JP2020202437A - Base station device, direction determination method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基地局装置、方向決定方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to base station equipment, orientation methods, and programs.
昨今、情報通信技術の発達に伴い、通信ネットワーク上を流れる情報の情報量が飛躍的に増加している。これに対し、ワイヤレス通信(無線通信)の分野においては、より多くの情報量の伝達を可能にする高い周波数帯を用いることによって、通信の大容量化が進められている。近年では、例えばミリ波帯の利用も促進されている。また、より高速な通信を実現する標準化技術(IEEE802.11ad)が搭載された無線アクセスポイントも市販されている。 In recent years, with the development of information and communication technology, the amount of information flowing on a communication network has increased dramatically. On the other hand, in the field of wireless communication (wireless communication), the capacity of communication is being increased by using a high frequency band that enables transmission of a larger amount of information. In recent years, for example, the use of millimeter wave bands has been promoted. In addition, a wireless access point equipped with a standardized technology (IEEE802.11ad) that realizes higher-speed communication is also commercially available.
しかしながら、電波には、周波数帯が高くなるほど直進性が高くなり障害物の裏に回り込みにくくなるという特性がある。そのため、端末又は周囲の障害物等が移動することによって無線アクセスポイントと端末との間を往来する高い周波数帯の電波が遮られた場合には、通信が途切れ易くなる。この場合、現状、通信接続を維持するため、障害物の裏に回り込み易い低い周波数帯(例えば、2.4GHz、5GHz帯等)の電波を用いた通信に切り替えられることが一般的である。したがって、より高いスループットを維持するためには、高い周波数帯の電波ができるだけ遮られないようにし、通信が途切れないようにする必要がある。 However, radio waves have the characteristic that the higher the frequency band, the higher the straightness and the more difficult it is to get behind obstacles. Therefore, when the terminal or surrounding obstacles move to block the radio waves in the high frequency band that come and go between the wireless access point and the terminal, the communication is likely to be interrupted. In this case, at present, in order to maintain the communication connection, it is common to switch to communication using radio waves in a low frequency band (for example, 2.4 GHz, 5 GHz band, etc.) that easily wraps around behind obstacles. Therefore, in order to maintain higher throughput, it is necessary to prevent radio waves in the high frequency band from being blocked as much as possible so that communication is not interrupted.
また、昨今、同じ出力の電波でも強度を高めることができ、かつ、無線アクセスポイントと端末との間の干渉を減らすことができる技術として、ビームフォーミングがある(例えば特許文献1)。ビームフォーミングは、電波が減衰しやすい高い周波数帯において特に有効な技術である。ビームフォーミングでは、電波状況に基づいて、通信品質を最適化する電波の発出方向が推定される。そして、指向性の高いアンテナにより、推定された方向に向けて帯域幅の狭い電波が発出される。昨今、高い周波数帯を用いて通信を行う無線アクセスポイントの普及が進んでいるが、常に高い周波数帯の電波を用いて通信が行われるためにはビームフォーミングを有効に活用することが必須となっている。 Further, recently, there is beamforming as a technique capable of increasing the intensity of radio waves having the same output and reducing the interference between the wireless access point and the terminal (for example, Patent Document 1). Beamforming is a particularly effective technique in high frequency bands where radio waves are likely to be attenuated. In beamforming, the emission direction of radio waves that optimizes communication quality is estimated based on the radio wave conditions. Then, a radio wave having a narrow bandwidth is emitted in the estimated direction by the antenna having high directivity. Recently, wireless access points that communicate using high frequency bands are becoming widespread, but it is essential to make effective use of beamforming in order to always perform communication using radio waves in high frequency bands. ing.
しかしながら現状では、ビームフォーミングが用いられた場合であっても、無線アクセスポイントと端末との間を往来する電波が遮られた場合には、通信品質が低下する。例えば、端末又は周囲の障害物等が移動することによって電波が遮られることがある。この場合、例えば、ビームフォーミングを行うことができなかったり、ビームフォーミングを行うまでに時間を要したり、又は通信状況が不安定になったりすることがある。これにより、低い周波数帯の電波を用いた通信への切り替えが発生し、平均スループットが低下するという課題がある。 However, at present, even when beamforming is used, the communication quality deteriorates when the radio waves passing between the wireless access point and the terminal are blocked. For example, radio waves may be blocked by the movement of a terminal or surrounding obstacles. In this case, for example, beamforming may not be possible, it may take time to perform beamforming, or the communication status may become unstable. As a result, there is a problem that switching to communication using radio waves in a low frequency band occurs, and the average throughput decreases.
上記事情に鑑み、本発明は、通信の安定性向上および平均スループットの低下を抑制することができる基地局装置、方向決定方法、及びプログラムを提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a base station apparatus, a direction determination method, and a program capable of improving communication stability and suppressing a decrease in average throughput.
本発明の一態様は、自装置の位置から撮像された画像を取得する画像取得部と、前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析部と、検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定部と、推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する方向制御部と、を備える基地局装置である。 One aspect of the present invention is an image acquisition unit that acquires an image captured from the position of its own device, an image analysis unit that analyzes the image and detects an object captured in the image, and the detected object. A base station device including an estimation unit that estimates the position of the terminal device based on the information indicating the above, and a direction control unit that determines the direction in which radio waves are emitted to the terminal device based on the estimated position of the terminal device. Is.
また、本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記推定部は、前記画像解析部による前記画像の解析によって前記端末装置が検出されなかった場合、過去に検出された前記端末装置の位置の変化に基づいて、前記端末装置の位置を推定する。 Further, one aspect of the present invention is the above-mentioned base station device, and the estimation unit is the terminal detected in the past when the terminal device is not detected by the analysis of the image by the image analysis unit. The position of the terminal device is estimated based on the change in the position of the device.
また、本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記推定部は、前記画像解析部による前記画像の解析によって前記端末装置が検出されなかった場合、過去に検出された前記物体の位置からの前記物体の位置の変化に基づいて、前記端末装置の位置を推定する。 Further, one aspect of the present invention is the above-mentioned base station device, and the estimation unit is the object detected in the past when the terminal device is not detected by the analysis of the image by the image analysis unit. The position of the terminal device is estimated based on the change in the position of the object from the position of.
また、本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記画像解析部は、前記電波を反射する物体を検出し、前記方向制御部は、前記物体による前記電波の反射によって前記端末装置に前記電波が到達するように前記電波を発出する方向を決定する。 Further, one aspect of the present invention is the above-mentioned base station device, in which the image analysis unit detects an object that reflects the radio waves, and the direction control unit uses the reflection of the radio waves by the object to cause the terminal. The direction in which the radio wave is emitted is determined so that the radio wave reaches the device.
また、本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記方向制御部は、推定された前記端末装置の位置と、過去に推定された前記端末装置の位置とが同一である場合、前記端末装置に対する電波を発出する方向を変化させない。 Further, one aspect of the present invention is the above-mentioned base station device, in which the direction control unit has the same estimated position of the terminal device and the position of the terminal device estimated in the past. , The direction in which radio waves are emitted to the terminal device is not changed.
また、本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記方向制御部は、前記端末装置の位置に基づいて前記電波の発出方向についての学習がなされた学習済みモデルに基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する。 Further, one aspect of the present invention is the above-mentioned base station device, and the direction control unit is based on a learned model in which learning about the emission direction of the radio wave is made based on the position of the terminal device. Determines the direction in which radio waves are emitted to the terminal device.
