server Svr.

無線装置A3において、チャネル利用状況観測部3により、キャリアセンス、あるいは、チャネルセンスを実行し、時刻t0〜t21までの期間の受信電力のデータを取得する。無線装置A3において、時刻t0〜t21までの期間で、p個の受信電力のデータXt−p+1〜Xが取得される。この無線装置A3で取得されたp個の受信電力のデータXt−p+1〜Xは、無線装置A3が設置されている位置Pos(A3)の受信電力のデータであるとみなすことができる。 In the wireless device A3, the channel usage monitoring unit 3 performs carrier sense or channel sense, and acquires data of received power in a period from time t0 to t21. In the wireless device A3, in the period up to time T0~t21, data X t-p + 1 ~X t of p reception power is obtained. The data X t-p + 1 ~X t of p reception power acquired by the wireless device A3 can be considered as a data of the received power of the position Pos wireless device A3 is installed (A3).

無線装置A3のチャネル状態データ取得部4は、取得されたp個の受信電力のデータを、データData_A3(Xt−p+1:X)として取得する。そして、取得されたデータData_A3(Xt−p+1:X)は、無線装置A3の第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信される。 Channel state data acquisition unit 4 of the wireless device A3 is the acquired p reception power of data, data Data_A3: obtaining a (X t-p + 1 X t). The acquired data Data_A3 (X t-p + 1 : X t) via the first interface unit 5 of the wireless device A3, are transmitted to the server Svr.

サーバSvrは、第2インターフェース部Sv1により、無線装置A1〜A3から送信されるデータData_A1(Xt−p+1:X)、Data_A2(Xt−p+1:X)、Data_A3(Xt−p+1:X)、および、教師データR_A1(Xt+1)、R_A2(Xt+1)、R_A3(Xt+1)を取得する。 Server Svr is the second interface unit Sv1, data is transmitted from the wireless device A1~A3 Data_A1 (X t-p + 1: X t), Data_A2 (X t-p + 1: X t), Data_A3 (X t-p + 1: X t), and the teacher data R_A1 (X t + 1), R_A2 (X t + 1), to obtain the R_A3 (X t + 1).

サーバSvrの予測部Sv2は、無線装置A1についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを用いて、予測データEst_A1(Xt+1)を取得する処理を行う。 The prediction unit Sv2 of the server Svr performs processing of acquiring prediction data Est_A1 (X t + 1 ) using a learned model that performs prediction processing (inference processing) on the wireless device A1.

具体的には、予測部Sv2は、以下のデータを、無線装置A1についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルへの入力データとし、当該学習済みモデルから出力を予測データEst_A1(Xt+1)として取得する。
入力データ:
Data_A1(Xt−p+1:X
Data_A2(Xt−p+1:X
Data_A3(Xt−p+1:X
上記により取得される予測データEst_A1(Xt+1)は、例えば、図5の状況の場合、グラフG11の期間t21〜t4のデータである。図4に示す学習モードのときと近似するデータが予測部Sv2に入力されるため、予測部Sv2(学習済みモデル)から出力される予測データEst_A1(Xt+1)は、教師データR_A1(Xt+1)に近似したデータとなる。つまり、図5に示す状態におけるサンプル時刻t+1の予測データEst_A1(Xt+1)は、高精度なものとなる。
Specifically, the prediction unit Sv2 sets the following data as input data to a learned model that performs prediction processing (inference processing) on the wireless device A1, and outputs an output from the learned model to the prediction data Est_A1 (X t + 1 Get as).
Input data:
Data_A1 (X t-p + 1 : X t)
Data_A2 (X t-p + 1 : X t)
Data_A3 (X t-p + 1 : X t)
The predicted data Est_A1 (X t + 1 ) acquired as described above is, for example, data of the period t21 to t4 of the graph G11 in the situation of FIG. 5. Since data approximating that in the learning mode shown in FIG. 4 is input to the prediction unit Sv2, prediction data Est_A1 (X t + 1 ) output from the prediction unit Sv2 (learned model) is teacher data R_A1 (X t + 1 ). The data approximate to That is, the predicted data Est_A1 (X t + 1 ) at the sample time t + 1 in the state shown in FIG. 5 is highly accurate.

そして、上記により取得された予測データEst_A1(Xt+1)は、第2インターフェース部Sv1を介して、無線装置A1に送信される。 And prediction data Est_A1 (Xt + 1 ) acquired by the above is transmitted to radio equipment A1 via the 2nd interface part Sv1.

