JP2021124999A - Communication situation estimation device, communication situation estimation method, and program - Google Patents

Communication situation estimation device, communication situation estimation method, and program Download PDF

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Abstract

To provide a communication situation estimation device that accurately predicts (estimates) the situation of communication quality data even when a communication environment situation changes in a complicated and dynamic manner like a narrow space such as a factory.SOLUTION: Since a communication situation estimation device 100 uses a multi-bandwidth kernel density distribution, in which single-bandwidth kernel density distributions acquired by a plurality of different bandwidths are superimposed by various weighting coefficients, to acquire a probability density distribution of data related to communication quality, the situation of communication quality can be accurately estimated whatever the probability density distribution of data related to communication quality is.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、無線通信等の通信状況、通信状態の推定処理の技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating communication status and communication status such as wireless communication.

工場等の狭空間では工作機械・製品・作業員等の移動に伴う伝搬環境の変化や、複数の無線アプリケーション間の干渉等により、複雑かつダイナミックに無線環境状況が変動する。工場等の狭空間では、工作機械等の移動体の位置情報の把握が困難であることに加え、電波伝搬がマルチパスリッチな環境であるため、想定外な場所に想定外の影響が出る場合が発生する。このように、狭空間において想定外な場所に想定外の影響が出ると、最悪の場合、安定した通信が維持できず、製造現場では、製造ラインの停止等の対処を行うこともあるため、生産性が低下してしまう。つまり、工場等の狭空間では、想定外の通信品質(QoS:Quality of Service)低下が発生し、生産性が低下してしまうことがある。 In a narrow space such as a factory, the wireless environment situation changes complicatedly and dynamically due to changes in the propagation environment due to the movement of machine tools, products, workers, etc., and interference between multiple wireless applications. In a narrow space such as a factory, it is difficult to grasp the position information of moving objects such as machine tools, and since the radio wave propagation is a multipath-rich environment, unexpected effects may occur in unexpected places. Occurs. In this way, if an unexpected effect occurs in an unexpected place in a narrow space, stable communication cannot be maintained in the worst case, and the manufacturing site may take measures such as stopping the manufacturing line. Productivity is reduced. That is, in a narrow space such as a factory, unexpected deterioration in communication quality (Quality of Service) may occur, resulting in a decrease in productivity.

そのため、QoSの極端な劣化(通信障害)が発生する前に回避行動をとることが必要となり、その実現のために通信障害発生の予測を高精度に行う技術が求められている。このような技術を実現させるために、例えば、時系列に通信品質を示す値の分布を取得し、当該分布に基づいて、将来の通信品質状況を予測する技術(例えば、特許文献1に開示されている技術)を用いることが考えられる。 Therefore, it is necessary to take evasive action before the extreme deterioration of QoS (communication failure) occurs, and in order to realize it, a technique for predicting the occurrence of communication failure with high accuracy is required. In order to realize such a technique, for example, a technique for acquiring a distribution of values indicating communication quality in time series and predicting a future communication quality status based on the distribution (for example, disclosed in Patent Document 1). It is conceivable to use the technology that is used.

特開2005−18304号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-18304

例えば、特許文献1には、(1)予測実行時刻とその近傍過去の各時系列データ値からの予測方法(例えば、ARモデル、ARMAモデル、カルマンフィルタ等を用いた予測方法)と、(2)予測対象時刻と同一季節あるいは同一曜日などで、予測対象時刻と同一の傾向を示す時系列データの集合を生成し、当該集合の平均値や最頻値など、なんらかの統計値を予測して出力する方法との両方の長所を取り入れた予測方法に関する技術の開示がある。特許文献1の技術では、上記の予測方法により、時系列データについて、時間変動の大きい場合や、非定常的な場合においても、時系列データの予測が可能となる。 For example, Patent Document 1 describes (1) a prediction method from each time-series data value of the prediction execution time and its vicinity in the past (for example, a prediction method using an AR model, an ARMA model, a Kalman filter, etc.) and (2). Generates a set of time-series data that shows the same tendency as the prediction target time in the same season or the same day as the prediction target time, and predicts and outputs some statistical values such as the average value and the most frequent value of the set. There is a disclosure of technology regarding predictive methods that incorporate the strengths of both methods. In the technique of Patent Document 1, the time-series data can be predicted by the above-mentioned prediction method even when the time-series data has a large time fluctuation or is unsteady.

しかしながら、特許文献1では、予測対象時刻と同一季節あるいは同一曜日などで、予測対象時刻と同一の傾向を示す時系列データが取得できることが前提であり、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに無線環境状況(通信環境)が変動する場合(時系列データの変動が同一傾向になることが稀であり、同一変動傾向の時系列データの集合を取得するのが困難である場合)に、通信品質データの状況(例えば、通信品質データの確率密度分布)を高精度に予測(推定)することは困難である。 However, Patent Document 1 is based on the premise that time-series data showing the same tendency as the prediction target time can be acquired in the same season or the same day as the prediction target time, and is complicated and dynamic like a narrow space such as a factory. When the wireless environment condition (communication environment) fluctuates (when the fluctuation of time series data rarely has the same tendency and it is difficult to obtain a set of time series data with the same fluctuation tendency), It is difficult to accurately predict (estimate) the status of communication quality data (for example, the probability density distribution of communication quality data).

そこで、本発明は上記課題に鑑み、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、通信品質データの状況(例えば、通信品質データの確率密度分布)を高精度に予測(推定)する通信状況推定装置、通信状況推定方法、および、プログラムを実現することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention raises the status of communication quality data (for example, the probability density distribution of communication quality data) even when the communication environment status fluctuates in a complicated and dynamic manner such as in a narrow space such as a factory. The purpose is to realize a communication status estimation device, a communication status estimation method, and a program that accurately predict (estimate).

上記課題を解決するために、第1の発明は、最適パラメータ取得処理部と、通信品質データ確率密度分布推定部と、を備える通信状況推定装置である。 In order to solve the above problems, the first invention is a communication status estimation device including an optimum parameter acquisition processing unit and a communication quality data probability density distribution estimation unit.

最適パラメータ取得処理部は、通信品質に関するデータについての確率密度分布を推定するために、複数のバンド幅のカーネル関数により規定される単一バンド幅カーネル密度分布をパラメータに基づいて重畳させることでマルチバンド幅カーネル密度分布を取得するとともに、当該マルチバンド幅カーネル密度分布により通信品質に関するデータの確率密度分布を推定する場合において、通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、マルチバンド幅カーネル密度分布を適用させたときに尤度が最大となるパラメータである最適パラメータを取得する。 The optimum parameter acquisition processing unit multiplies the single-bandwidth kernel density distribution defined by the kernel functions of multiple bandwidths based on the parameters in order to estimate the probability density distribution for the data related to communication quality. When acquiring the bandwidth kernel density distribution and estimating the probability density distribution of communication quality data from the multiband kernel density distribution, the multiband kernel density distribution is applied to multiple samples of communication quality data. Acquires the optimum parameter, which is the parameter with the maximum probability when is applied.

通信品質データ確率密度分布推定部は、通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、最適パラメータにより設定されるマルチバンド幅カーネル密度分布を適用させることで取得される確率密度分布を、通信品質に関するデータについての推定確率密度分布として取得する。 Communication quality data The probability density distribution estimation unit applies the probability density distribution obtained by applying the multi-bandwidth kernel density distribution set by the optimum parameters to multiple samples of data related to communication quality, and determines the probability density distribution related to communication quality. Obtained as an estimated probability density distribution for the data.

この通信状況推定装置では、異なる複数のバンド幅により取得される単一バンド幅カーネル密度分布を、多様な重み付け係数により重畳したマルチバンド幅カーネル密度分布を用いて、通信品質に関するデータ(例えば、QoSデータ)の確率密度分布を取得(推定)するので、通信品質に関するデータ(例えば、QoSデータ)の確率密度分布がどのようなものであっても、高精度に推定することができる。例えば、工場等の狭空間において発生しやすい、特定の値(特定の狭い範囲)に通信品質に関するデータ(例えば、QoSデータ)が集中し、かつ、広範囲にQoSデータが分散しているようなQoSデータの確率密度分布についても、この通信状況推定装置では、高精度に推定することができる。 In this communication status estimator, data on communication quality (for example, QoS) is used by superimposing a single bandwidth kernel density distribution acquired by a plurality of different bandwidths with various weighting coefficients. Since the probability density distribution of data) is acquired (estimated), it is possible to estimate with high accuracy regardless of the probability density distribution of data related to communication quality (for example, QoS data). For example, QoS in which communication quality data (for example, QoS data) is concentrated on a specific value (a specific narrow range) that tends to occur in a narrow space such as a factory, and the QoS data is widely distributed. The probability density distribution of data can also be estimated with high accuracy by this communication status estimation device.

さらに、この通信状況推定装置では、QoSデータのサンプルにより算出した尤度を考慮して、最適パラメータを取得し、当該最適パラメータにより設定されるマルチバンド幅カーネル密度分布を用いて、QoSデータの確率密度分布を取得(推定)するので、QoSデータの確率密度分布がどのようなものであっても、高精度にQoSデータの確率密度分布を推定することができる。 Further, in this communication status estimation device, the optimum parameter is acquired in consideration of the probability calculated from the sample of QoS data, and the probability of the QoS data is obtained by using the multi-bandwidth kernel density distribution set by the optimum parameter. Since the density distribution is acquired (estimated), the probability density distribution of the QoS data can be estimated with high accuracy regardless of the probability density distribution of the QoS data.

このように、この通信状況推定装置では、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、高精度な通信品質データ(QoSデータ)の確率密度分布を取得(推定)できる。つまり、この通信状況推定装置では、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、通信品質データの状況(例えば、通信品質データの確率密度分布)を高精度に予測(推定)することができる。 In this way, this communication status estimation device acquires the probability density distribution of highly accurate communication quality data (QoS data) even when the communication environment status fluctuates in a complicated and dynamic manner such as in a narrow space such as a factory (QoS data). Can be estimated). That is, this communication status estimation device can accurately determine the status of communication quality data (for example, the probability density distribution of communication quality data) even when the communication environment status fluctuates dynamically and in a complicated manner such as in a narrow space such as a factory. Can be predicted (estimated).