また、本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記方向制御部は、前記端末装置と前記物体との位置関係に基づいて前記電波の発出方向についての学習がなされた学習済みモデルに基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する。 Further, one aspect of the present invention is the above-mentioned base station device, and the direction control unit has already learned about the emission direction of the radio wave based on the positional relationship between the terminal device and the object. The direction in which radio waves are emitted to the terminal device is determined based on the model.
また、本発明の一態様は、自装置の位置から撮像された画像を取得する画像取得ステップと、前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析ステップと、検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定ステップと、推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する方向制御ステップと、を有する方向決定方法である。 Further, one aspect of the present invention is an image acquisition step of acquiring an image captured from the position of the own device, an image analysis step of analyzing the image and detecting an object captured in the image, and detection. A direction having an estimation step of estimating the position of the terminal device based on the information indicating the object, and a direction control step of determining the direction of emitting radio waves to the terminal device based on the estimated position of the terminal device. It is a determination method.
また、本発明の一態様は、コンピュータに、自装置の位置から撮像された画像を取得する画像取得ステップと、前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析ステップと、検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定ステップと、推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する方向制御ステップと、を実行させるためのプログラムである。 Further, one aspect of the present invention includes an image acquisition step of acquiring an image captured from the position of the own device on a computer, an image analysis step of analyzing the image and detecting an object captured in the image. An estimation step of estimating the position of the terminal device based on the detected information indicating the object, and a direction control step of determining the direction of emitting a radio wave to the terminal device based on the estimated position of the terminal device. It is a program to execute.
本発明により、通信の安定性向上および平均スループットの低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to improve communication stability and suppress a decrease in average throughput.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下に説明する第1の実施形態に係る通信システムは、例えば、工場内に設置された無線アクセスポイントと、工場で働く作業員が所持する端末装置と、の間における通信を実現する通信システムとして適用することができる。作業員が所持する端末装置は、無線アクセスポイントを介してサーバ装置と通信接続する。 The communication system according to the first embodiment described below is, for example, a communication system that realizes communication between a wireless access point installed in a factory and a terminal device possessed by a worker working in the factory. Can be applied. The terminal device owned by the worker communicates with the server device via the wireless access point.
端末装置は、例えば、ウェアラブル端末、あるいはタブレット端末等の移動端末である。端末装置は、作業員に対して、例えばAR(Augmented Reality;拡張現実)又はVR(Virtual Reality;仮想現実)の機能を提供する。作業員は、AR又はVRによって表示された映像に従って作業を行うことで、たとえ専門的なスキルを有していなくても、工場における作業を行うことができる。一般に、このようなARやVRでは、多量のデータを高速に伝送することが要求される。これに対処するため、一例として、本実施形態に係る通信システムは、高周波数帯の電波、及びビームフォーミングの技術を用いて、通信を行うものとする。 The terminal device is, for example, a wearable terminal or a mobile terminal such as a tablet terminal. The terminal device provides the worker with, for example, an AR (Augmented Reality) or VR (Virtual Reality) function. By performing the work according to the image displayed by AR or VR, the worker can perform the work in the factory even if he / she does not have specialized skills. In general, such AR and VR are required to transmit a large amount of data at high speed. In order to deal with this, as an example, the communication system according to the present embodiment shall perform communication by using high frequency band radio waves and beamforming technology.
但し、本実施形態に係る通信システムは、上記のような工場における通信システムに限られるものではない。本実施形態に係る通信システムは、利用者が無線アクセスポイントを利用して無線(ワイヤレス)通信を行う場合において広く適用可能である。本実施形態に係る通信システムは、例えば利用者が所持する端末装置及び周囲の物体のうち少なくとも一方が移動することによって通信状況が変化するような環境において、特に有効な通信システムである。本実施形態に係る通信システムは、端末装置及び周囲の物体の移動等による環境変化に応じて最適なビームフォーミングを実現する。 However, the communication system according to the present embodiment is not limited to the communication system in the factory as described above. The communication system according to the present embodiment can be widely applied when a user performs wireless communication using a wireless access point. The communication system according to the present embodiment is a particularly effective communication system in an environment in which, for example, the communication status changes due to the movement of at least one of a terminal device possessed by a user and surrounding objects. The communication system according to the present embodiment realizes optimum beamforming in response to changes in the environment due to movement of the terminal device and surrounding objects.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムにおける通信状況の一例を示す模式図である。図1に示すように、空間spには、基地局装置10と、端末装置20と、障害物ob1とが存在する。通信システムは、基地局装置10と端末装置20とによって構成される。空間spは、例えば工場内の一空間である。基地局装置10は、例えば、無線アクセスポイントである。端末装置20は、例えば、工場の作業員が所持するウェアラブル端末又はタブレット端末等である。障害物ob1は、基地局装置10と端末装置20との間を往来する電波を遮る障害物である。この場合における障害物ob1は、例えば、柱や棚等の静的な物体である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a communication situation in the communication system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the space sp includes a