そして、無線装置A1では、第1インターフェース部5を介して、予測データEst_A1(Xt+1)を受信する。そして、予測データ処理部6が、予測データEst_A1(Xt+1)に基づいて、適宜、制御信号CTL3を生成し、適切な処理が実行されるように、無線装置A1の送信部1を制御する。 Then, the wireless device A1 receives the prediction data Est_A1 (X t + 1 ) via the first interface unit 5. Then, the prediction data processing unit 6 appropriately generates the control signal CTL3 based on the prediction data Est_A1 (X t + 1 ), and controls the transmission unit 1 of the wireless device A1 so that appropriate processing is performed.

また、サーバSvrの予測部Sv2は、無線装置A2についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを用いて、予測データEst_A2(Xt+1)を取得する処理を行う。 Further, the prediction unit Sv2 of the server Svr performs processing of acquiring prediction data Est_A2 (X t + 1 ) using a learned model that performs prediction processing (inference processing) on the wireless device A2.

具体的には、予測部Sv2は、以下のデータを、無線装置A2についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルへの入力データとし、当該学習済みモデルから出力を予測データEst_A2(Xt+1)として取得する。
入力データ:
Data_A1(Xt−p+1:X
Data_A2(Xt−p+1:X
Data_A3(Xt−p+1:X
上記により取得される予測データEst_A2(Xt+1)は、例えば、図5の状況の場合、グラフG12の期間t21〜t4のデータである。図4に示す学習モードのときと近似するデータが予測部Sv2に入力されるため、予測部Sv2(学習済みモデル)から出力される予測データEst_A2(Xt+1)は、教師データR_A1(Xt+1)に近似したデータとなる。つまり、図5に示す状態におけるサンプル時刻t+1の予測データEst_A2(Xt+1)は、高精度なものとなる。
Specifically, the prediction unit Sv2 sets the following data as input data to a learned model that performs prediction processing (inference processing) for the wireless device A2, and outputs an output from the learned model as prediction data Est_A2 (X t + 1 Get as).
Input data:
Data_A1 (X t-p + 1 : X t)
Data_A2 (X t-p + 1 : X t)
Data_A3 (X t-p + 1 : X t)
The predicted data Est_A2 (X t + 1 ) acquired as described above is, for example, data of the period t21 to t4 of the graph G12 in the situation of FIG. 5. Since data approximate to that in the learning mode shown in FIG. 4 is input to the prediction unit Sv2, prediction data Est_A2 (X t + 1 ) output from the prediction unit Sv2 (learned model) is teacher data R_A1 (X t + 1 ). The data approximate to That is, the predicted data Est_A2 (X t + 1 ) at the sample time t + 1 in the state shown in FIG. 5 is highly accurate.

そして、上記により取得された予測データEst_A2(Xt+1)は、第2インターフェース部Sv1を介して、無線装置A2に送信される。 And prediction data Est_A2 (Xt + 1 ) acquired by the above is transmitted to radio equipment A2 via the 2nd interface part Sv1.

そして、無線装置A2では、第1インターフェース部5を介して、予測データEst_A2(Xt+1)を受信する。そして、予測データ処理部6が、予測データEst_A2(Xt+1)に基づいて、適宜、制御信号CTL3を生成し、適切な処理が実行されるように、無線装置A2の送信部1を制御する。 Then, the wireless device A2 receives the prediction data Est_A2 (X t + 1 ) via the first interface unit 5. Then, the prediction data processing unit 6 appropriately generates the control signal CTL3 based on the prediction data Est_A2 (X t + 1 ), and controls the transmission unit 1 of the wireless device A2 so that appropriate processing is performed.

また、サーバSvrの予測部Sv2は、無線装置A3についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルを用いて、予測データEst_A3(Xt+1)を取得する処理を行う。 Further, the prediction unit Sv2 of the server Svr performs a process of acquiring prediction data Est_A3 (X t + 1 ) using a learned model that performs a prediction process (inference process) on the wireless device A3.