第2の発明は、第1の発明であって、最適パラメータ取得処理部は、単一バンド幅カーネル密度分布を特定するためのバンド幅の候補を複数保持しており、単一バンド幅カーネル密度分布を重畳させてマルチバンド幅カーネル密度分布を取得するときの重み係数の候補を複数保持している。そして、最適パラメータ取得処理部は、複数のバンド幅の候補、および、複数の重み係数の候補の全ての組み合わせについて、尤度を算出し、算出した尤度が最大となるバンド幅および重み係数の組を最適パラメータとして取得する。 The second invention is the first invention, in which the optimum parameter acquisition processing unit holds a plurality of bandwidth candidates for specifying the single bandwidth kernel density distribution, and the single bandwidth kernel density It holds multiple candidates for weighting factors when acquiring a multi-bandwidth kernel density distribution by superimposing distributions. Then, the optimum parameter acquisition processing unit calculates the likelihood for all combinations of the plurality of bandwidth candidates and the plurality of weighting coefficient candidates, and determines the bandwidth and weighting coefficient having the maximum calculated likelihood. Get the set as the optimal parameter.

これにより、この通信状況推定装置では、尤度が最大となる、最適なバンド幅の組み合わせ、および、最適な重み係数セットを特定し、QoSデータの確率密度分布を取得(推定)するので、QoSデータの確率密度分布がどのようなものであっても、高精度にQoSデータの確率密度分布を推定することができる。 As a result, in this communication status estimation device, the optimum bandwidth combination and the optimum weighting coefficient set that maximize the likelihood are specified, and the probability density distribution of the QoS data is acquired (estimated). Regardless of the probability density distribution of the data, the probability density distribution of the QoS data can be estimated with high accuracy.

これにより、この通信状況推定装置では、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、高精度な通信品質データ(QoSデータ)の確率密度分布を取得(推定)できる。 As a result, this communication status estimation device acquires (estimates) the probability density distribution of highly accurate communication quality data (QoS data) even when the communication environment status fluctuates in a complicated and dynamic manner such as in a narrow space such as a factory. )can.

第3の発明は、第1または第2の発明であって、最適パラメータ取得処理部は、定義域の全区間での積分値が「1」となり、かつ、異なるバンド幅を有するカーネル関数により規定される単一バンド幅カーネル密度分布を用いて、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得する。 The third invention is the first or second invention, and the optimum parameter acquisition processing unit is defined by a kernel function having an integral value of "1" in all sections of the domain and having different bandwidths. Obtain the multi-bandwidth kernel density distribution using the single-bandwidth kernel density distribution that is obtained.

これにより、この通信状況推定装置では、上記性質を満たすカーネル関数により規定される単一バンド幅カーネル密度分布を用いて、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得することができる。 As a result, this communication status estimation device can acquire the multi-bandwidth kernel density distribution using the single-bandwidth kernel density distribution defined by the kernel function satisfying the above properties.

第4の発明は、第3の発明であって、カーネル関数は、ガウス関数、三角形形状分布を実現させる関数、および、矩形形状分布を実現させる関数の少なくとも1つである。 The fourth invention is the third invention, in which the kernel function is at least one of a Gaussian function, a function that realizes a triangular shape distribution, and a function that realizes a rectangular shape distribution.

これにより、この通信状況推定装置では、ガウス関数(ガウス分布(正規分布)を実現させる関数)、三角形形状分布を実現させる関数、および、矩形形状分布を実現させる関数の少なくとも1つのカーネル関数により規定される単一バンド幅カーネル密度分布を用いて、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得することができる。 As a result, in this communication status estimation device, it is defined by at least one kernel function of a Gaussian function (a function that realizes a Gaussian distribution (normal distribution)), a function that realizes a triangular shape distribution, and a function that realizes a rectangular shape distribution. The single-bandwidth kernel density distribution that is obtained can be used to obtain the multi-bandwidth kernel density distribution.

なお、通信状況推定装置において、ガウス関数、三角形形状分布を実現させる関数、および、矩形形状分布を実現させる関数のいずれか2つ以上を組み合わせて実現される単一バンド幅カーネル密度分布を、重み係数セットにより重み付け加算することで、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得するようにしてもよい。 In the communication status estimation device, the single bandwidth kernel density distribution realized by combining any two or more of the Gaussian function, the function for realizing the triangular shape distribution, and the function for realizing the rectangular shape distribution is weighted. The multi-bandwidth kernel density distribution may be obtained by weighting and adding according to the coefficient set.

第5の発明は、最適パラメータ取得処理ステップと、通信品質データ確率密度分布推定ステップと、を備える通信状況推定方法である。 A fifth invention is a communication status estimation method including an optimum parameter acquisition processing step and a communication quality data probability density distribution estimation step.

最適パラメータ取得処理ステップは、通信品質に関するデータについての確率密度分布を推定するために、複数のバンド幅のカーネル関数により規定される単一バンド幅カーネル密度分布をパラメータに基づいて重畳させることでマルチバンド幅カーネル密度分布を取得するとともに、当該マルチバンド幅カーネル密度分布により通信品質に関するデータの確率密度分布を推定する場合において、通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、マルチバンド幅カーネル密度分布を適用させたときに尤度が最大となるパラメータである最適パラメータを取得する。 The optimal parameter acquisition processing step is multi-layered by superimposing a single bandwidth kernel density distribution defined by multiple bandwidth kernel functions based on the parameters in order to estimate the probability density distribution for data related to communication quality. When acquiring the bandwidth kernel density distribution and estimating the probability density distribution of communication quality data from the multiband kernel density distribution, the multiband kernel density distribution is applied to multiple samples of communication quality data. Acquires the optimum parameter, which is the parameter with the maximum probability when is applied.

通信品質データ確率密度分布推定ステップは、通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、最適パラメータにより設定されるマルチバンド幅カーネル密度分布を適用させることで取得される確率密度分布を、通信品質に関するデータについての推定確率密度分布として取得する。 The communication quality data probability density distribution estimation step relates to the communication quality by applying the probability density distribution obtained by applying the multi-bandwidth kernel density distribution set by the optimum parameters to a plurality of samples of communication quality data. Obtained as an estimated probability density distribution for the data.

これにより、第1の発明と同様の効果を奏する通信状況推定方法を実現することができる。 As a result, it is possible to realize a communication status estimation method having the same effect as that of the first invention.

第6の発明は、第5の発明である通信状況推定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。 The sixth invention is a program for causing a computer to execute the communication status estimation method according to the fifth invention.

これにより、第1の発明と同様の効果を奏する通信状況推定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, it is possible to realize a program for causing the computer to execute the communication status estimation method having the same effect as that of the first invention.

本発明によれば、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、通信品質データの状況(例えば、通信品質データの確率密度分布)を高精度に予測(推定)する通信状況推定装置、通信状況推定方法、および、プログラムを実現することができる。 According to the present invention, even when the communication environment condition fluctuates dynamically and complicatedly such as in a narrow space such as a factory, the condition of communication quality data (for example, the probability density distribution of communication quality data) is predicted with high accuracy (for example). It is possible to realize a communication status estimation device (estimation), a communication status estimation method, and a program.

第1実施形態に係る通信状況推定装置100の概略構成図。The schematic block diagram of the communication condition estimation apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment. 通信状況推定装置100で実行される処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process executed by the communication condition estimation apparatus 100. 通信状況推定装置100で実行される処理を説明するための図。The figure for demonstrating the process executed by the communication condition estimation apparatus 100. QoSデータのサンプルq1〜q5を用いてガウスカーネル関数により取得される分布と、当該分布を重ね合わせて取得される単一バンド幅カーネル密度分布とを示す図。The figure which shows the distribution acquired by the Gaussian kernel function using the sample q1 to q5 of QoS data, and the single bandwidth kernel density distribution acquired by superimposing the distribution. QoSデータのサンプルq1〜q5を用いてガウスカーネル関数により取得される分布と、当該分布を重ね合わせて取得される単一バンド幅カーネル密度分布とを示す図。The figure which shows the distribution acquired by the Gaussian kernel function using the sample q1 to q5 of QoS data, and the single bandwidth kernel density distribution acquired by superimposing the distribution. QoSデータのサンプルq1〜q5を用いてガウスカーネル関数により取得される分布と、当該分布を重ね合わせて取得される単一バンド幅カーネル密度分布とを示す図。The figure which shows the distribution acquired by the Gaussian kernel function using the sample q1 to q5 of QoS data, and the single bandwidth kernel density distribution acquired by superimposing the distribution. QoSデータのサンプルq1〜q5を用いて取得した単一バンド幅カーネル密度分布からマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)を取得する処理を説明するための図。The figure for demonstrating the process of acquiring the multi- bandwidth kernel density distribution p multi (q) from the single-bandwidth kernel density distribution acquired using the sample q1 to q5 of QoS data. 尤度算出処理を説明するための図。The figure for demonstrating the likelihood calculation process. シミュレーション例のQoSデータの確率密度分布を示すグラフ。The graph which shows the probability density distribution of the QoS data of the simulation example. 単一バンド幅カーネル密度分布による推定データと、マルチバンド幅カーネル密度分布による推定データとにおける、サンプル数と実測データとの誤差との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the number of samples and the error between the measured data in the estimated data based on the single-bandwidth kernel density distribution and the estimated data based on the multi-bandwidth kernel density distribution. 全区間における積分値が「1」となる関数例を示す図。The figure which shows the example of the function which the integral value in all sections becomes "1". CPUバス構成を示す図。The figure which shows the CPU bus configuration.

[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:通信状況推定装置の構成>
図1は、第1実施形態に係る通信状況推定装置100の概略構成図である。
<1.1: Configuration of communication status estimation device>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the communication status estimation device 100 according to the first embodiment.

通信状況推定装置100は、図1に示すように、最適パラメータ取得処理部1と、通信品質データ確率密度分布推定部2とを備える。なお、説明便宜のため、通信状況推定装置100は、工場等の狭空間において複数の装置が無線通信を行う場合における通信品質を示すデータ(QoSデータ(例えば、スループット))を入力するものとして、以下説明する。 As shown in FIG. 1, the communication status estimation device 100 includes an optimum parameter acquisition processing unit 1 and a communication quality data probability density distribution estimation unit 2. For convenience of explanation, the communication status estimation device 100 inputs data (QoS data (for example, throughput)) indicating communication quality when a plurality of devices perform wireless communication in a narrow space such as a factory. This will be described below.

最適パラメータ取得処理部1は、図1に示すように、サンプル分割処理部11と、バンド幅セット選択処理部12と、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13と、重み係数セット選択処理部14と、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15と、尤度算出部16と、記憶保持部Mem1とを備える。また、最適パラメータ取得処理部1は、平均尤度算出部17と、記憶部Mem2と、最適パラメータ取得部18と、を備える。 As shown in FIG. 1, the optimum parameter acquisition processing unit 1 includes a sample division processing unit 11, a bandwidth set selection processing unit 12, a single bandwidth kernel density distribution acquisition processing unit 13, and a weighting coefficient set selection processing unit 14. A multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15, a likelihood calculation unit 16, and a storage retention unit Mem1 are provided. Further, the optimum parameter acquisition processing unit 1 includes an average likelihood calculation unit 17, a storage unit Mem2, and an optimum parameter acquisition unit 18.