なお、図面を見やすくするため、1台の端末装置20のみを図示しているが、複数の端末装置20が基地局装置10と通信接続するような構成であっても構わない。また、空間sp内には、複数の基地局装置10が設置されていても構わない。また、空間sp内には、複数の障害物ob1が存在していても構わない。
Although only one
例えば図1に示すように、基地局装置10と端末装置20との間に障害物ob1が存在しないような位置関係となる位置に端末装置20が存在する場合、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ発出された電波は、経路rt01を伝搬して端末装置20へ直接到達する。そのため、基地局装置10と端末装置20とは互いに通信を行うことができる。
For example, as shown in FIG. 1, when the
一方、例えば図1に示すように、その後、端末装置20が移動して、基地局装置10と端末装置20との間に障害物ob1が存在する位置関係となる位置に端末装置20が移動したものとする。この場合、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ発出された電波は、経路rt02を伝搬して障害物ob1へ到達する。これにより、端末装置20に向けて発出された電波は、障害物ob1によって遮断される。そのため、基地局装置10と端末装置20との間の通信は途切れることがある。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 1, after that, the
図2も同様に、本発明の第1の実施形態に係る通信システムにおける通信状況の一例を示す模式図である。図2に示すように、空間spには、基地局装置10と、端末装置20と、障害物ob1とが存在する。この場合における障害物ob1は、例えば、人間や台車等の動的な物体である。
Similarly, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a communication situation in the communication system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
例えば図2に示すように、基地局装置10と端末装置20との間に障害物ob1が存在しないような位置関係となる位置に端末装置20が存在する場合、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ発出された電波は、経路rt03を伝搬して端末装置20へ直接到達する。そのため、基地局装置10と端末装置20とは互いに通信を行うことができる。
For example, as shown in FIG. 2, when the
一方、例えば図2に示すように、その後、障害物ob1が移動して、基地局装置10と端末装置20との間に障害物ob1が存在する位置関係となる位置に障害物ob1が移動したものとする。この場合、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ発出された電波は、障害物ob1によって遮断される。そのため、基地局装置10と端末装置20との間の通信は途切れることがある。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 2, after that, the obstacle ob1 moves, and the obstacle ob1 moves to a position where the obstacle ob1 exists between the
このように、端末装置20及び障害物ob1が移動することによって、電波が遮断されることがある。この場合、一般に、障害物の裏に回り込み易い低い周波数帯の電波に切り替えられることによって通信接続が維持される。
In this way, the movement of the
図3は、低い周波数帯の電波に切り替えた場合における通信状況の一例を示す模式図である。図3に示すように、低い周波数帯の電波は、一般に、基地局装置10から同心円状に発出される。基地局装置10と端末装置20との間に障害物ob1が存在する位置関係となる位置に障害物ob1が存在する場合であっても、基地局装置10から発出された低い周波数帯の電波は、障害物ob1を回り込んで端末装置20に到達することができる。但し、この場合、低い周波数帯の電波が用いられることから、スループットが低下する可能性が高い。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a communication state when switching to a radio wave in a low frequency band. As shown in FIG. 3, low frequency band radio waves are generally emitted concentrically from the
しかしながら、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ電波が発出された場合には障害物ob1によって電波が遮断されるような場合であっても、例えば周囲の壁、天井、又は物体等による電波の反射を利用することによって、高い周波数帯の電波による通信接続を維持することができる場合がある。
However, when radio waves are emitted from the
図4は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムにおける通信状況の一例を示す模式図である。図4に示すように、基地局装置10から空間spの壁の方向に向けて発出された電波は、経路rt04を伝搬して壁で反射する。これにより、壁で反射した電波(反射波)は、障害物ob1を回り込んで端末装置20へ到達する。そのため、基地局装置10と端末装置20とは、低い周波数帯の電波を用いた通信に切り替えられることなく、高い周波数帯の電波を用いて互いに通信を行うことができる。これにより、高いスループットが維持される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a communication situation in the communication system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the radio wave emitted from the
本実施形態に係る基地局装置10は、例えばカメラ等によって自装置(基地局装置10)の周囲が撮像された画像を取得する。基地局装置10は、画像を解析することにより、自装置(基地局装置10)と、端末装置20及び障害物ob1との位置関係を推定したり、空間sp内の壁や障害物ob1の特性(例えば、表面の材質等)を推定したりすることができる。これにより、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ電波が発出された場合には障害物ob1等によって電波が遮断されるような場合であっても、本実施形態に係る通信システムは、高い周波数帯の電波による通信接続をできるだけ維持することができる。
The
[基地局装置の機能構成]
以下、本実施形態に係る基地局装置10の機能構成について詳しく説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置10の機能構成を示すブロック図である。図5に示すように、基地局装置10は、受信部101と、解析部102と、制御部103と、送信出力・出力方向調整部104と、画像取得部105と、画像解析部106と、記憶部107と、推定部108と、学習部109と、を含んで構成される。
[Functional configuration of base station equipment]
Hereinafter, the functional configuration of the
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the
アンテナ100は、指向性を能動的に制御することができるアンテナである。例えば、アンテナ100は、複数のアンテナ素子を配列しアンテナ素子ごとに専用の送受信モジュールを有することによりビームフォーミングを実現するアクティブ・フェーズドアレイ・アンテナ等を含んで構成される。
The
受信部101は、アンテナ100による電波の受信結果を取得する。受信部101は、取得した受信結果に基づく、電波の受信状況を示す情報を解析部102へ出力する。
The receiving
解析部102は、受信部101から出力された、電波の受信状況を示す情報を取得する。解析部102は、取得した情報に基づいて、端末装置20と通信接続中であるか否かを特定する。通信接続中である場合、解析部102は、取得した情報に基づいて、端末装置20が位置する方向、及び自装置(基地局装置10)から端末装置20までの距離を推定し、最適な送信出力及び出力方向を特定する。解析部102は、特定された送信出力及び出力方向を示す情報を制御部103へ出力する。また、端末装置20との通信が途切れている場合、解析部102は、通信が途切れていることを示す情報を制御部103へ出力する。
The
制御部103は、基地局装置10の各機能部の動作を制御する。制御部103は、例えばCPU(Central Processing Unit;中央演算処理装置)等のプロセッサを含んで構成される。例えば、制御部103は、後述する記憶部107に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより、基地局装置10が備える各機能部をソフトウェアとして実現する。
The
制御部103は、解析部102から出力された情報を取得する。制御部103は、取得した情報に基づいて通信パラメータを決定する。ここでいう通信パラメータとは、例えば、送信出力及び出力方向を示す値、及び、ビームフォーミングによる通信を行うか又は低い周波数帯の電波を用いた通信を行うかを示す情報等である。制御部103は、決定した通信パラメータを、送信出力・出力方向調整部104へ出力する。
The
送信出力・出力方向調整部104は、制御部103から出力された通信パラメータを取得する。送信出力・出力方向調整部104は、取得した通信パラメータに基づいてアンテナ100による電波の送信を制御する。
The transmission output / output
なお、ここまでの構成は、ビームフォーミング機能を備えた従来の一般的な基地局装置の機能構成と同様である。本実施形態に係る基地局装置10は、以下に説明する機能部をさらに備える。
The configuration up to this point is the same as the functional configuration of a conventional general base station apparatus having a beamforming function. The
画像取得部105は、撮像部CMから出力された画像データを取得する。当該画像データは、自装置(基地局装置10)の位置において周囲が撮像された画像データである。画像取得部105は、取得した画像データを画像解析部106へ出力する。
The
なお、撮像部CMは、例えば基地局装置10に取り付けられた光学センサ(例えば、カメラ)である。撮像部CMは、例えば所定の間隔で(例えば1秒ごとに)、周囲を撮像する。なお、撮像される範囲は、例えば、アンテナ100が向けられている方向を中心とする所定の範囲であってもよいし、周囲全体(水平方向に360度、あるいは水平垂直方向ともに360度)であってもよい。なお、撮像部CMは、基地局装置10に内蔵された機能部であってもよい。