具体的には、予測部Sv2は、以下のデータを、無線装置A3についての予測処理(推論処理)を行う学習済みモデルへの入力データとし、当該学習済みモデルから出力を予測データEst_A3(Xt+1)として取得する。
入力データ:
Data_A1(Xt−p+1:X
Data_A2(Xt−p+1:X
Data_A3(Xt−p+1:X
上記により取得される予測データEst_A3(Xt+1)は、例えば、図5の状況の場合、グラフG13の期間t21〜t4のデータである。図4に示す学習モードのときと近似するデータが予測部Sv2に入力されるため、予測部Sv2(学習済みモデル)から出力される予測データEst_A3(Xt+1)は、教師データR_A1(Xt+1)に近似したデータとなる。つまり、図5に示す状態におけるサンプル時刻t+1の予測データEst_A3(Xt+1)は、高精度なものとなる。
Specifically, the prediction unit Sv2 sets the following data as input data to a learned model that performs a prediction process (inference process) on the wireless device A3, and outputs an output from the learned model to a prediction data Est_A3 (X t + 1 Get as).
Input data:
Data_A1 (X t-p + 1 : X t)
Data_A2 (X t-p + 1 : X t)
Data_A3 (X t-p + 1 : X t)
The predicted data Est_A3 (X t + 1 ) acquired as described above is, for example, data of the period t21 to t4 of the graph G13 in the situation of FIG. 5. Since data approximate to that in the learning mode shown in FIG. 4 is input to the prediction unit Sv2, prediction data Est_A3 (X t + 1 ) output from the prediction unit Sv2 (learned model) is teacher data R_A1 (X t + 1 ) The data approximate to That is, the prediction data Est_A3 (X t + 1 ) at the sample time t + 1 in the state shown in FIG. 5 is highly accurate.

そして、上記により取得された予測データEst_A3(Xt+1)は、第2インターフェース部Sv1を介して、無線装置A3に送信される。 Then, the prediction data Est_A3 (X t + 1 ) acquired as described above is transmitted to the wireless device A3 via the second interface unit Sv1.

そして、無線装置A3では、第1インターフェース部5を介して、予測データEst_A3(Xt+1)を受信する。そして、予測データ処理部6が、予測データEst_A3(Xt+1)に基づいて、適宜、制御信号CTL3を生成し、適切な処理が実行されるように、無線装置A3の送信部1を制御する。 Then, the wireless device A3 receives the prediction data Est_A3 (X t + 1 ) through the first interface unit 5. Then, the prediction data processing unit 6 appropriately generates the control signal CTL3 based on the prediction data Est_A3 (X t + 1 ), and controls the transmission unit 1 of the wireless device A3 so that appropriate processing is performed.

以上のように、無線環境状況予測システム1000では、複数地点で取得したデータに基づいて、学習させた学習済みモデルを用いて、予測処理(推論処理)を実行することができるので、狭空間で、電波が飛び交う環境において、シャドウイング、マルチパス、干渉、反射波等の影響により、複雑に無線環境が変化する状況においても、高精度で無線環境状況を予測することができる。   As described above, the wireless environment situation prediction system 1000 can execute prediction processing (inference processing) using a learned model that has been learned based on data acquired at a plurality of points, so in a narrow space. In an environment where radio waves fly, it is possible to predict the wireless environment situation with high accuracy even in a situation where the wireless environment changes complicatedly due to the effects of shadowing, multipath, interference, reflected waves and the like.

なお、上記では、予測処理の対象を受信電力として説明したが、これに限定されることはなく、例えば、以下のようなデータ(伝搬状況を示すデータ、および、無線リソース利用状況を示すデータ)を予測処理の対象としてもよい。   Although the target of the prediction process has been described above as reception power, the present invention is not limited to this, and for example, data such as the following (data indicating propagation status and data indicating wireless resource utilization status) May be the target of the prediction process.

≪伝搬状況を示すデータ≫
(1)受信電力
(2)伝搬路値
(3)遅延プロファイル
(4)遅延分散
≪無線リソース利用状況を示すデータ≫
(5)COR
(6)再送回数
(7)フレーム誤り率
(8)使用伝送レート
なお、(2)伝搬路値、および、(3)遅延プロファイルのデータは、同期処理部22により取得されるデータData2に基づいて、チャネル状態データ取得部4により取得することができる。
<< Data showing propagation status >>
(1) Received power (2) Propagation path value (3) Delay profile (4) Delay distribution << Data indicating radio resource usage status >>
(5) COR
(6) Number of times of retransmission (7) Frame error rate (8) Transmission rate used Note that (2) propagation path value and (3) data of delay profile are based on data Data 2 acquired by the synchronization processing unit 22. , And can be acquired by the channel state data acquisition unit 4.

(4)遅延分散は、チャネル状態データ取得部4により、(2)伝搬路値、または、(3)遅延プロファイルのデータから計算により取得される。   (4) The delay dispersion is calculated by the channel state data acquisition unit 4 from (2) propagation path values or (3) data of delay profiles.