サンプル分割処理部11は、データDinと、通信状況推定装置100の各種制御を行う制御部(不図示)から制御信号CTL1とを入力する。なお、説明便宜のため、データDinは、QoSデータ(例えば、スループット)であり、複数個のサンプル(QoSのサンプルデータ)を含むものとする。サンプル分割処理部11は、入力したQoSデータのサンプルをL個のサブセットに分割する。なお、QoSデータの全サンプルの集合をεと表記し、分割したサブセットのi番目のサブセット(サンプルセット)をε(i:自然数、1≦i≦L)と表記する。 The sample division processing unit 11 inputs the data Din and the control signal CTL1 from a control unit (not shown) that performs various controls of the communication status estimation device 100. For convenience of explanation, the data Din is QoS data (for example, throughput) and includes a plurality of samples (QoS sample data). The sample division processing unit 11 divides the input QoS data sample into L subsets. The set of all samples of QoS data is expressed as ε, and the i-th subset (sample set) of the divided subset is expressed as ε i (i: natural number, 1 ≦ i ≦ L).

サンプル分割処理部11は、尤度算出用サンプルセットを1つ設定し、尤度算出用サンプルセット以外のサンプルセットの集合をマルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdataに設定する。なお、QoSデータの全サンプル、尤度算出用サンプルセット、および、マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットを下記のように表記する。
全サンプル:ε={ε,ε,・・・,ε
尤度算出用サンプルセット:ε(m:自然数、1≦m≦L)
マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセット:εdata={ε,ε,・・・,εm−1,εm+1,・・・,ε
サンプル分割処理部11は、制御信号CTL1に従い、分割して取得したサンプルのサブセットの1つを尤度算出用サンプルセットεに設定し、尤度算出用サンプルセットε以外のサンプルセットの集合をマルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdataに設定する。そして、サンプル分割処理部11は、マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdataを単一バンド幅カーネル密度分布取得部13に出力し、尤度算出用サンプルセットεを尤度算出部16に出力する。
The sample division processing unit 11 sets one sample set for likelihood calculation, and sets a set of sample sets other than the sample set for likelihood calculation in the sample set ε data for acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution. All the samples of QoS data, the sample set for likelihood calculation, and the sample set for acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution are described as follows.
All samples: ε = {ε 1 , ε 2 , ..., ε L }
Likelihood calculation sample set: ε m (m: natural number, 1 ≦ m ≦ L)
Sample set for multi-bandwidth kernel density distribution acquisition: ε data = {ε 1 , ε 2 , ..., ε m-1 , ε m + 1 , ..., ε L }
The sample division processing unit 11 sets one of the subsets of the samples obtained by division in the likelihood calculation sample set ε m according to the control signal CTL 1, and sets a set of sample sets other than the likelihood calculation sample set ε m. Is set in the sample set ε data for acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution. Then, the sample division processing unit 11 outputs the sample set ε data for acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution to the single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13, and outputs the sample set ε m for calculating the likelihood to the likelihood calculation unit 16. Output to.

バンド幅セット選択処理部12は、通信状況推定装置100の各種制御を行う制御部(不図示)から制御信号CTL2を入力する。バンド幅セット選択処理部12は、単一バンド幅によるカーネル密度分布を規定するためのバンド幅のセット(組)を複数保持している。 The bandwidth set selection processing unit 12 inputs the control signal CTL2 from a control unit (not shown) that performs various controls of the communication status estimation device 100. The bandwidth set selection processing unit 12 holds a plurality of bandwidth sets (sets) for defining a kernel density distribution with a single bandwidth.

バンド幅セット選択処理部12は、制御信号CTL2に基づいて、保持しているバンド幅のセット(組)の中から、単一バンド幅によるカーネル密度分布を規定するためのバンド幅のセット(組)を選択する。そして、バンド幅セット選択処理部12は、選択したバンド幅のセットをデータb_selectedとして、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13および平均尤度算出部17に出力する。 Based on the control signal CTL2, the bandwidth set selection processing unit 12 sets the bandwidth (set) for defining the kernel density distribution by a single bandwidth from the set (set) of the retained bandwidth. ) Is selected. Then, the bandwidth set selection processing unit 12 outputs the selected bandwidth set as data b_selected to the single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 and the average likelihood calculation unit 17.

単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、サンプル分割処理部11から出力されるQoSデータのサンプルのサブセットεdataと、バンド幅セット選択処理部12から出力されるバンド幅のセットデータb_selectedとを入力する。単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、バンド幅のセットデータb_selectedに含まれる各バンド幅と、サブセットεdataに含まれる各サンプルとを用いて、カーネル密度分布を算出(取得)する。そして、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、バンド幅ごとに取得したカーネル密度分布を含むデータをデータD_uni(εdata)として、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15に出力する。 The single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 obtains a subset ε data of a sample of QoS data output from the sample division processing unit 11 and a bandwidth set data b_selected output from the bandwidth set selection processing unit 12. input. The single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 calculates (acquires) the kernel density distribution using each bandwidth included in the bandwidth set data b_selected and each sample included in the subset ε data. Then, the single-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 outputs the data including the kernel density distribution acquired for each bandwidth to the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 as data D_uni (ε data).

重み係数セット選択処理部14は、通信状況推定装置100の各種制御を行う制御部(不図示)から制御信号CTL3を入力する。重み係数セット選択処理部14は、単一バンド幅によるカーネル密度分布に対して重み付けをして合成(重畳)するための重み係数のセット(組)を複数保持している。 The weighting coefficient set selection processing unit 14 inputs the control signal CTL3 from a control unit (not shown) that performs various controls of the communication status estimation device 100. The weighting coefficient set selection processing unit 14 holds a plurality of weighting coefficient sets (sets) for weighting and synthesizing (superimposing) the kernel density distribution with a single bandwidth.

重み係数セット選択処理部14は、制御信号CTL3に基づいて、保持している重み係数セット(組)の中から、1つの重み係数セットを選択する。そして、重み係数セット選択処理部14は、選択した重み係数セットをデータw_selectedとして、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15および平均尤度算出部17に出力する。 The weighting coefficient set selection processing unit 14 selects one weighting coefficient set from the holding weighting coefficient sets (sets) based on the control signal CTL3. Then, the weight coefficient set selection processing unit 14 outputs the selected weight coefficient set as data w_selected to the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 and the average likelihood calculation unit 17.

マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13から出力されるデータD_uni(εdata)と、重み係数セット選択処理部14から出力される重み係数セットデータw_selectedとを入力する。マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、重み係数セットデータw_selectedを用いて、データD_uni(εdata)に含まれるバンド幅ごとのカーネル密度分布を重み付け合成(重畳)し、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得する。そして、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、取得したマルチバンド幅カーネル密度分布を含むデータをデータD_multi(εdata)として尤度算出部16に出力する。 The multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 includes data D_uni (ε data ) output from the single-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 and weight coefficient set data w_selected output from the weight coefficient set selection processing unit 14. Enter. The multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 uses the weighting coefficient set data w_selected to weight-synthesize (superimpose) the kernel density distribution for each bandwidth included in the data D_uni (ε data), and the multi-bandwidth kernel density distribution. To get. Then, the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 outputs the data including the acquired multi-bandwidth kernel density distribution to the likelihood calculation unit 16 as data D_multi (ε data).

尤度算出部16は、サンプル分割処理部11から出力されるQoSデータの尤度算出用サンプルεと、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15から出力されるデータD_multi(εdata)とを入力する。尤度算出部16は、QoSデータの尤度算出用サンプルεを用いて、データD_multi(εdata)に含まれるマルチバンド幅カーネル密度分布についての尤度を算出する。そして、尤度算出部16は、算出した尤度を含むデータをデータD_Lh(εdata)として、記憶保持部Mem1に出力する。 The likelihood calculation unit 16 inputs the likelihood calculation sample ε m of the QoS data output from the sample division processing unit 11 and the data D_multi (ε data ) output from the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15. do. The likelihood calculation unit 16 calculates the likelihood of the multi-bandwidth kernel density distribution included in the data D_multi (ε data ) by using the sample for calculating the likelihood of QoS data ε m. Then, the likelihood calculation unit 16 outputs the data including the calculated likelihood as data D_Lh mdata ) to the storage holding unit Mem1.

記憶保持部Mem1は、尤度算出部16から出力される尤度データD_Lh(εdata)を記憶保持する。また、記憶保持部Mem1は、平均尤度算出部17からの読み出し指令に従い、記憶保持している尤度データを読み出し、読み出した尤度データを平均尤度算出部17に出力する。なお、ここでは、平均尤度計算のためにL個の分割サンプルのサブセット、すなわち、ε、ε、・・・、εのそれぞれを尤度算出用サンプルセットεに設定したときに算出した尤度データD_Lh(εdata)、D_Lh(εdata)、・・・、D_Lh(εdata)を用いるものとする。そして、L個の尤度データD_Lh(εdata)、D_Lh(εdata)、・・・、D_Lh(εdata)をD_Lh1...L(εdata)と表記する。 The storage holding unit Mem1 stores and holds the likelihood data D_Lh mdata ) output from the likelihood calculation unit 16. Further, the storage holding unit Mem1 reads the stored likelihood data in accordance with the reading command from the average likelihood calculation unit 17, and outputs the read likelihood data to the average likelihood calculation unit 17. Here, when a subset of L divided samples, that is, ε 1 , ε 2 , ..., And ε L are set in the likelihood calculation sample set ε m for the average likelihood calculation. It is assumed that the calculated likelihood data D_Lh 1data ), D_Lh 2data ), ..., D_Lh Ldata ) are used. Then, L likelihood data D_Lh 1data ), D_Lh 2data ), ..., D_Lh Ldata ) are expressed as D_Lh 1 ... Ldata ).