The image pickup unit CM is, for example, an optical sensor (for example, a camera) attached to the
画像解析部106は、画像取得部105から出力された画像データを取得する。画像解析部106は、取得した画像データに基づく画像を解析する。画像解析部106は、画像解析により、撮像された物体(例えば、端末装置20、障害物ob1、及び壁等)を検出する。また、画像解析部106は、画像解析により、例えば検出された物体までの距離を推定する。画像解析部106は、解析結果を示す情報を推定部108へ出力する。また、画像解析部106は、解析結果を示す情報を記憶部107に記憶させる。
The
記憶部107は、記憶媒体、例えば、RAM(Random Access Memory;読み書き可能なメモリ)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、及びHDD(Hard Disk Drive)等の記憶媒体、又はこれらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。
The
記憶部107は、空間spに関する各種の情報を記憶する。記憶部107は、例えば、自装置(基地局装置10)と静的な物体(例えば、壁、天井、及び障害物等)との位置関係を示す情報を予め記憶する。位置関係を示す情報とは、例えば、自装置(基地局装置10)から物体までの距離、及び角度(水平角、垂直角)等である。
The
また、記憶部107は、画像解析部106から出力された、画像の解析結果を示す情報を記憶する。また、記憶部107は、後述する推定部108によって推定された情報を記憶する。記憶部107は、後述する学習部109による機械学習の学習結果を示す情報を記憶する。また、記憶部107は、画像取得部105が取得した画像データそのものをさらに記憶する構成であってもよい。
In addition, the
推定部108は、画像解析部106から出力された、画像の解析結果を示す情報を取得する。推定部108は、撮像部CMによって時系列に撮像された複数の画像の解析結果に基づいて、端末装置20及び障害物ob1の現在位置を推定する。例えば、推定部108は、複数の画像のそれぞれの解析結果における、端末装置20及び障害物ob1の位置に基づいて、端末装置20及び障害物ob1の移動方向及び移動距離を予測することにより現在位置を推定する。
The
推定部108は、自装置(基地局装置10)と端末装置20との間に障害物ob1が存在するような位置関係である場合、空間sp内の物体に電波を反射させることにより、当該電波を障害物ob1の裏側に位置する端末装置20へ到達させる伝搬経路を探索する。このとき、推定部108は、記憶部107に記憶された、空間spに関する各種の情報を用いて探索を行ってもよい。
When the
推定部108は、探索された伝搬経路に基づいて、電波の発出方向を特定する。推定部108は、特定された電波の発出方向を示す情報を制御部103へ出力する。また、推定部108は、特定された電波の発出方向を示す情報を記憶部107に記憶させる。
The
学習部109は、記憶部107に記憶された情報を用いて機械学習を行う。例えば、学習部109は、記憶部107に記憶された端末装置20及び障害物ob1の位置を示す情報と、当該位置に基づいて推定部108により特定された(記憶部107に記憶された)電波の発出方向を示す情報と、当該発出方向に電波を実際に発出した結果(例えば、通信状態)を示す情報とを含む教師データを入力として機械学習を行うことにより、最適な電波の発出方向についての学習がなされた学習済みモデルを生成する。学習部109は生成した学習済みモデルを、記憶部107に記憶させる。
The
この場合、推定部108は、画像解析部106から出力された画像の解析結果を示す情報と、記憶部107に記憶された上記の学習済みモデルとを用いて、電波の発出方向の特定を行ってもよい。
In this case, the
また、例えば、学習部109は、記憶部107に記憶された画像データと、(記憶部107に記憶された)画像解析部106による当該画像データの画像解析結果を示す情報と、を入力として機械学習を行うことにより学習済みモデルを生成する。学習部109は生成した学習済みモデルを、記憶部107に記憶させる。
Further, for example, the
この場合、画像解析部106は、画像取得部105から取得した画像データと、記憶部107に記憶された上記の学習済みモデルとを用いて、画像の解析結果を示す情報を導出するようにしてもよい。なお、画像の解析結果を示す情報とは、例えば、撮像された物体を示す情報、当該物体の位置、及び自装置(基地局装置10)から当該物体までの距離等である。
In this case, the
制御部103は、推定部108から出力された情報を取得する。制御部103は、推定部108から出力された情報と、解析部102から出力された情報とに基づいて、上述した通信パラメータを決定する。例えば、制御部103は、推定部108から電波の発出方向を示す情報を取得した場合に、当該情報に基づいて通信パラメータを決定する。
The
一方、制御部103は、推定部108から電波の発出方向を示す情報を取得しなかった場合に、例えば、解析部102から取得された情報に基づいて通信パラメータを決定する。すなわち、この場合、電波状況のみから電波の発出方向を決定する従来技術に基づくビームフォーミングによって決定される発出方向となる。
On the other hand, when the
また、例えば、制御部103は、推定部108から出力された情報に基づいて決定される通信パラメータを用いた場合に実現される通信品質と、解析部102から出力された情報に基づいて決定される通信パラメータを用いた場合に実現される通信品質とをそれぞれ推定して比較し、より通信品質が高くなると推定される通信パラメータを選択するようにしてもよい。
Further, for example, the
[基地局装置の動作]
以下、基地局装置10の動作の一例について説明する。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置10の動作を示すフローチャートである。本フローチャートが示す動作は、例えば、撮像部CMから画像取得部105へ画像データが出力された際に開始する。
[Operation of base station equipment]
Hereinafter, an example of the operation of the
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
画像取得部105は、撮像部CMから出力された画像データを取得する(ステップS001)。画像取得部105は、取得した画像データを画像解析部106へ出力する。
The
画像解析部106は、画像取得部105から出力された画像データを取得する。画像解析部106は、取得した画像データに基づく画像を解析する(ステップS002)。画像解析部106は、画像解析により、撮像された物体(例えば、端末装置20、障害物ob1、及び壁等)を検出する。画像解析部106は、解析結果を示す情報を推定部108へ出力する。
The
画像解析部106による画像解析によって端末装置20が検出された場合(ステップS003・Yes)、推定部108は、画像解析部106から取得した解析結果を示す情報に基づいて、端末装置20の現在位置を特定する(ステップS004)。推定部108は、特定された端末装置20の現在位置を示す情報に基づいて、電波の発出方向を特定する(ステップS005)。推定部108は、特定された電波の発出方向を示す情報を制御部103へ出力する。
When the
画像解析部106による画像解析によって端末装置20が検出されなかった場合(ステップS003・No)、推定部108は、記憶部107に記憶された、過去に(直近に)行われた画像解析に基づく時系列の画像のそれぞれの解析結果を示す情報を取得する(ステップS006)。
When the
推定部108は、画像解析部106から取得した解析結果を示す情報と、記憶部107から取得した過去に行われた画像解析に基づく時系列の画像のそれぞれの解析結果を示す情報とに基づいて、端末装置20の現在位置を推定する(ステップS007)。推定部108は、推定された端末装置20の現在位置を示す情報に基づいて、電波の発出方向を特定する(ステップS008)。推定部108は、特定された電波の発出方向を示す情報を制御部103へ出力する。
The
制御部103は、推定部108から出力された電波の発出方向を示す情報を取得する。推定部108から出力された情報に基づく電波の発出方向が、現在の電波の発出方向(すなわち、アンテナ100が向けられている方向)と異なる場合(ステップS009・Yes)、制御部103は、送信出力・出力方向調整部104を介して、アンテナ100による電波の発出方向を、推定部108から出力された情報に基づく電波の発出方向に変更させる(ステップS010)。
The
なお、推定部108から出力された情報に基づく電波の発出方向が、現在の電波の発出方向と同一である場合(ステップS009・No)、制御部103は、アンテナ100による電波の発出方向を変更させない。
以上で図6のフローチャートが示す基地局装置10の動作が終了する。
When the radio wave emission direction based on the information output from the
This completes the operation of the
以上説明したように、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置10は、自装置(基地局装置10)の位置から撮像された画像を取得する画像取得部105と、前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析部106と、検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置20の位置を推定する推定部108と、推定された前記端末装置20の位置に基づいて前記端末装置20に対する電波を発出する方向を決定する方向制御部(制御部103)と、を備える。
As described above, the
上記の構成を備えることにより、第1の実施形態に係る基地局装置10は、画像解析によって、端末装置20の位置を特定(又は推定)したり、基地局装置10と端末装置20との間を往来する電波に干渉する障害物の位置を特定(又は推定)したり、電波を反射させるための空間sp内の壁や物体を検出したりすることができる。これにより、第1の実施形態に係る基地局装置10は、たとえ自装置(基地局装置10)と端末装置20との間に障害物ob1が位置するような位置関係になったとしても、例えば壁や物体等に電波を反射させる伝搬経路を探索することによって、高い周波数帯を用いた指向性のある電波を端末装置20へ到達させることができる。
By providing the above configuration, the
これにより、本実施形態によれば、従来技術と比べて低い周波数帯を用いた電波による通信時間の割合を小さくすることができるため、通信の安定性向上および平均スループットの低下を抑制することができる。 As a result, according to the present embodiment, the ratio of the communication time by the radio wave using the low frequency band can be reduced as compared with the conventional technique, so that the improvement of the communication stability and the decrease of the average throughput can be suppressed. it can.