(5)CORは、チャネル利用状況観測部3により、受信電力を所定の期間監視(所定の閾値と比較)することで取得される。   (5) The COR is acquired by monitoring the received power for a predetermined period (compared with a predetermined threshold) by the channel usage condition observation unit 3.

(6)再送回数は、受信部2により、ECC部25の処理後のデータDoutを用いて、ACK検出処理を実行し、ACK検出できない場合に実行される再送処理の回数をカウントすることで取得される。   (6) The number of retransmissions is acquired by executing ACK detection processing by the receiving unit 2 using the data Dout after processing by the ECC unit 25 and counting the number of retransmission processings executed when ACK can not be detected. Be done.

(7)フレーム誤り率は、チャネル状態データ取得部4が、ECC部25により取得されるエラー訂正処理の結果を示すデータRst_ECCを調べることで、取得される。   (7) The frame error rate is acquired by the channel state data acquisition unit 4 examining data Rst_ECC indicating the result of the error correction process acquired by the ECC unit 25.

(8)使用伝送レートは、チャネル状態データ取得部4が、ECC部25の処理後のデータDoutを用いて、ヘッダ情報を調べることで取得される。   (8) The transmission rate in use is acquired by the channel state data acquisition unit 4 using the data Dout processed by the ECC unit 25 to check the header information.

チャネル状態データ取得部4は、上記の1または複数のデータを含むデータをデータX(スカラーまたはベクトル)として生成し、p個のデータXを含むData_Ak(Xt−p+1:X)を第1インターフェース部5を介して、サーバSvrに送信するようにしてもよい。 The channel state data acquisition unit 4 generates data X i (scalar or vector) including the one or more data described above as Data X i (scalar or vector), and Data_Ak (X t −p + 1 : X t ) including p data X i It may be transmitted to the server Svr via the first interface unit 5.

[他の実施形態]
上記実施形態では、OFDMを採用した無線環境状況予測システム1000について説明したが、これに限定されることはなく、他の変調方式を用いてもよい。
[Other embodiments]
Although the radio environment condition prediction system 1000 adopting OFDM has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and another modulation scheme may be used.

また、上記実施形態で説明した無線環境状況予測システムにおいて、各ブロックは、LSIなどの半導体装置により個別に1チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように1チップ化されても良い。   Furthermore, in the wireless environment situation prediction system described in the above embodiment, each block may be individually made into one chip by a semiconductor device such as an LSI, or may be made into one chip so as to include a part or all. good.

なお、ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。   Although the term "LSI" is used here, the term "IC," "system LSI," "super LSI," or "ultra LSI" may be used depending on the degree of integration.

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。   Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. After the LSI is manufactured, a programmable field programmable gate array (FPGA) may be used, or a reconfigurable processor that can reconfigure connection and setting of circuit cells in the LSI may be used.

また、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置(CPU)により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ROMなどの記憶装置に格納されており、ROMにおいて、あるいはRAMに読み出されて実行される。   Further, part or all of the processing of each functional block in each of the above embodiments may be realized by a program. And a part or all of processing of each functional block of each above-mentioned embodiment is performed by central processing unit (CPU) in a computer. Further, programs for performing respective processing are stored in a storage device such as a hard disk or a ROM, and are read out from the ROM or to the RAM and executed.

また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア(OS(オペレーティングシステム)、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。)により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。   Further, each process of the above-described embodiment may be realized by hardware or may be realized by software (including a case where it is realized with an OS (Operating System), middleware, or a predetermined library). Furthermore, it may be realized by mixed processing of software and hardware.

例えば、上記実施形態の各機能部を、ソフトウェアにより実現する場合、図6に示したハードウェア構成(例えば、CPU、ROM、RAM、入力部、出力部等をバスBusにより接続したハードウェア構成)を用いて、各機能部をソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。   For example, when each functional unit of the above embodiment is realized by software, the hardware configuration shown in FIG. 6 (for example, a hardware configuration in which a CPU, a ROM, a RAM, an input unit, an output unit, etc. are connected by a bus Bus) Each functional unit may be realized by software processing using

また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。   Further, the order of execution of the processing method in the above embodiment is not necessarily limited to the description of the above embodiment, and the order of execution can be interchanged without departing from the scope of the invention.