平均尤度算出部17は、記憶保持部Mem1から、L個の尤度データD_Lh1...L(εdata)を読み出す。また、平均尤度算出部17は、制御部(不図示)から、QoSデータの分割数num_div(QoSデータのサンプルのサブセットの数)を含むデータを入力する。また、平均尤度算出部17は、バンド幅セット選択処理部12から出力されるデータb_selectedと、重み係数セット選択処理部14から出力されるデータw_selectedとを入力する。平均尤度算出部17は、L個の尤度データD_Lh1...L(εdata)の平均値を算出する。そして、平均尤度算出部17は、算出した平均尤度と、当該平均尤度を算出したときに用いたバンド幅セットのデータb_selectedおよび重み係数セットのデータw_selectedとを含むデータをデータD_ave_Lh(b_selected,w_selected)として、記憶部Mem2に出力する。 The average likelihood calculation unit 17 reads out L likelihood data D_Lh 1 ... Ldata) from the storage holding unit Mem1. Further, the average likelihood calculation unit 17 inputs data including the number of divisions of QoS data num_div (the number of subsets of the sample of QoS data) from the control unit (not shown). Further, the average likelihood calculation unit 17 inputs the data b_selected output from the bandwidth set selection processing unit 12 and the data w_selected output from the weighting coefficient set selection processing unit 14. The average likelihood calculation unit 17 calculates the average value of L likelihood data D_Lh 1 ... Ldata). Then, the average likelihood calculation unit 17 collects data including the calculated average likelihood, the bandwidth set data b_selected and the weighting coefficient set data w_selected used when the average likelihood is calculated, as data D_ave_Lh (b_selected). , W_selected) and output to the storage unit Mem2.

記憶部Mem2は、平均尤度算出部17から出力されるデータD_ave_Lh(b_selected,w_selected)を記憶する。また、記憶部Mem2は、最適パラメータ取得部18からの読み出し指令に従い、記憶保持している平均尤度データD_ave_Lh(b_selected,w_selected)を読み出し、読み出した平均尤度データを最適パラメータ取得部18に出力する。 The storage unit Mem2 stores the data D_ave_Lh (b_selected, w_selected) output from the average likelihood calculation unit 17. Further, the storage unit Mem2 reads the stored average likelihood data D_ave_Lh (b_selected, w_selected) in accordance with the read command from the optimum parameter acquisition unit 18, and outputs the read average likelihood data to the optimum parameter acquisition unit 18. do.

最適パラメータ取得部18は、記憶部Mem2から、平均尤度データを読み出し、読み出した平均尤度データの中で、最大の平均尤度を特定し、当該最大の平均尤度が取得されたときのバンド幅セットb_selected、および、重み係数セットw_selectedを、それぞれ、最適バンド幅セットb_set_best、最適重み係数セットw_set_bestとして取得する。そして、最適パラメータ取得部18は、上記により取得した、最適バンド幅セットb_set_best、および、最適重み係数セットw_set_bestを含むデータを最適パラメータprm_optとして、通信品質データ確率密度分布推定部2に出力する。 The optimum parameter acquisition unit 18 reads the average likelihood data from the storage unit Mem2, identifies the maximum average likelihood among the read average likelihood data, and acquires the maximum average likelihood. The bandwidth set b_selected and the weighting coefficient set w_selected are acquired as the optimum bandwidth set b_set_best and the optimum weighting coefficient set w_set_best, respectively. Then, the optimum parameter acquisition unit 18 outputs the data including the optimum bandwidth set b_set_best and the optimum weight coefficient set w_set_best acquired as described above to the communication quality data probability density distribution estimation unit 2 as the optimum parameter prm_opt.

通信品質データ確率密度分布推定部2は、データDinと、最適パラメータ取得処理部1の最適パラメータ取得部18から出力される最適パラメータprm_optとを入力する。通信品質データ確率密度分布推定部2は、データDinに含まれる、QoSデータの全サンプルεに対して、最適パラメータprm_optにより特定されるマルチバンド幅カーネル密度分布を適用することで取得される確率密度分布を、QoSデータについての推定確率密度分布として取得する。そして、通信品質データ確率密度分布推定部2は、取得した推定確率密度分布を含むデータをデータDoutとして出力する。 The communication quality data probability density distribution estimation unit 2 inputs the data Din and the optimum parameter prm_opt output from the optimum parameter acquisition unit 18 of the optimum parameter acquisition processing unit 1. The communication quality data probability density distribution estimation unit 2 applies the probability density obtained by applying the multi-bandwidth kernel density distribution specified by the optimum parameter prm_opt to all the samples ε of the QoS data included in the data Din. The distribution is acquired as an estimated probability density distribution for the QoS data. Then, the communication quality data probability density distribution estimation unit 2 outputs the data including the acquired estimated probability density distribution as data Dout.

<1.2:通信状況推定装置の動作>
以上のように構成された通信状況推定装置100の動作について、以下、図面を参照しながら説明する。
<1.2: Operation of communication status estimation device>
The operation of the communication status estimation device 100 configured as described above will be described below with reference to the drawings.

図2は、通信状況推定装置100で実行される処理のフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart of processing executed by the communication status estimation device 100.

図3は、通信状況推定装置100で実行される処理を説明するための図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the processing executed by the communication status estimation device 100.

(ステップS1):
ステップS1において、最適パラメータ取得処理部1のサンプル分割処理部11は、サンプル分割処理を実行する。具体的には、データDinと、通信状況推定装置100に入力されたQoSデータ(例えば、スループット)のサンプルをL個のサブセットに分割する。
(Step S1):
In step S1, the sample division processing unit 11 of the optimum parameter acquisition processing unit 1 executes the sample division processing. Specifically, the data Din and the sample of QoS data (for example, throughput) input to the communication status estimation device 100 are divided into L subsets.

(ステップS2、S3):
ステップS2、S3において、バンド幅セット選択処理部12は、バンド幅セットを選択する処理を実行する。なお、バンド幅セット選択処理部12は、単一バンド幅によるカーネル密度分布を規定するためのバンド幅のセット(組)を複数保持しており、ここでは、バンド幅セット選択処理部12が、図3に示すように、K個(K:自然数)のバンド幅候補セットB(第1バンド幅候補セットB(1)〜第Kバンド幅候補セットB(K))のデータを保持しているものとする。第iバンド幅候補セットをB(i)(i:自然数、1≦i≦K)と表記し、第iバンド幅候補セットに含まれるバンド幅データの個数をN(i)と表記する。そして、第iバンド幅候補セットB(i)に含まれるN(i)個のバンド幅データをb (i),・・・,bN(i) (i)と表記する。つまり、
(i)={b (i),・・・,bN(i) (i)
である。
(Steps S2 and S3):
In steps S2 and S3, the bandwidth set selection processing unit 12 executes a process of selecting a bandwidth set. The bandwidth set selection processing unit 12 holds a plurality of bandwidth sets (sets) for defining the kernel density distribution by a single bandwidth, and here, the bandwidth set selection processing unit 12 has a bandwidth set selection processing unit 12. As shown in FIG. 3, data of K (K: natural number) bandwidth candidate sets B (first bandwidth candidate set B (1) to Kth bandwidth candidate set B (K) ) are held. It shall be. The i-th bandwidth candidate set is expressed as B (i) (i: natural number, 1 ≦ i ≦ K), and the number of bandwidth data included in the i-th bandwidth candidate set is expressed as N (i). Then, the N (i) bandwidth data included in the i-th bandwidth candidate set B (i) are referred to as b 1 (i) , ..., B N (i) (i) . in short,
B (i) = {b 1 (i) , ..., b N (i) (i) }
Is.

バンド幅セット選択処理部12は、第1バンド幅候補セットB(1)〜第Kバンド幅候補セットB(K)から、ぞれぞれ、1つずつバンド幅データを選択し、選択したバンド幅データの集合(バンド幅セット)をb_selectedとして取得する。なお、第iバンド幅候補セットB(i)から選択したバンド幅データをbj(i) (i)と表記する。j(i)は、第iバンド幅候補セットB(i)に含まれるj(i)番目のバンド幅データである(j(i):自然数、1≦j(i)≦N(i))。 The bandwidth set selection processing unit 12 selects bandwidth data one by one from the first bandwidth candidate set B (1) to the Kth bandwidth candidate set B (K), and selects the band. A set of width data (bandwidth set) is acquired as b_selected. Incidentally, denoted bandwidth data selected from the i bandwidth candidate set B (i) and b j (i) (i) . j (i) is the j (i) th bandwidth data included in the i-th bandwidth candidate set B (i) (j (i): natural number, 1 ≦ j (i) ≦ N (i)). ..

つまり、バンド幅セット選択処理部12は、バンド幅セットb_selectedを
b_selected={bj(1) (1),・・・,bj(1) (K)
として取得し、当該バンド幅セットb_selectedを単一バンド幅カーネル密度分布取得部13に出力する。なお、バンド幅セット選択処理部12により、第1バンド幅候補セットB(1)〜第Kバンド幅候補セットB(K)から、それぞれ、選択されるバンド幅データは、制御信号CTL2により指定される。
That is, the bandwidth set selection processing unit 12 sets the bandwidth set b_selected = {b j (1) (1) , ..., b j (1) (K) }.
And outputs the bandwidth set b_selected to the single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13. The bandwidth data selected from the first bandwidth candidate set B (1) to the Kth bandwidth candidate set B (K) by the bandwidth set selection processing unit 12 is designated by the control signal CTL2. NS.

(ステップS4、S5):
ステップS4、S5において、重み係数セット選択処理部14は、重み係数セットを選択する処理を実行する。なお、重み係数セット選択処理部14は、単一バンド幅によるカーネル密度分布に対して重み付けをして合成(重畳)するための重み係数のセット(組)を複数保持しており、ここでは、重み係数セット選択処理部14が、図3に示すように、N(α)個(N(α):自然数)の重み係数セットのデータ(重み係数セットの集合をAと表記する)を保持しているものとする。各重み係数セットは、K個の重み係数を含んでおり、第i番目の重み係数セットを{α (1),・・・,α (K)}と表記する。
(Steps S4, S5):
In steps S4 and S5, the weighting coefficient set selection processing unit 14 executes a process of selecting the weighting coefficient set. The weighting coefficient set selection processing unit 14 holds a plurality of weighting coefficient sets (sets) for weighting and synthesizing (superimposing) the kernel density distribution with a single bandwidth. As shown in FIG. 3, the weighting coefficient set selection processing unit 14 holds data of N (α) (N (α): natural numbers) weighting coefficient sets (the set of weighting coefficient sets is referred to as A). It is assumed that Each weighting factor set contains K weighting coefficients, and the i-th weighting factor set is expressed as {α i (1) , ..., α i (K)}.