なお、本実施形態に係る基地局装置10は、画像解析によって端末装置20の位置を推定するため、空間sp内に存在する様々な物体の位置を考慮して、端末装置20の位置を推定することができる。例えば、本実施形態に係る基地局装置10は、物体が置かれている位置には端末装置20は位置しないと推定することができる。そのため、基地局装置10は、端末装置20の現在位置の候補を絞り込むことができる。これにより、端末装置20の現在位置の推定精度がより高くなるとともに、推定に要する時間がより短縮される。
Since the
上述したように、本実施形態に係る基地局装置10は、画像解析技術をさらに活用することによって、電波状況のみから電波の伝搬経路を最適化する従来技術を補完する。また、上述したように、基地局装置10は、現時点の画像の解析結果に基づいて最適な電波の伝搬経路を探索することができるだけでなく、学習部109を備えていることにより、過去に探索された伝搬経路についての情報を考慮した探索を行うことができる。これにより、本実施形態に係る基地局装置10は、より精度高く、電波の伝搬経路の最適化を図ることができる。
As described above, the
また、学習部109が事前に学習を行っておくことにより、例えば、初めての環境であっても、本実施形態に係る基地局装置10は、柔軟に対応することができ、電波の伝搬経路の最適化を図ることができる。ここでいう初めての環境となる場合とは、例えば、利用者が初めて移動する場合、又は空間sp内のレイアウト変更により物体の位置が変わる場合等である。
Further, by having the
また、本実施形態に係る通信システムは、電波状況のみによって電波の伝搬経路を最適化する従来技術とは異なり、例えば端末装置側がビームフォーミングの機能を備えていない場合であっても実現可能である。これにより、ビームフォーミングの機能を備えていない既存の端末装置を流用することも可能であるため、システムの導入コストを削減することができる。 Further, the communication system according to the present embodiment is different from the conventional technique of optimizing the propagation path of radio waves only by the radio wave condition, and can be realized even when the terminal device side does not have the beamforming function, for example. .. As a result, it is possible to divert an existing terminal device that does not have a beamforming function, so that the system introduction cost can be reduced.
また、電波状況のみによって電波の伝搬経路を最適化する従来技術では、特に端末装置20や周囲の物体の移動等によって電波状況が変化しているような場合において、最適な電波の伝搬経路を決定する際に時間を要することがある。これに対し、本実施形態に係る基地局装置10は、画像解析によって端末装置20の位置を特定(又は推定)することができるため、電波状況が頻繁に変化しているときであっても、最適な電波の伝搬経路の探索をより迅速に、かつ安定的に行うことができる。
Further, in the conventional technique of optimizing the radio wave propagation path only by the radio wave condition, the optimum radio wave propagation path is determined especially when the radio wave condition is changed due to the movement of the
また、本実施形態によれば、一般的なカメラによって撮像された画像、及び一般的な画像解析装置を用いて画像解析を行うことができ、高価な専用の装置等を準備する必要がない。本実施形態に係る通信システムは、例えば、既存の無線アクセスポイントに対して、一般的なカメラと画像解析装置等を取り付けるだけで実現可能である。これにより、本実施形態に係る通信システムは、低コストで通信の安定性向上および平均スループットの低下の抑制を実現することができる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to perform image analysis using an image captured by a general camera and a general image analysis device, and it is not necessary to prepare an expensive dedicated device or the like. The communication system according to the present embodiment can be realized, for example, by simply attaching a general camera, an image analysis device, or the like to an existing wireless access point. As a result, the communication system according to the present embodiment can improve communication stability and suppress a decrease in average throughput at low cost.
なお、基地局装置10が、上述した学習部109により、例えば、「端末装置20がある障害物の陰となる位置に存在する場合には、天井に向けて電波を発出して反射させることが最適である」といった情報を学習して記憶部107に蓄積していくようにしてもよい。この場合、基地局装置10は、環境の変化に応じてより迅速に電波の発出方向を決定することができる。
The
なお、学習部109により周囲の環境に関する情報が学習されて記憶部107に蓄積されるだけでなく、例えばシステム運用者等の手作業によって周囲の環境に関する各種の情報が予め記憶部107に記憶されるようにしてもよい。ここでいう周囲の環境に関する情報とは、例えば、空間sp内の物体の位置関係、物体の表面の材質(又は電波の反射率)、及び各物体が移動可能な位置等の情報である。このような予め記憶された情報も活用されることにより、より精度高く、より高速に、電波の伝搬経路の最適化を図ることが可能になる。
Not only is the
なお、本実施形態に係る基地局装置10は、画像解析によって端末装置20を認識するため、例えば、空間sp内に複数の端末装置20が存在する場合において、当該複数の端末装置20をそれぞれ識別することが可能である。これにより、例えば、本実施形態に係る基地局装置10が、特定の端末装置20との通信を優先的に行う等、優先度を持たせた通信接続サービスを端末装置20に対して提供することができる。
Since the
<第2の実施形態>
以下、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
<Second embodiment>
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下に説明する第2の実施形態に係る通信システムは、自装置(基地局装置10)の周囲が撮像された画像を解析して、撮像された物体を特定し、特定された物体の電波の反射度合い(例えば反射率)を推定する。そして、本実施形態に係る通信システムは、推定された反射度合いを考慮して電波の発出方向を決定する。 The communication system according to the second embodiment described below analyzes an image captured around the own device (base station device 10), identifies the captured object, and transmits radio waves of the identified object. Estimate the degree of reflection (eg reflectance). Then, the communication system according to the present embodiment determines the emission direction of the radio wave in consideration of the estimated degree of reflection.
図7は、本発明の第2の実施形態に係る通信システムにおける通信状況の一例を示す模式図である。図7に示すように、空間spには、基地局装置10と、端末装置20と、障害物ob1と、物体ob2と、窓wdとが存在する。通信システムは、基地局装置10と端末装置20とによって構成される。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a communication situation in the communication system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the space sp includes a
空間spは、例えば工場内の一空間である。基地局装置10は、例えば、無線アクセスポイントである。端末装置20は、例えば、工場の作業員が所持するウェアラブル端末又はタブレット端末等である。障害物ob1は、基地局装置10と端末装置20との間を往来する電波を遮る障害物である。物体ob2は、基地局装置10の位置から見て、端末装置20の後方に位置する物体である。この場合における障害物ob1及び物体ob2は、例えば、柱や棚等の静的な物体である。なお、障害物ob1及び物体ob2は、動的な物体であっても構わない。窓wdは、空間spの壁の一面に設置された、例えばガラス等の透過性のある窓である。
The space sp is, for example, a space in a factory. The
なお、図面を見やすくするため、1台の端末装置20のみを図示しているが、複数の端末装置20が基地局装置10と通信接続する構成であっても構わない。また、空間sp内には、複数の基地局装置10が設置されていても構わない。また、空間sp内には、複数の障害物ob1及び物体ob2が存在していても構わない。
Although only one
例えば図7に示すように、端末装置20が移動するなどして、基地局装置10と端末装置20との間に障害物ob1が存在する位置関係となる位置に端末装置20が存在するものとする。この場合、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ電波を発出すると、当該電波は障害物ob1によって遮断される。そのため、基地局装置10と端末装置20との間の通信接続は途切れることがある。したがって、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20へ電波を直接到達させることは適切ではない。
For example, as shown in FIG. 7, the
これに対し、図7に示すように、例えば、基地局装置10が、電波を伝搬経路rt05を経由させて端末装置20に到達させる方法と、電波を伝搬経路rt06を経由させて端末装置20に到達させる方法とが考えられる。伝搬経路rt05は、基地局装置10が、壁の方向に向けて電波を発出し、当該電波を反射させて端末装置20へ到達させる伝搬経路である。一方、伝搬経路rt06は、基地局装置10が、物体ob2の方向に向けて電波を発出し、当該電波を反射させて端末装置20へ到達させる伝搬経路である。
On the other hand, as shown in FIG. 7, for example, the
図7に示すように、伝搬経路rt05の場合、電波が反射する位置には窓wdが設置されている。窓wdの素材がガラスである場合、一般に電波は殆ど反射せず透過する。本実施形態に係る基地局装置10は、伝搬経路rt05の場合、電波が反射する位置に窓wdが存在していることを認識することによって、基地局装置10からビームフォーミングによって端末装置20の方向へ発出された電波は、端末装置20へ殆ど到達しないことを推定することができる。そのため、基地局装置10は、例えば、端末装置20の現在位置が図7に示す位置である場合には、伝搬経路rt05ではなく伝搬経路rt06となるように、電波の発出方向を決定する。