前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそ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は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO、DVD、DVD−ROM、DVD−RAM、大容量DVD、次世代DVD、半導体メモリを挙げることができる。   A computer program that causes a computer to execute the above-described method and a computer readable recording medium recording the program are included in the scope of the present invention. Here, examples of the computer-readable recording medium include a flexible disk, a hard disk, a CD-ROM, an MO, a DVD, a DVD, a DVD-ROM, a DVD-RAM, a large capacity DVD, a next-generation DVD, and a semiconductor memory. .

上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。   The computer program is not limited to one recorded in the recording medium, but may be transmitted via a telecommunication line, a wireless or wired communication line, a network represented by the Internet, or the like.

なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。   The specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

1000 無線環境状況予測システム
A1〜A3 無線装置
Svr サーバ
1 送信部
2 受信部
3 チャネル利用状況観測部
4 チャネル状態データ取得部
5 第1インターフェース部
Sv1 第2インターフェース部
Sv2 予測部
1000 wireless environment status prediction system A1 to A3 wireless device Svr server 1 transmitter 2 receiver 2 channel usage status observation unit 4 channel state data acquisition unit 5 first interface unit Sv1 second interface unit Sv2 prediction unit

Claims (6)

所定の空間内の所定の位置にそれぞれ設置されたN個(N:自然数、N≧2)の無線通信装置である第1〜第N無線通信装置と、サーバとを含む無線環境状況予測システムであって、
前記第1〜第N無線通信装置は、それぞれ、
データに対して送信処理を実行することで無線信号を生成する送信部と、
無線信号に対して受信処理を実行することで当該無線信号により搬送されたデータを取得する受信部と、
前記送信部および前記受信部の少なくとも一方を制御することで、前記無線信号の通信に使用されるチャネルの利用状況を観測するチャネル利用状況観測部と、
前記送信部、前記受信部、および、前記チャネル利用状況観測部の少なくとも一つにより取得された信号に基づいて、第1期間において当該無線通信装置が設置されている地点の伝搬状況を示すデータおよび無線リソース利用状況を示すデータの少なくとも一方のデータを、チャネル状態データとして、取得するチャネル状態データ取得部と、
前記チャネル状態データ取得部により取得した前記チャネル状態データを前記サーバに送信するための第1インターフェース部と、
を備え、
前記サーバは、
前記第1〜第N無線通信装置からの前記チャネル状態データを受信するための第2インターフェース部と、
前記第2インターフェース部により受信した2つ以上の前記チャネル状態データに基づいて、前記第1〜第N無線通信装置が設置されている地点の将来のデータを予測する予測処理を実行する予測部と、
を備える無線環境状況予測システム。
A wireless environment situation prediction system including first to Nth wireless communication devices that are N (N: natural number, N22) wireless communication devices respectively installed at predetermined positions in a predetermined space, and a server There,
The first to Nth wireless communication devices are respectively
A transmitter configured to generate a wireless signal by performing transmission processing on data;
A reception unit that acquires data carried by the wireless signal by performing reception processing on the wireless signal;
A channel use status observing unit that observes a use status of a channel used for communication of the wireless signal by controlling at least one of the transmission unit and the reception unit;
Data indicating the propagation status of the point where the wireless communication apparatus is installed in the first period, based on the signal acquired by at least one of the transmission unit, the reception unit, and the channel utilization status observation unit; A channel state data acquisition unit that acquires at least one data of data indicating a radio resource use state as channel state data;
A first interface unit for transmitting the channel state data acquired by the channel state data acquisition unit to the server;
Equipped with
The server is
A second interface unit for receiving the channel state data from the first to Nth wireless communication devices;
A prediction unit that executes prediction processing for predicting future data of points where the first to Nth wireless communication devices are installed, based on two or more of the channel state data received by the second interface unit; ,
A wireless environment situation forecasting system comprising:
前記第1期間は、サンプル時刻t−p+1(p:自然数)からサンプル時刻tまでの期間であり、
前記チャネル状態データ取得部でサンプル時刻iに取得されるデータをXとし、
第k無線通信装置(k:自然数、1≦k≦N)で前記第1期間において取得される前記データをData_Ak(Xt−p+1:X)とすると、
前記予測部は、
N個のデータであるデータData_A1(Xt−p+1:X)〜データData_AN(Xt−p+1:X)の中から2つ以上のデータを用いて前記予測処理を実行する、
請求項1に記載の無線環境状況予測システム。
The first period is a period from sample time t−p + 1 (p: natural number) to sample time t,