重み係数セット選択処理部14は、制御信号CTL3に従い、j(α)番目(j(α):自然数、1≦j(α)≦N(α))の重み係数セットを選択し、選択した重み係数セットをw_selected(={αj(α) (1),・・・,αj(α) (K)})として取得する。そして、重み係数セット選択処理部14は、選択した重み係数セットw_selectedをマルチバンド幅カーネル密度分布取得部15に出力する。なお、重み係数セット選択処理部14により、N(α)個の重み係数セットの中から、選択される重み係数セットは、制御信号CTL3により指定される。 The weighting coefficient set selection processing unit 14 selects a weighting coefficient set of the j (α) th (j (α): natural number, 1 ≦ j (α) ≦ N (α)) according to the control signal CTL3, and selects the selected weight. The coefficient set is acquired as w_selected (= {α j (α) (1) , ..., α j (α) (K) }). Then, the weighting coefficient set selection processing unit 14 outputs the selected weighting coefficient set w_selected to the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15. The weighting coefficient set selected from the N (α) weighting coefficient sets by the weighting coefficient set selection processing unit 14 is designated by the control signal CTL3.

(ステップS6、S7):
ステップS6、S7において、サンプル分割処理部11は、尤度算出用サンプルセットεと、マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdataとの設定処理を行う。具体的には、当該設定処理は、以下のように実行される。
(Steps S6, S7):
In steps S6 and S7, the sample division processing unit 11 performs setting processing of the sample set ε m for calculating the likelihood and the sample set ε data for acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution. Specifically, the setting process is executed as follows.

制御部(不図示)は、m番目のサンプルセットε(m:自然数、1≦m≦L)を尤度算出用サンプルセットに指定することを示す制御信号CTL1を生成し、当該制御信号CTL1をサンプル分割処理部11に出力する。ここでは、m=1とする。 The control unit (not shown) generates a control signal CTL1 indicating that the m-th sample set ε m (m: natural number, 1 ≦ m ≦ L) is designated as the likelihood calculation sample set, and the control signal CTL1 is generated. Is output to the sample division processing unit 11. Here, m = 1.

そして、サンプル分割処理部11は、制御信号CTL1に従い、m番目のサンプルセットεを尤度算出用サンプルセットに設定し、尤度算出用サンプルセット以外のサンプルセットの集合をマルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdata(={ε,ε,・・・,εm−1,εm+1,・・・,ε})に設定する。 Then, the sample division processing unit 11 sets the m-th sample set ε m as the likelihood calculation sample set according to the control signal CTL1, and sets the set of sample sets other than the likelihood calculation sample set as the multi-bandwidth kernel density. Set in the sample set for distribution acquisition ε data (= {ε 1 , ε 2 , ..., ε m-1 , ε m + 1 , ..., ε L }).

そして、サンプル分割処理部11は、マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdataを単一バンド幅カーネル密度分布取得部13に出力し、尤度算出用サンプルセットεを尤度算出部16に出力する。 Then, the sample division processing unit 11 outputs the sample set ε data for acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution to the single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13, and outputs the sample set ε m for calculating the likelihood to the likelihood calculation unit 16. Output to.

(ステップS8):
ステップS8において、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、バンド幅のセットデータb_selected(={bj(1) (1),・・・,bj(1) (K)})に含まれる各バンド幅と、サブセットεdataに含まれる各サンプルとを用いて、カーネル密度分布を算出(取得)する。具体的には、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、サブセットεdataに含まれる各サンプルのQoSデータの値qに対して、下記数式に相当する処理を実行し、カーネル密度分布を算出(取得)する。

Figure 2021124999

κ(x):ガウスカーネル関数
:サブセットεdataに含まれるサンプル数
b:ハンド幅
図4〜図6に、QoSデータのサンプルq〜qを用いてガウスカーネル関数により取得される分布と、当該分布を重ね合わせて取得される単一バンド幅カーネル密度分布とを示す。具体的には、図4の上図は、第1バンド幅候補セットからバンド幅b (1)を選択した場合において、QoSデータのサンプルq〜qを用いてガウスカーネル関数により取得される分布を示している。図4の下図は、第1バンド幅候補セットからバンド幅b (1)を選択した場合において、QoSデータのサンプルq〜qを用いて取得される単一バンド幅カーネル密度分布を示している。なお、図4の上図との関係を分かりやすくするために、図4の下図は、単一バンド幅カーネル密度分布p(1)(q)をN倍(図4の場合、N=5)した分布を示している。 (Step S8):
In step S8, the single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 is included in the bandwidth set data b_selected (= {b j (1) (1) , ..., b j (1) (K) }). The kernel density distribution is calculated (acquired) using each bandwidth obtained and each sample contained in the subset ε data. Specifically, a single bandwidth kernel density distribution obtaining unit 13, to the value q i of QoS data of each sample included in the subset epsilon data, executes the processing corresponding to the following formula, a kernel density distribution Calculate (acquire).
Figure 2021124999

κ (x): Gaussian kernel function N q : Number of samples included in the subset ε data b: Hand width Figures 4 to 6 show the distribution obtained by the Gaussian kernel function using samples q 1 to q 5 of QoS data. And the single bandwidth kernel density distribution obtained by superimposing the distributions. Specifically, the upper figure of FIG. 4 is obtained by the Gauss kernel function using samples q 1 to q 5 of QoS data when the bandwidth b 1 (1) is selected from the first bandwidth candidate set. The distribution is shown. The lower figure of FIG. 4 shows a single bandwidth kernel density distribution obtained by using samples q 1 to q 5 of QoS data when bandwidth b 1 (1) is selected from the first bandwidth candidate set. ing. In order to make it easier to understand the relationship with the upper figure of FIG. 4, the lower figure of FIG. 4 shows the single bandwidth kernel density distribution p (1) (q) multiplied by N q (N q = in the case of FIG. 4). 5) The distribution is shown.

図5の上図は、第2バンド幅候補セットからバンド幅b (2)を選択した場合において、QoSデータのサンプルq〜qを用いてガウスカーネル関数により取得される分布を示している。図5の下図は、第2バンド幅候補セットからバンド幅b (2)を選択した場合において、QoSデータのサンプルq〜qを用いて取得される単一バンド幅カーネル密度分布を示している。なお、図5の上図との関係を分かりやすくするために、図5の下図は、単一バンド幅カーネル密度分布p(2)(q)をN倍(図5の場合、N=5)した分布を示している。 The upper figure of FIG. 5 shows the distribution obtained by the Gauss kernel function using samples q 1 to q 5 of QoS data when bandwidth b 1 (2) is selected from the second bandwidth candidate set. There is. The lower figure of FIG. 5 shows a single bandwidth kernel density distribution obtained by using samples q 1 to q 5 of QoS data when bandwidth b 1 (2) is selected from the second bandwidth candidate set. ing. In order to make it easier to understand the relationship with the upper figure of FIG. 5, in the lower figure of FIG. 5, the single bandwidth kernel density distribution p (2) (q) is multiplied by N q (in the case of FIG. 5, N q = 5) The distribution is shown.

図6の上図は、第3バンド幅候補セットからバンド幅b (3)を選択した場合において、QoSデータのサンプルq〜qを用いてガウスカーネル関数により取得される分布を示している。図6の下図は、第3バンド幅候補セットからバンド幅b (3)を選択した場合において、QoSデータのサンプルq〜qを用いて取得される単一バンド幅カーネル密度分布を示している。なお、図6の上図との関係を分かりやすくするために、図6の下図は、単一バンド幅カーネル密度分布p(3)(q)をN倍(図6の場合、N=5)した分布を示している。 The upper figure of FIG. 6 shows the distribution obtained by the Gauss kernel function using samples q 1 to q 5 of QoS data when bandwidth b 1 (3) is selected from the third bandwidth candidate set. There is. The lower figure of FIG. 6 shows a single bandwidth kernel density distribution obtained using samples q 1 to q 5 of QoS data when bandwidth b 1 (3) is selected from the third bandwidth candidate set. ing. In order to make it easier to understand the relationship with the upper figure of FIG. 6, in the lower figure of FIG. 6, the single bandwidth kernel density distribution p (3) (q) is multiplied by N q (in the case of FIG. 6, N q = 5) The distribution is shown.

なお、単一バンド幅カーネル密度分布p(4)(q)〜p(K)(q)についても上記と同様である。つまり、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、QoSデータのサンプル(図4〜図6の場合は、QoSデータのサンプルq〜q)を用いてガウスカーネル関数により取得される分布を重畳し、サンプル数で平均化することで、単一バンド幅カーネル密度分布p(4)(q)〜p(K)(q)を取得する。 The same applies to the single bandwidth kernel density distributions p (4) (q) to p (K) (q). That is, the single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 uses the QoS data samples (QoS data samples q 1 to q 5 in the case of FIGS. 4 to 6) to obtain the distribution acquired by the Gaussian kernel function. Single bandwidth kernel density distributions p (4) (q) to p (K) (q) are obtained by superimposing and averaging by the number of samples.

単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、サブセットεdataに含まれる各サンプルのQoSデータの値qに対して、上記のように処理することで、単一バンド幅カーネル密度分布p(1)(q)〜p(K)(q)を算出(取得)する。そして、単一バンド幅カーネル密度分布取得部13は、バンド幅ごとに取得した単一バンド幅カーネル密度分布p(1)(q)〜p(K)(q)を含むデータをデータD_uni(εdata)として、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15に出力する。 Single bandwidth kernel density distribution obtaining unit 13, to the value q i of QoS data of each sample included in the subset epsilon data, by processing as described above, a single bandwidth kernel density distribution p (1 ) (Q) to p (K) (q) is calculated (acquired). Then, the single bandwidth kernel density distribution acquisition unit 13 collects data including the single bandwidth kernel density distributions p (1) (q) to p (K) (q) acquired for each bandwidth as data D_uni (ε). Data ) is output to the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15.

(ステップS9):
ステップS9において、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、重み係数セットデータw_selected(={αj(α) (1),・・・,αj(α) (K)})を用いて、データD_uni(εdata)(={p(1)(q),・・・,p(K)(q)})に含まれるバンド幅ごとのカーネル密度分布を重み付け合成(重畳)し、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得する。具体的には、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、下記数式に相当する処理を実行することで、マルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)を取得する。

Figure 2021124999

なお、上記数式において、w_selected(={αj(α) (1),・・・,αj(α) (K)}の各要素をα(k)としている。つまり、α(k)=αj(α) (k)(k:自然数、1≦k≦K)である。 (Step S9):
In step S9, the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 uses the weighting coefficient set data w_selected (= {α j (α) (1) , ..., α j (α) (K) }). Multi-band by weighting and synthesizing (superimposing) the kernel density distribution for each bandwidth included in the data D_uni (ε data ) (= {p (1) (q), ..., p (K) (q)}) Get the width kernel density distribution. Specifically, the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 acquires the multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q) by executing a process corresponding to the following mathematical formula.
Figure 2021124999

In the above formula, each element of w_selected (= {α j (α) (1) , ..., α j (α) (K) } is α (k) . That is, α (k) = α j (α) (k) (k: natural number, 1 ≦ k ≦ K).