As shown in FIG. 7, in the case of the propagation path rt05, the window wd is installed at the position where the radio wave is reflected. When the material of the window wd is glass, radio waves are generally transmitted with almost no reflection. In the case of the propagation path rt05, the
なお、基地局装置10は、例えば、周囲が撮像された画像を画像解析することにより、電波が反射する位置の(表面の)材質を特定する。そして、基地局装置10は、例えば、予め記憶している材質ごとの反射度合い(例えば、反射率)を示すデータに基づいて、電波が反射する位置の反射度合いを特定する。基地局装置10は、特定された反射度合いに基づいて適切な電波の伝搬経路を特定し、電波の発出方向を決定する。
The
また、基地局装置10は、例えば、空間sp内の壁の位置ごとの材質(又は反射度合い)を示す情報を、予め記憶している構成であってもよい。この場合、例えば、基地局装置10は、当該情報に基づいて、電波が反射する位置の反射度合いを特定する。そして、基地局装置10は、特定された反射度合いに基づいて適切な電波の伝搬経路を特定し、電波の発出方向を決定するようにしてもよい。
Further, the
[基地局装置の機能構成]
以下、第2の実施形態に係る基地局装置10の機能構成について説明する。第2の実施形態に係る基地局装置10の機能構成を示すブロック図は、図5に示した第1の実施形態に係る基地局装置10の機能構成を示すブロック図と同一である。そのため、図5を流用して説明する。また、第1の実施形態に係る基地局装置10の機能構成と共通する部分については説明を省略し、第1の実施形態に係る基地局装置10の機能構成と異なる部分について以下に説明する。
[Functional configuration of base station equipment]
Hereinafter, the functional configuration of the
画像解析部106は、画像取得部105から出力された画像データを取得する。画像解析部106は、取得した画像データに基づく画像を解析する。画像解析部106は、画像解析により、撮像された物体(例えば、端末装置20、障害物、及び壁・天井等)を検出する。
The
また、画像解析部106は、画像解析により、検出された物体(例えば、障害物、及び壁・天井等)の材質を推定する。画像解析部106は、解析結果を示す情報を推定部108へ出力する。また、画像解析部106は、解析結果を示す情報を記憶部107に記憶させる。
In addition, the
記憶部107は、材質ごとの電波の反射度合い(例えば、反射率)を示す情報を予め記憶している。
The
推定部108は、自装置(基地局装置10)と端末装置20との間に障害物ob1が存在するような位置関係である場合、空間sp内の物体に電波を反射させることにより、当該電波を障害物ob1の裏側に位置する端末装置20へ到達させる電波の伝搬経路を探索する。このとき、推定部108は、記憶部107に記憶された、空間spに関する各種の情報を用いて探索を行ってもよい。
When the
推定部108は、例えば、複数の伝搬経路が探索された場合、記憶部107に記憶された情報に基づいて、電波が反射する位置の反射度合いを特定する。記憶部107に記憶された情報とは、上述したように、材質ごとの電波の反射度合い(例えば、反射率)を示す情報である。
For example, when a plurality of propagation paths are searched, the
推定部108は、特定された反射度合いに基づき、例えば各伝搬経路について、端末装置20における電波強度をそれぞれ推定する。そして、推定部108は、例えば、推定された電波強度が最大になる伝搬経路を選択する。そして、推定部108は、選択された伝搬経路に基づいて電波の発出方向を特定する。推定部108は、特定された電波の発出方向を示す情報を制御部103へ出力する。また、推定部108は、特定された電波の発出方向を示す情報を記憶部107に記憶させる。
The
上記の構成を備えることにより、第2の実施形態に係る基地局装置10は、物体による電波の反射度合い(例えば、反射率)を推定することができるため、よりスループットが高くなる電波の伝搬経路を選択することができる。これにより、第2の実施形態に係る基地局装置10は、平均スループットの低下を抑制することができる。
By providing the above configuration, the
なお、第2の実施形態に係る基地局装置10は、画像解析により、検出された物体が電波を透過する物体であるか否かを特定することが可能である。そのため、例えば、電波を空間spの外へ発出させたくない場合には、基地局装置10は、電波を透過する素材であると推定される壁の位置において当該電波が反射する伝搬経路を選択しないようにすることで、空間spの外へ電波を発出させないようにすることができる。これにより、基地局装置10は、セキュリティ性の向上を図ることができる。
The
なお、第2の実施形態に係る基地局装置10は、特定の方向に電波を発出しないようにすることができることから、例えば、空間sp内に複数の基地局装置10が設置されている場合等において、他の基地局装置10によってカバーされる通信エリアの方向に対しては電波を発出しない構成にすることもできる。この場合、第2の実施形態に係る基地局装置10は、複数の基地局装置10の間における電波干渉の発生を軽減させることができるため、スループットの低下を抑制することができる。
Since the
<第3の実施形態>
以下、本発明の第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
<Third embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下に説明する第3の実施形態に係る基地局装置10は、最も受信強度の強い電波と、2番目に受信強度の強い電波とに基づいて、障害物等の陰に位置している端末装置20の位置をより正確に推定する。
The
図8は、本発明の第3の実施形態に係る通信システムにおける通信状況の一例を示す模式図である。図8に示すように、空間spには、基地局装置10と、端末装置20と、障害物ob1とが存在する。通信システムは、基地局装置10と端末装置20とによって構成される。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a communication situation in the communication system according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the
空間spは、例えば工場内の一空間である。基地局装置10は、例えば、無線アクセスポイントである。端末装置20は、例えば、工場の作業員が所持するウェアラブル端末又はタブレット端末等である。障害物ob1は、基地局装置10と端末装置20との間を往来する電波を遮る障害物である。この場合における障害物ob1は、例えば、柱や棚等の静的な物体である。なお、障害物ob1は、動的な物体であっても構わない。
The space sp is, for example, a space in a factory. The
基地局装置10と、端末装置20と、障害物ob1との位置関係が、図8に示すような位置関係である場合、例えば、端末装置20から発出された電波が壁に1回だけ反射して基地局装置10に到達する伝搬経路rt07と、端末装置20から発出された電波が壁に2回反射して基地局装置10に到達する伝搬経路rt08と、が存在する。
When the positional relationship between the
一般に、反射の回数が少ないほど電波の減衰は抑えられる。したがって、図8においては、伝搬経路rt07を経由して基地局装置10へ到達する電波の受信強度が最も強く、伝搬経路rt08を経由して基地局装置10へ到達する電波の受信強度が2番目に強いものと推定される。
In general, the smaller the number of reflections, the more the attenuation of radio waves is suppressed. Therefore, in FIG. 8, the reception intensity of the radio wave arriving at the
電波状況のみから最適な電波の発出方向を決定する従来の基地局装置は、電波が反射する壁の位置等を認識することができない。そのため、従来の基地局装置は、端末装置20が、例えば図8に破線で示した位置に存在するものとして誤認識する場合がある。
The conventional base station device that determines the optimum radio wave emission direction only from the radio wave condition cannot recognize the position of the wall on which the radio wave is reflected. Therefore, the conventional base station device may erroneously recognize that the
これに対し、第3の実施形態に係る基地局装置10は、画像解析等により、例えば壁や障害物等の物体の位置を認識することができる。そのため、例えば、基地局装置10は、最も受信強度の高い電波を、(1回だけ壁で反射する)伝搬経路rt07を介して到達した電波であると推定し、2番目に受信強度の高い電波を、(2回壁で反射する)伝搬経路rt08を介して到達した電波であると推定することができる。そして、基地局装置10は、伝搬経路rt07と伝搬経路rt08とが重なる位置を、端末装置20の現在位置として推定することができる。これにより、基地局装置10は、より高い精度で端末装置20の位置を推定することができる。
On the other hand, the
<第4の実施形態>
以下、本発明の第4の実施形態について図面を参照しながら説明する。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下に説明する第4の実施形態に係る基地局装置10は、電波の受信状況に変化が生じたとしても、画像解析に基づいて端末装置20の位置が移動していないことを認識した場合には、電波の発出方向を変化させない。これにより、第4の実施形態に係る基地局装置10は、電波の発出方向の不安定な変化を抑制することができる。
When the
図9は、本発明の第4の実施形態に係る通信システムにおける通信状況の一例を示す模式図である。図9に示すように、空間spには、基地局装置10と、端末装置20とが存在する。通信システムは、基地局装置10と端末装置20とによって構成される。空間spは、例えば工場内の一空間である。基地局装置10は、例えば、無線アクセスポイントである。端末装置20は、例えば、工場の作業員が所持するウェアラブル端末又はタブレット端末等である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a communication situation in the communication system according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、例えば、端末装置20が壁の近傍に位置しているものとする。なお、基地局装置10が壁の近傍に位置していてもよいし、基地局装置10と端末装置20の双方が壁の近傍に位置していてもよい。
As shown in FIG. 9, for example, it is assumed that the
一般に、電波の発信源の近傍に壁や障害物等が存在する場合、強い反射波が発生する。そのため、電波状況のみから最適な電波の発出方向を決定する従来の基地局装置では、図9に示すように、電波が端末装置20へ直接到達する伝搬経路rt09と、壁に反射して端末装置20へ到達する伝搬経路rt10とを頻繁に切り替えて、不安定な通信を行ってしまう場合がある。
Generally, when a wall, an obstacle, or the like exists near the source of radio waves, a strong reflected wave is generated. Therefore, in the conventional base station device that determines the optimum radio wave emission direction only from the radio wave condition, as shown in FIG. 9, the propagation path rt09 at which the radio wave directly reaches the
これに対し、本発明の第4の実施形態に係る基地局装置10は、画像解析等により、端末装置20の位置を特定することができる。あるいは、基地局装置10は、画像解析等により、例えば壁や障害物等の物体の位置を認識することができるため、端末装置20の位置を推定することができる。これにより、基地局装置10は、端末装置20の位置が変化していないことを認識することができる。基地局装置10は、端末装置20の位置が変化していない場合には電波の発出方向を変化させないようにすることで、端末装置20との通信を安定させることができる。