The data acquired in the sample time i by the channel state data acquisition unit and X i,
The k wireless communication device (k: natural number, 1 ≦ k ≦ N) the data acquired in the first period Data_Ak: If (X t-p + 1 X t) that,
The prediction unit
Data Data_A1 is N data (X t-p + 1: X t) ~ Data Data_AN: executing the predictive processing using two or more data among the (X t-p + 1 X t),
The wireless environment situation prediction system according to claim 1.
前記伝搬状況を示すデータは、
(1)受信電力、(2)伝搬路値、(3)遅延プロファイル、(4)遅延分散に関するデータのうち少なくとも1つを含むデータである、
請求項1又は2に記載の無線環境状況予測システム。
The data indicating the propagation status is
(1) received power, (2) propagation path value, (3) delay profile, (4) data including at least one of data on delay dispersion,
The wireless environment situation prediction system according to claim 1 or 2.
前記無線リソース利用状況を示すデータは、
(1)無線リソース利用率、(2)再送回数、(3)フレーム誤り率、(4)使用伝送レートに関するデータのうち少なくとも1つを含むデータである、
請求項1から3のいずれかに記載の無線環境状況予測システム。
The data indicating the radio resource usage status is
(1) radio resource utilization rate, (2) number of retransmissions, (3) frame error rate, (4) data including at least one of data relating to a used transmission rate,
The wireless environment situation prediction system according to any one of claims 1 to 3.
所定の空間内の所定の位置にそれぞれ設置されたN個(N:自然数、N≧2)の無線通信装置である第1〜第N無線通信装置と、サーバとを含む無線環境状況予測システムに用いられる無線環境状況予測方法であって、
前記第1〜第N無線通信装置は、それぞれ、
データに対して送信処理を実行することで無線信号を生成する送信部と、
無線信号に対して受信処理を実行することで当該無線信号により搬送されたデータを取得する受信部と、
前記送信部および前記受信部の少なくとも一方を制御することで、前記無線信号の通信に使用されるチャネルの利用状況を観測するチャネル利用状況観測部と、
を備え、
前記第1〜第N無線通信装置のそれぞれにおいて、前記送信部、前記受信部、および、前記チャネル利用状況観測部の少なくとも一つにより取得された信号に基づいて、第1期間において当該無線通信装置が設置されている地点の伝搬状況を示すデータおよび無線リソース利用状況を示すデータの少なくとも一方のデータを、チャネル状態データとして、取得するチャネル状態データ取得ステップと、
前記第1〜第N無線通信装置のそれぞれにおいて、前記チャネル状態データ取得ステップにより取得した前記チャネル状態データを前記サーバに送信するデータ送信ステップと、
前記サーバにおいて、前記第1〜第N無線通信装置からの前記チャネル状態データを受信するデータ受信ステップと、
前記サーバにおいて、前記データ受信ステップにより受信した2つ以上の前記チャネル状態データに基づいて、前記第1〜第N無線通信装置が設置されている地点の将来のデータを予測する予測処理を実行する予測ステップと、
を備える無線環境状況予測方法。
A wireless environment situation prediction system including first to Nth wireless communication devices which are N (N: natural number, N ≧ 2) wireless communication devices respectively installed at predetermined positions in a predetermined space, and a server A radio environment condition prediction method to be used,
The first to Nth wireless communication devices are respectively
A transmitter configured to generate a wireless signal by performing transmission processing on data;
A reception unit that acquires data carried by the wireless signal by performing reception processing on the wireless signal;
A channel use status observing unit that observes a use status of a channel used for communication of the wireless signal by controlling at least one of the transmission unit and the reception unit;
Equipped with
In each of the first to Nth wireless communication devices, the wireless communication device in a first period based on a signal acquired by at least one of the transmitting unit, the receiving unit, and the channel usage status observing unit. A channel state data acquisition step of acquiring, as channel state data, data of at least one of data indicating a propagation state of a point where the wireless communication system is installed and data indicating a radio resource utilization state;
A data transmission step of transmitting the channel state data acquired in the channel state data acquisition step to the server in each of the first to Nth wireless communication devices;
Receiving, at the server, the channel state data from the first to Nth wireless communication devices;
The server executes prediction processing for predicting future data of a point where the first to Nth wireless communication devices are installed, based on the two or more pieces of the channel state data received in the data receiving step. Prediction step,
A wireless environment situation forecasting method comprising:
請求項5に記載の無線環境状況予測方法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 execute the wireless environment situation prediction method according to claim 5.
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