図7は、QoSデータのサンプルq〜qを用いて取得した単一バンド幅カーネル密度分布からマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)を取得する処理を説明するための図である。図7に示すように、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、単一バンド幅カーネル密度分布p(1)(q),p(2)(q),p(3)(q),・・・,p(K)(q)を、それぞれ、重み係数α (1),α (2),α (3),・・・,α (K)で重み付け加算することで、マルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)を取得する。これにより、例えば、図7の下図に示すようなマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)が取得される。 FIG. 7 is a diagram for explaining a process of acquiring a multi- bandwidth kernel density distribution p multi (q) from a single-bandwidth kernel density distribution acquired using samples q 1 to q 5 of QoS data. As shown in FIG. 7, the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 has a single-bandwidth kernel density distribution p (1) (q), p (2) (q), p (3) (q), ... By weighting and adding p (K) and (q) with weighting coefficients α 1 (1) , α 1 (2) , α 1 (3) , ..., α 1 (K), respectively. Obtain the multi- bandwidth kernel density distribution p multi (q). As a result, for example, the multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q) as shown in the lower figure of FIG. 7 is acquired.

マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、サブセットεdataに含まれる各サンプルのQoSデータの値qに対して、上記のように処理することで、マルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)を算出(取得)する。そして、マルチバンド幅カーネル密度分布取得部15は、取得したマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)を含むデータをデータD_multi(εdata)として尤度算出部16に出力する。 Multi bandwidth kernel density distribution obtaining unit 15, to the value q i of QoS data of each sample included in the subset epsilon data, by processing as described above, the multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q) Is calculated (acquired). Then, the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition unit 15 outputs the data including the acquired multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q) to the likelihood calculation unit 16 as data D_multi (ε data).

(ステップS10):
ステップS10において、尤度算出部16は、QoSデータの尤度算出用サンプルεを用いて、データD_multi(εdata)に含まれるマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)についての尤度を算出する。具体的には、尤度算出部16は、QoSデータの尤度算出用サンプルεに含まれるQoSデータ(=q)に対して、下記数式に相当する処理を実行することで尤度J(対数尤度J)を算出する。

Figure 2021124999

なお、尤度Jj(1),...,j(K),j(α),mは、(1)バンド幅のセットデータb_selected(={bj(1) (1),・・・,bj(1) (K)})と、(2)重み係数セットデータw_selected(={αj(α) (1),・・・,αj(α) (K)})とから導出したマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)に対して、尤度算出用サンプルεを用いて算出した尤度Jであることを示している。 (Step S10):
In step S10, the likelihood calculation unit 16 uses the QoS data likelihood calculation sample ε m to determine the likelihood of the multi- bandwidth kernel density distribution p multi (q) contained in the data D_multi (ε data). calculate. Specifically, the likelihood calculation unit 16 executes a process corresponding to the following mathematical formula on the QoS data (= q) included in the sample ε m for calculating the likelihood of the QoS data to obtain the likelihood J (likelihood J). Calculate the log-likelihood J).
Figure 2021124999

The likelihoods J j (1), ..., j (K), j (α), m are (1) bandwidth set data b_selected (= {b j (1) (1) , ...・, B j (1) (K) }) and (2) Weight coefficient set data w_selected (= {α j (α) (1) , ..., α j (α) (K) }) It is shown that the likelihood J is calculated by using the likelihood calculation sample ε m with respect to the derived multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q).

図8は、尤度算出処理を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the likelihood calculation process.

尤度算出部16は、例えば、図8に示すように、QoSデータのサンプルεdata(例えば、図7の場合、εdata={q,q,q,q,q})を用いて、(1)バンド幅のセットデータb_selected(={b (1),・・・,b (K)})と、(2)重み係数セットデータw_selected(={α (1),・・・,α (K)})とから導出したマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)に対して、尤度算出用サンプルε(例えば、図8の場合、ε={qm1,qm2,qm3,qm4,qm5})を用いて尤度Jを算出する。つまり、図8の場合、尤度算出部16は、
J=log(Pmulti(qm1))+log(Pmulti(qm2))+log(Pmulti(qm3))+log(Pmulti(qm4))+log(Pmulti(qm5))
により、尤度Jを算出する。
The likelihood calculation unit 16 is, for example, as shown in FIG. 8, a sample of QoS data ε data (for example, in the case of FIG. 7, ε data = {q 1 , q 2 , q 3 , q 4 , q 5 }). (1) Bandwidth set data b_selected (= {b 1 (1) , ..., b 1 (K) }) and (2) Weight coefficient set data w_selected (= {α 1 (1)) ) , ..., α 1 (K) }) for the multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q), the sample for calculating the likelihood ε m (for example, in the case of FIG. 8, ε m = The likelihood J is calculated using {q m1 , q m2 , q m3 , q m4 , q m5}). That is, in the case of FIG. 8, the likelihood calculation unit 16 is
J = log (P multi (q m1 )) + log (P multi (q m2 )) + log (P multi (q m3 )) + log (P multi (q m4 )) + log (P multi (q m5 ))
To calculate the likelihood J.

尤度算出部16は、尤度算出用サンプルεに含まれる各サンプルのQoSデータに対して、上記のように処理することで、尤度Jを算出(取得)する。そして、尤度算出部16は、取得した尤度Jを含むデータをデータD_Lh(εdata)として、記憶保持部Mem1に出力する。そして、記憶保持部Mem1は、データD_Lh(εdata)を記憶する。 The likelihood calculation unit 16 calculates (acquires) the likelihood J by processing the QoS data of each sample included in the likelihood calculation sample ε m as described above. Then, the likelihood calculation unit 16 outputs the acquired data including the likelihood J as data D_Lh mdata ) to the storage holding unit Mem1. Then, the storage holding unit Mem1 stores the data D_Lh mdata ).

(ステップS11):
ステップS11において、L個のサンプルセットの全てが、尤度算出用サンプルセットεに設定されて、ステップS7〜S10の処理が実行されていないと判定した場合(m<Lである場合)、処理をステップS6に戻す。一方、L個のサンプルセットの全てが、尤度算出用サンプルセットεに設定されて、ステップS7〜S10の処理が実行されたと判定した場合(m=Lである場合)、処理をステップS12に進める。
(Step S11):
In step S11, when all of the L sample sets are set to the likelihood calculation sample set ε m and it is determined that the processes of steps S7 to S10 have not been executed (when m <L). The process returns to step S6. On the other hand, when all of the L sample sets are set to the likelihood calculation sample set ε m and it is determined that the processes of steps S7 to S10 have been executed (when m = L), the process is performed in step S12. Proceed to.

つまり、ステップS6〜S11のループ処理では、m=1,2,・・・,Lとして、尤度算出用サンプルセットε、および、マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdataを用いて、ステップS7〜S10の処理がL回実行される。これにより、通信状況推定装置100では、m=1,2,・・・,Lとして取得したL個の尤度Jが取得され、当該L個の尤度Jは、記憶保持部Mem1に記憶される。なお、mの変更は、制御信号CTL1に従い、サンプル分割処理部11により実行される。 That is, in the loop processing of steps S6 to S11, the likelihood calculation sample set ε m and the multi-bandwidth kernel density distribution acquisition sample set ε data are used with m = 1, 2, ..., L. , The processing of steps S7 to S10 is executed L times. As a result, in the communication status estimation device 100, L likelihood Js acquired as m = 1, 2, ..., L are acquired, and the L likelihoods J are stored in the storage holding unit Mem1. NS. The change of m is executed by the sample division processing unit 11 according to the control signal CTL1.

(ステップS12):
ステップS12において、平均尤度算出部17は、記憶保持部Mem1から、L個の尤度データD_Lh1...L(εdata)(L個の尤度Jを含むデータ)を読み出す。また、平均尤度算出部17は、制御部(不図示)から、QoSデータの分割数num_div(QoSデータのサンプルのサブセットの数)を含むデータを入力する。また、平均尤度算出部17は、バンド幅セット選択処理部12から出力されるデータb_selectedと、重み係数セット選択処理部14から出力されるデータw_selectedとを入力する。平均尤度算出部17は、L個の尤度データD_Lh1...L(εdata)の平均値を算出する。つまり、平均尤度算出部17は、下記数式に相当する処理を実行することで、L個の尤度データD_Lh1...L(εdata)の平均値Jave(平均尤度Jave)を算出する。

Figure 2021124999

なお、
なお、平均尤度Javej(1),...,j(K),j(α)は、(1)バンド幅のセットデータb_selectedを{bj(1) (1),・・・,bj(1) (K)})とし、(2)重み係数セットデータw_selectedを{αj(α) (1),・・・,αj(α) (K)}としたときに、算出される平均尤度Javeであることを示している。 (Step S12):
In step S12, the average likelihood calculation unit 17 reads out L likelihood data D_Lh 1 ... Ldata ) (data including L likelihood J) from the storage holding unit Mem1. Further, the average likelihood calculation unit 17 inputs data including the number of divisions of QoS data num_div (the number of subsets of the sample of QoS data) from the control unit (not shown). Further, the average likelihood calculation unit 17 inputs the data b_selected output from the bandwidth set selection processing unit 12 and the data w_selected output from the weighting coefficient set selection processing unit 14. The average likelihood calculation unit 17 calculates the average value of L likelihood data D_Lh 1 ... Ldata). That is, the average likelihood calculation unit 17 calculates the average value Jav (average likelihood Jav) of L likelihood data D_Lh 1 ... Ldata ) by executing the process corresponding to the following mathematical formula. do.
Figure 2021124999

note that,
In addition, the average likelihood Jav j (1), ..., j (K), j (α) sets (1) bandwidth set data b_selected to {b j (1) (1) , ..., b j (1) (K) }), and (2) Calculated when the weighting coefficient set data w_selected is {α j (α) (1) , ..., α j (α) (K) }. It shows that the average likelihood is Jave.

そして、平均尤度算出部17は、算出した平均尤度と、当該平均尤度を算出したときに用いたバンド幅セットのデータb_selectedおよび重み係数セットのデータw_selectedとを含むデータをデータD_ave_Lh(b_selected,w_selected)として、記憶部Mem2に出力する。 Then, the average likelihood calculation unit 17 collects data including the calculated average likelihood, the bandwidth set data b_selected and the weighting coefficient set data w_selected used when the average likelihood is calculated, as data D_ave_Lh (b_selected). , W_selected) and output to the storage unit Mem2.