On the other hand, the
なお、電波の発信源の近傍に壁や障害物等が存在しない場合であっても、環境に対して影響を与える様々な要因によって電波状況が瞬間的に変化し、不安定になることがある。この場合、電波状況のみから最適な電波の発出方向を決定する従来技術では、頻繁に電波の発出方向を切り替えてしまうことがある。これに対し、本実施形態に係る基地局装置10は、画像解析によって特定(又は推定)された端末装置20の位置に基づいて電波の伝搬経路を決定するため、電波の発出方向の不用意な切り替えを行わないようにすることができる。
Even if there are no walls or obstacles near the source of the radio waves, the radio wave conditions may change momentarily and become unstable due to various factors that affect the environment. .. In this case, in the conventional technique of determining the optimum radio wave emitting direction only from the radio wave condition, the radio wave emitting direction may be frequently switched. On the other hand, since the
以上、本発明の実施形態について詳しく説明をしてきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更などをすることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the gist of the present invention. Is.
なお、上述した実施形態における基地局装置10の一部または全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、基地局装置10に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROMなどの可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置のことをいう。
In addition, a part or all of the
The "computer system" referred to here is a computer system built in the
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 Furthermore, a "computer-readable recording medium" is a medium that dynamically holds a program for a short period of time, such as a communication line when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In that case, a program may be held for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client. Further, the above-mentioned program may be a program for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be a program for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
また、上述した実施形態における基地局装置10を、LSI(Large Scale Integration)などの集積回路として実現してもよい。基地局装置10の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
Further, the
10・・・基地局装置、20・・・端末装置、100・・・アンテナ、101・・・受信部、102・・・解析部、103・・・制御部、104・・・送信出力・出力方向調整部、105・・・画像取得部、106・・・画像解析部、107・・・記憶部、108・・・推定部、109・・・学習部 10 ... Base station device, 20 ... Terminal device, 100 ... Antenna, 101 ... Receiver unit, 102 ... Analysis unit, 103 ... Control unit, 104 ... Transmission output / output Direction adjustment unit, 105 ... image acquisition unit, 106 ... image analysis unit, 107 ... storage unit, 108 ... estimation unit, 109 ... learning unit
本発明の一態様は、自装置の位置から撮像された画像を取得する画像取得部と、前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析部と、検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定部と、推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する方向制御部と、を備え、前記画像解析部は、前記電波を反射する物体を示す反射物体を検出して、検出された前記反射物体による前記電波の反射度合いを推定し、前記方向制御部は、前記画像解析部によって推定された前記反射度合いに基づいて前記方向を決定する基地局装置である。 One aspect of the present invention is an image acquisition unit that acquires an image captured from the position of its own device, an image analysis unit that analyzes the image and detects an object captured in the image, and the detected object. It includes an estimation unit that estimates a position of the terminal apparatus based on the information indicating the, and a direction control unit for determining a direction to fire a radio to said terminal device based on the position of the estimated the terminal device, the image The analysis unit detects a reflecting object indicating an object that reflects the radio wave, estimates the degree of reflection of the radio wave by the detected reflecting object, and the direction control unit estimates the image analysis unit. This is a base station device that determines the direction based on the degree of reflection .
また、本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記反射物体の材質を特定し、特定された前記材質と前記材質ごとの電波の反射度合いを示す情報とに基づいて前記反射物体による前記電波の反射度合いを推定し、前記方向制御部は、前記画像解析部によって推定された前記反射度合いに基づいて前記電波の伝搬経路を選択し、選択された前記伝搬経路に応じた前記方向を決定する。 Further, one aspect of the present invention is the above-mentioned base station apparatus, in which the material of the reflecting object is specified, and the reflection is based on the specified material and information indicating the degree of reflection of radio waves for each material. The degree of reflection of the radio wave by the object is estimated, the direction control unit selects the propagation path of the radio wave based on the degree of reflection estimated by the image analysis unit, and the said propagating path according to the selected propagation path. Determine the direction.
また、本発明の一態様は、コンピュータが、自装置の位置から撮像された画像を取得する画像取得ステップと、コンピュータが、前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する第1画像解析ステップと、コンピュータが、検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定ステップと、コンピュータが、推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する第1方向制御ステップと、コンピュータが、前記電波を反射する物体を示す反射物体を検出して、検出された前記反射物体による前記電波の反射度合いを推定する第2画像解析ステップと、コンピュータが、前記反射度合いに基づいて前記方向を決定する第2方向制御ステップと、を有する方向決定方法である。 Further, one aspect of the present invention is an image acquisition step in which a computer acquires an image captured from the position of its own device, and a first aspect in which the computer analyzes the image and detects an object captured in the image . an image analysis step, the computer, the estimating step of estimating the position of the terminal apparatus based on the information indicating the detected the object, the computer, the radio to said terminal device based on the position of the estimated said terminal device A first direction control step for determining the emission direction, and a second image analysis in which a computer detects a reflecting object indicating an object that reflects the radio wave and estimates the degree of reflection of the radio wave by the detected reflecting object. A direction determination method comprising a step and a second direction control step in which the computer determines the direction based on the degree of reflection .
また、本発明の一態様は、コンピュータに、自装置の位置から撮像された画像を取得する画像取得ステップと、前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する第1画像解析ステップと、検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定ステップと、推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する第1方向制御ステップと、前記電波を反射する物体を示す反射物体を検出して、検出された前記反射物体による前記電波の反射度合いを推定する第2画像解析ステップと、前記反射度合いに基づいて前記方向を決定する第2方向制御ステップと、を実行させるためのプログラムである。 Further, one aspect of the present invention is an image acquisition step of acquiring an image captured from the position of the own device by a computer, and a first image analysis step of analyzing the image and detecting an object captured by the image. An estimation step of estimating the position of the terminal device based on the detected information indicating the object, and a first direction for determining the direction of emitting a radio wave to the terminal device based on the estimated position of the terminal device. A control step, a second image analysis step of detecting a reflecting object indicating an object that reflects the radio wave, and estimating the degree of reflection of the radio wave by the detected reflecting object, and the direction based on the degree of reflection. It is a program for executing the second direction control step to be determined .
Claims (9)
前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析部と、
検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定部と、
推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する方向制御部と、
を備える基地局装置。 An image acquisition unit that acquires an image captured from the position of the own device,
An image analysis unit that analyzes the image and detects an object captured in the image,
An estimation unit that estimates the position of the terminal device based on the detected information indicating the object,
A direction control unit that determines the direction in which radio waves are emitted to the terminal device based on the estimated position of the terminal device.
Base station equipment equipped with.
前記画像解析部による前記画像の解析によって前記端末装置が検出されなかった場合、
過去に検出された前記端末装置の位置の変化に基づいて、前記端末装置の位置を推定する
請求項1に記載の基地局装置。 The estimation unit
When the terminal device is not detected by the analysis of the image by the image analysis unit,
The base station device according to claim 1, wherein the position of the terminal device is estimated based on a change in the position of the terminal device detected in the past.
前記画像解析部による前記画像の解析によって前記端末装置が検出されなかった場合、
過去に検出された前記物体の位置からの前記物体の位置の変化に基づいて、前記端末装置の位置を推定する
請求項1又は請求項2に記載の基地局装置。 The estimation unit
When the terminal device is not detected by the analysis of the image by the image analysis unit,
The base station device according to claim 1 or 2, wherein the position of the terminal device is estimated based on the change in the position of the object from the position of the object detected in the past.
前記電波を反射する物体を検出し、
前記方向制御部は、
前記物体による前記電波の反射によって前記端末装置に前記電波が到達するように前記電波を発出する方向を決定する
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の基地局装置。 The image analysis unit
The object that reflects the radio wave is detected,
The direction control unit
The base station device according to any one of claims 1 to 3, wherein the direction in which the radio waves are emitted is determined so that the radio waves reach the terminal device by the reflection of the radio waves by the object.
推定された前記端末装置の位置と、過去に推定された前記端末装置の位置とが同一である場合、
前記端末装置に対する電波を発出する方向を変化させない
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の基地局装置。 The direction control unit
When the estimated position of the terminal device and the position of the terminal device estimated in the past are the same,
The base station device according to any one of claims 1 to 4, which does not change the direction in which radio waves are emitted to the terminal device.
前記端末装置の位置に基づいて前記電波の発出方向についての学習がなされた学習済みモデルに基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の基地局装置。 The direction control unit
Any one of claims 1 to 5 for determining the direction in which radio waves are emitted to the terminal device based on a learned model in which learning about the emission direction of the radio waves is made based on the position of the terminal device. The base station apparatus described in.
前記端末装置と前記物体との位置関係に基づいて前記電波の発出方向についての学習がなされた学習済みモデルに基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の基地局装置。 The direction control unit
Claims 1 to 5 determine the direction in which radio waves are emitted to the terminal device based on a learned model in which learning about the emission direction of the radio waves is made based on the positional relationship between the terminal device and the object. The base station device according to any one of the items.
前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析ステップと、
検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定ステップと、
推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する方向制御ステップと、
を有する方向決定方法。 An image acquisition step to acquire an image captured from the position of the own device,
An image analysis step of analyzing the image and detecting an object captured in the image,
An estimation step of estimating the position of the terminal device based on the detected information indicating the object, and
A direction control step for determining the direction in which radio waves are emitted to the terminal device based on the estimated position of the terminal device, and
Direction determination method having.
自装置の位置から撮像された画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像を解析し、前記画像に撮像された物体を検出する画像解析ステップと、
検出された前記物体を示す情報に基づいて端末装置の位置を推定する推定ステップと、
推定された前記端末装置の位置に基づいて前記端末装置に対する電波を発出する方向を決定する方向制御ステップと、
を実行させるためのプログラム。 On the computer
An image acquisition step to acquire an image captured from the position of the own device,
An image analysis step of analyzing the image and detecting an object captured in the image,
An estimation step of estimating the position of the terminal device based on the detected information indicating the object, and
A direction control step for determining the direction in which radio waves are emitted to the terminal device based on the estimated position of the terminal device, and
A program to execute.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022269841A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | 日本電信電話株式会社 | Control device, communication system, control method, and program |
WO2022269840A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | 日本電信電話株式会社 | Control device, communication system, control method, and program |
WO2023012895A1 (en) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 日本電信電話株式会社 | Communication device, control method, and program |
WO2023021620A1 (en) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | 日本電信電話株式会社 | Relay device, method for controlling relay device, and program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013051570A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Ricoh Co Ltd | Wireless communication device |
JP2018120570A (en) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America | Autonomous type mobile robot, movement control method, and movement control program and system |
JP2019054382A (en) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | キヤノン株式会社 | Communication device, control method of communication device and program |
-
2019
- 2019-06-06 JP JP2019106399A patent/JP2020202437A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013051570A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Ricoh Co Ltd | Wireless communication device |
JP2018120570A (en) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America | Autonomous type mobile robot, movement control method, and movement control program and system |
JP2019054382A (en) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | キヤノン株式会社 | Communication device, control method of communication device and program |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
岡本 浩尚 HIRONAO OKAMOTO: "ミリ波通信制御のためのオンライン機械学習を用いた深度画像からのスループット推定 Throughput Estimatio", 電子情報通信学会技術研究報告 VOL.115 NO.473 IEICE TECHNICAL REPORT, vol. 第115巻, JPN6020031173, 24 February 2016 (2016-02-24), JP, ISSN: 0004391962 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022269841A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | 日本電信電話株式会社 | Control device, communication system, control method, and program |
WO2022269840A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | 日本電信電話株式会社 | Control device, communication system, control method, and program |
JP7548436B2 (en) | 2021-06-23 | 2024-09-10 | 日本電信電話株式会社 | CONTROL DEVICE, COMMUNICATION SYSTEM, CONTROL METHOD, AND PROGRAM |
WO2023012895A1 (en) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 日本電信電話株式会社 | Communication device, control method, and program |
WO2023021620A1 (en) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | 日本電信電話株式会社 | Relay device, method for controlling relay device, and program |
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