(ステップS13):
ステップS13において、全ての重み係数セットが選択されて、ステップS5〜S12の処理が実行されていないと判定した場合、処理をステップS4に戻す。一方、全ての重み係数セットが選択されて、ステップS5〜S12の処理が実行されたと判定した場合、処理をステップS14に進める。
(Step S13):
If all the weighting coefficient sets are selected in step S13 and it is determined that the processing of steps S5 to S12 has not been executed, the processing is returned to step S4. On the other hand, when it is determined that all the weight coefficient sets have been selected and the processes of steps S5 to S12 have been executed, the process proceeds to step S14.

つまり、ステップS5〜S13のループ処理では、重み係数セットの集合Aに含まれるN(α)個の重み係数セットに対して、それぞれ、ステップS5〜S12の処理が実行され平均尤度が取得される。これにより、通信状況推定装置100では、重み係数セットの集合Aに含まれるN(α)個の重み係数セットのそれぞれが選択された場合の平均尤度Jave(N(α)個の平均尤度Jave)が取得され、当該N(α)個の平均尤度Jは、記憶部Mem2に記憶される。なお、重み係数セットの集合Aに含まれるN(α)個の重み係数セットのどれを選択するかは、制御信号CTL3に従い、重み係数セット選択処理部14により決定される。 That is, in the loop processing of steps S5 to S13, the processing of steps S5 to S12 is executed for each of the N (α) weight coefficient sets included in the set A of the weighting coefficient sets, and the average likelihood is acquired. NS. As a result, in the communication status estimation device 100, the average likelihood Jave (N (α)) average likelihood when each of the N (α) weight coefficient sets included in the set A of the weight coefficient sets A is selected. Jav) is acquired, and the N (α) average likelihoods J are stored in the storage unit Mem2. Which of the N (α) weight coefficient sets included in the set of weight coefficient sets A is selected is determined by the weighting coefficient set selection processing unit 14 according to the control signal CTL3.

(ステップS14):
ステップS14において、全てのバンド幅セットが選択されて、ステップS3〜S13の処理が実行されていないと判定した場合、処理をステップS2に戻す。一方、全てのバンド幅セットが選択されて、ステップS3〜S13の処理が実行されたと判定した場合、処理をステップS15に進める。
(Step S14):
If all the bandwidth sets are selected in step S14 and it is determined that the processes of steps S3 to S13 have not been executed, the process is returned to step S2. On the other hand, when all the bandwidth sets are selected and it is determined that the processes of steps S3 to S13 have been executed, the process proceeds to step S15.

つまり、ステップS3〜S13のループ処理では、K個のバンド幅セットの集合B(1)〜B(K)に、それぞれ、含まれるN(1)個〜N(K)個のバンド幅に対して、それぞれ、ステップS3〜S13の処理が実行され平均尤度が取得される。つまり、
(1)集合B(1)に含まれるN(1)個のバンド幅から1つのバンド幅を選択し、かつ、
(2)集合B(2)に含まれるN(2)個のバンド幅から1つのバンド幅を選択し、かつ、
・・・
(K)集合B(K)に含まれるN(K)個のバンド幅から1つのバンド幅を選択し、
ステップS3〜S13の処理が実行され平均尤度が取得される。すなわち、N(1)×N(2)×・・・×N(K)回ステップS3〜S13の処理が実行され、N(1)×N(2)×・・・×N(K)×N(α)個の平均尤度が取得される。なお、N(α)は、重み係数セットの集合Aに含まれる重み係数セットの数である。
That is, in the loop processing of steps S3 to S13, for N (1) to N (K) bandwidths included in the sets B (1) to B (K) of K bandwidth sets, respectively. Then, the processes of steps S3 to S13 are executed, respectively, and the average likelihood is acquired. in short,
(1) One bandwidth is selected from N (1) bandwidths included in the set B (1), and one bandwidth is selected.
(2) Select one bandwidth from the N (2) bandwidths included in the set B (2), and
・ ・ ・
(K) Select one bandwidth from the N (K) bandwidths included in the set B (K), and select one.
The processes of steps S3 to S13 are executed and the average likelihood is acquired. That is, the processes of steps S3 to S13 are executed N (1) × N (2) × ・ ・ ・ × N (K) times, and N (1) × N (2) × ・ ・ ・ × N (K) × The average likelihood of N (α) is obtained. Note that N (α) is the number of weighting coefficient sets included in the set of weighting coefficient sets A.

通信状況推定装置100では、上記処理により取得されたN(1)×N(2)×・・・×N(K)×N(α)個の平均尤度が記憶部Mem2に記憶される。なお、K個のバンド幅セットの集合B(1)〜B(K)から、それぞれ、どのバンド幅を選択するかは、制御信号CTL2に従い、バンド幅セット選択処理部12により決定される。 In the communication status estimation device 100, the average likelihoods of N (1) × N (2) × ... × N (K) × N (α) acquired by the above processing are stored in the storage unit Mem2. The bandwidth set selection processing unit 12 determines which bandwidth is selected from the sets B (1) to B (K) of the K bandwidth sets according to the control signal CTL2.

(ステップS15):
ステップS15において、最適パラメータ取得部18は、記憶部Mem2から、ステップS2〜S13の処理により取得された平均尤度データ(N(1)×N(2)×・・・×N(K)×N(α)個の平均尤度)を読み出し、読み出した平均尤度データの中で、最大の平均尤度を特定する。そして、最適パラメータ取得部18は、当該最大の平均尤度が取得されたときのバンド幅セットb_selected、および、重み係数セットw_selectedを、それぞれ、最適バンド幅セットb_set_best、最適重み係数セットw_set_bestとして取得する。つまり、最適パラメータ取得部18は、下記数式に相当する処理を実行し、平均尤度Javeが最大となる、最適なバンド幅の組み合わせ、および、最適な重み係数セットを特定する。

Figure 2021124999

つまり、最適パラメータ取得部18は、上記数式に相当する処理を実行し、平均尤度Javeが最大となる、最適なバンド幅の組み合わせ(最適バンド幅セットb_set_best)、および、最適な重み係数セット(最適重み係数セットw_set_best)を
b_set_best={bjopt(1) (1),・・・,bjopt(K) (K)
w_set_best={αjopt(α) (1),・・・,αjopt(α) (K)
として、取得する。 (Step S15):
In step S15, the optimum parameter acquisition unit 18 receives the average likelihood data (N (1) × N (2) × ・ ・ ・ × N (K) ×” acquired from the storage unit Mem2 by the processing of steps S2 to S13. N (α) average likelihoods) are read out, and the maximum average likelihood is specified in the read average likelihood data. Then, the optimum parameter acquisition unit 18 acquires the bandwidth set b_selected and the weighting coefficient set w_selected when the maximum average likelihood is acquired as the optimum bandwidth set b_set_best and the optimum weighting coefficient set w_set_best, respectively. .. That is, the optimum parameter acquisition unit 18 executes the process corresponding to the following mathematical formula, and specifies the optimum bandwidth combination and the optimum weighting coefficient set that maximizes the average likelihood Jav.
Figure 2021124999

That is, the optimum parameter acquisition unit 18 executes the process corresponding to the above formula, and the optimum bandwidth combination (optimal bandwidth set b_set_best) and the optimum weighting coefficient set (optimal bandwidth set b_set_best) that maximizes the average likelihood Jav. Optimal weight coefficient set w_set_best) is set to b_set_best = {b fit (1) (1) , ..., b fit (K) (K) }
w_set_best = {α Jopt (α) (1) , ..., α Jopt (α) (K) }
To get as.

そして、最適パラメータ取得部18は、上記により取得した、最適バンド幅セットb_set_best、および、最適重み係数セットw_set_bestを含むデータを最適パラメータprm_optとして、通信品質データ確率密度分布推定部2に出力する。 Then, the optimum parameter acquisition unit 18 outputs the data including the optimum bandwidth set b_set_best and the optimum weight coefficient set w_set_best acquired as described above to the communication quality data probability density distribution estimation unit 2 as the optimum parameter prm_opt.

(ステップS16):
ステップS16において、通信品質データ確率密度分布推定部2は、データDinと、最適パラメータ取得処理部1の最適パラメータ取得部18から出力される最適パラメータprm_optとを入力する。通信品質データ確率密度分布推定部2は、データDinに含まれる、QoSデータの全サンプルεに対して、最適パラメータprm_optにより特定されるマルチバンド幅カーネル密度分布を適用することで取得される確率密度分布を、QoSデータについての推定確率密度分布として取得する。つまり、通信品質データ確率密度分布推定部2は、QoSデータの全サンプルεに対して、最適バンド幅セットb_set_best(={bjopt(1) (1),・・・,bjopt(K) (K)})および最適重み係数セットw_set_best(={αjopt(α) (1),・・・,αjopt(α) (K)})により特定されるマルチバンド幅カーネル密度分布を適用することで取得される確率密度分布を、QoSデータについての推定確率密度分布として取得する。
(Step S16):
In step S16, the communication quality data probability density distribution estimation unit 2 inputs the data Din and the optimum parameter prm_opt output from the optimum parameter acquisition unit 18 of the optimum parameter acquisition processing unit 1. The communication quality data probability density distribution estimation unit 2 applies the probability density obtained by applying the multi-bandwidth kernel density distribution specified by the optimum parameter prm_opt to all the samples ε of the QoS data included in the data Din. The distribution is acquired as an estimated probability density distribution for the QoS data. That is, the communication quality data probability density distribution estimation unit 2 sets the optimum bandwidth set b_set_best (= {b jopt (1) (1) , ..., b jopt (K) (K) for all the samples ε of the QoS data. Applying the multi-bandwidth kernel density distribution specified by K) }) and the optimal weighting coefficient set w_set_best (= {α Jopt (α) (1) , ..., α Jopt (α) (K)}). The probability density distribution acquired in is acquired as an estimated probability density distribution for QoS data.

そして、通信品質データ確率密度分布推定部2は、取得した推定確率密度分布を含むデータをデータDoutとして出力する。 Then, the communication quality data probability density distribution estimation unit 2 outputs the data including the acquired estimated probability density distribution as data Dout.

以上のように処理することで、通信状況推定装置100は、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、高精度な通信品質データ(QoSデータ)の確率密度分布を取得(推定)できる。 By processing as described above, the communication status estimation device 100 probabilities of highly accurate communication quality data (QoS data) even when the communication environment status fluctuates in a complicated and dynamic manner such as in a narrow space such as a factory. The density distribution can be obtained (estimated).

通信状況推定装置100では、QoSデータのサンプルをL分割し、マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdata(={ε,ε,・・・,εm−1,εm+1,・・・,ε})と、尤度算出用サンプルセットεとを設定する。 In the communication status estimation device 100, the sample of QoS data is divided into L, and the sample set for acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution ε data (= {ε 1 , ε 2 , ..., Ε m-1 , ε m + 1 , ...・ ・, Ε L }) and the sample set ε m for calculating the likelihood are set.

そして、通信状況推定装置100では、マルチバンド幅カーネル密度分布取得用サンプルセットεdataを適用し、それぞれ複数個のバンド幅を含む複数のバンド幅候補セット(バンド幅の集合)B(1)〜B(K)から選択したバンド幅セットb_selected(={bj(1) (1),・・・,bj(1) (K)})により特定した単一バンド幅カーネル密度分布を、複数の重み係数セット(重み係数セットの集合)Aから選択した重み係数セットデータw_selectedを{αj(α) (1),・・・,αj(α) (K)}により重畳(重み付け加算)することでマルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)を取得する。 Then, in the communication status estimation device 100, a sample set ε data for acquiring a multi-bandwidth kernel density distribution is applied, and a plurality of bandwidth candidate sets (sets of bandwidths) B (1) to each include a plurality of bandwidths. Multiple single bandwidth kernel density distributions specified by the bandwidth set b_selected (= {b j (1) (1) , ..., b j (1) (K) }) selected from B (K). Weight coefficient set (set of weight coefficient sets) The weight coefficient set data w_selected selected from A is superimposed by {α j (α) (1) , ..., α j (α) (K) } (weight addition). By doing so, the multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q) is obtained.

そして、通信状況推定装置100では、尤度算出用サンプルセットεを用いて、マルチバンド幅カーネル密度分布pmulti(q)についての尤度を算出する。さらに、通信状況推定装置100では、この尤度を算出する処理を、尤度算出用サンプルセットεを変更して、L個の尤度算出用サンプルセットについて行い、L個の尤度Jを算出する。そして、通信状況推定装置100では、当該L個の尤度の平均尤度Javeを算出する。 Then, the communication status estimation device 100 calculates the likelihood of the multi-bandwidth kernel density distribution p multi (q) by using the likelihood calculation sample set ε m. Further, in the communication status estimation device 100, the process of calculating the likelihood is performed for L likelihood calculation sample sets by changing the likelihood calculation sample set ε m , and L likelihood Js are obtained. calculate. Then, the communication status estimation device 100 calculates the average likelihood Jav of the L likelihoods.

通信状況推定装置100では、バンド幅候補セットに含まれる全てのバンド幅、重み係数セットの集合に含まれる全ての重み係数セットについて、上記処理を行い、それぞれ、平均尤度Jを算出する。そして、通信状況推定装置100では、最適パラメータ取得部18は、下記数式に相当する処理を実行し、平均尤度Javeが最大となる、最適なバンド幅の組み合わせ、および、最適な重み係数セットを特定し、最適パラメータを取得する。 The communication status estimation device 100 performs the above processing on all the bandwidths included in the bandwidth candidate set and all the weighting coefficient sets included in the set of weighting coefficient sets, and calculates the average likelihood J for each. Then, in the communication status estimation device 100, the optimum parameter acquisition unit 18 executes a process corresponding to the following mathematical formula to obtain an optimum bandwidth combination and an optimum weighting coefficient set that maximizes the average likelihood Jav. Identify and get the optimal parameters.

そして、通信状況推定装置100では、QoSデータの全サンプルεに対して、最適バンド幅セットb_set_best(={bjopt(1) (1),・・・,bjopt(K) (K)})および最適重み係数セットw_set_best(={αjopt(α) (1),・・・,αjopt(α) (K)})により特定されるマルチバンド幅カーネル密度分布を適用することで取得される確率密度分布を、QoSデータについての推定確率密度分布として取得する。 Then, in the communication status estimation device 100, the optimum bandwidth set b_set_best (= {b jopt (1) (1) , ..., b jopt (K) (K) }) is applied to all the samples ε of the QoS data. And obtained by applying the multi-bandwidth kernel density distribution specified by the optimal weighting coefficient set w_set_best (= {α Jopt (α) (1) , ..., α Jopt (α) (K)}). The probability density distribution is acquired as an estimated probability density distribution for QoS data.

通信状況推定装置100では、上記のように、異なる複数のバンド幅により取得される単一バンド幅カーネル密度分布を、多様な重み付け係数により重畳したマルチバンド幅カーネル密度分布を用いて、QoSデータの確率密度分布を取得(推定)するので、QoSデータの確率密度分布がどのようなものであっても、高精度に推定することができる。例えば、工場等の狭空間において発生しやすい、特定の値(特定の狭い範囲)にQoSデータが集中し、かつ、広範囲にQoSデータが分散しているようなQoSデータの確率密度分布についても、通信状況推定装置100では、高精度に推定することができる。 In the communication status estimation device 100, as described above, the single bandwidth kernel density distribution acquired by a plurality of different bandwidths is superposed by various weighting coefficients, and the QoS data is obtained by using the multi-bandwidth kernel density distribution. Since the probability density distribution is acquired (estimated), it is possible to estimate with high accuracy regardless of the probability density distribution of the QoS data. For example, regarding the probability density distribution of QoS data, which tends to occur in a narrow space such as a factory, where the QoS data is concentrated on a specific value (a specific narrow range) and the QoS data is widely dispersed. The communication status estimation device 100 can estimate with high accuracy.

さらに、通信状況推定装置100では、QoSデータのサンプルにより算出した尤度を考慮して、最適なバンド幅の組み合わせ、および、最適な重み係数セットを特定し、QoSデータの確率密度分布を取得(推定)するので、QoSデータの確率密度分布がどのようなものであっても、高精度にQoSデータの確率密度分布を推定することができる。 Further, the communication status estimation device 100 identifies the optimum bandwidth combination and the optimum weighting coefficient set in consideration of the likelihood calculated from the QoS data sample, and acquires the probability density distribution of the QoS data (the probability density distribution of the QoS data). Therefore, regardless of the probability density distribution of the QoS data, the probability density distribution of the QoS data can be estimated with high accuracy.

このように、通信状況推定装置100では、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、高精度な通信品質データ(QoSデータ)の確率密度分布を取得(推定)できる。つまり、通信状況推定装置100では、工場等の狭空間のような複雑かつダイナミックに通信環境状況が変動する場合においても、通信品質データの状況(例えば、通信品質データの確率密度分布)を高精度に予測(推定)することができる。 In this way, the communication status estimation device 100 acquires the probability density distribution of highly accurate communication quality data (QoS data) even when the communication environment status fluctuates in a complicated and dynamic manner such as in a narrow space such as a factory (QoS data). Can be estimated). That is, the communication status estimation device 100 can accurately determine the status of communication quality data (for example, the probability density distribution of communication quality data) even when the communication environment status fluctuates in a complicated and dynamic manner such as in a narrow space such as a factory. Can be predicted (estimated).

ここで、1つのシミュレーション例として、自動車工場内の無線通信状況について、通信状況推定装置100により通信品質データ(QoSデータ)の確率密度分布を取得(推定)する場合について説明する。本シミュレーション例の自動車工場内の無線通信状況は、以下の通りである。
(1)自動車工場内に、生産ラインが配置されており、検査用のカメラが1台設置されており、周期的なトラフィックを発生させるステーションが3つ設置されており、ランダムにトラフィックを発生させるステーションが1つ設置されている。
(2)生産ラインにおいて、車体(生産対象)がランダムに到着し、生産作業が実施される。
(3)1台の検査用のカメラ、周期的なトラフィックを発生させる3台のステーション、ランダムにトラフィックを発生させる1台のステーションは、同一チャネルを使用して無線LAN通信(IEEE802.11gによる無線通信)を行う。
(4)車体の到着間隔は、平均40秒であり、1つの車体の検査時間は、50秒に設定されている。
(5)検査用のカメラは、3Mピクセルのグレースケールの画像を撮影し、1つの車体について、30枚の画像を撮影する。
Here, as an example of one simulation, a case where the probability density distribution of the communication quality data (QoS data) is acquired (estimated) by the communication status estimation device 100 will be described for the wireless communication status in the automobile factory. The wireless communication status in the automobile factory of this simulation example is as follows.
(1) A production line is located in the automobile factory, one camera for inspection is installed, three stations that generate periodic traffic are installed, and traffic is randomly generated. One station is installed.
(2) On the production line, the vehicle body (production target) arrives at random and the production work is carried out.
(3) One inspection camera, three stations that generate periodic traffic, and one station that randomly generates traffic use the same channel for wireless LAN communication (wireless by IEEE802.11g). Communication).
(4) The arrival interval of the vehicle body is 40 seconds on average, and the inspection time of one vehicle body is set to 50 seconds.
(5) The inspection camera captures a 3M pixel grayscale image and captures 30 images of one vehicle body.

図9は、上記シミュレーション例において、自動車工場内の無線通信状況についての実測データと、単一バンド幅カーネル密度分布による推定結果データと、マルチバンド幅カーネル密度分布による推定結果データ(通信状況推定装置100による取得されたデータ)とを示すグラフである。図9において、横軸は、QoSデータ(スループット)であり、縦軸は、確率密度を対数スケールで示している。 FIG. 9 shows actual measurement data on the wireless communication status in the automobile factory, estimation result data based on the single bandwidth kernel density distribution, and estimation result data based on the multi-bandwidth kernel density distribution (communication status estimation device) in the above simulation example. It is a graph which shows (data acquired by 100). In FIG. 9, the horizontal axis represents QoS data (throughput), and the vertical axis represents the probability density on a logarithmic scale.

本シミュレーション例において、通信状況推定装置100において、下記設定により、通信品質データ(QoSデータ)の確率密度分布を取得(推定)した。
≪マルチバンド幅カーネル密度分布取得用の設定≫
(1)カーネル関数:ガウス関数
(2)サンプル分割数L=10
(3)バンド幅の数K=2
(4)第1バンド幅候補セットB(1)={1000,1274,1624,2069,2637,3360,4281,5456,6952,8859}(単位はbps)
(5)第2バンド幅候補セットB(2)={11288,14384,18330,23357,29764,37927,48329,61585,78476,100000}(単位はbps)
(6)重み係数セットA={(0.05,0.95),(0.15,0.85),(0.25,0.75),(0.35,0.65),(0.45,0.55),(0.55,0.45),(0.65,0.35),(0.75,0.25),(0.85,0.15),(0.95,0.05)}
また、比較例として、単一バンド幅によるカーネル密度分布を下記設定により取得した。
≪単一バンド幅カーネル密度分布取得用の設定≫
(1)カーネル関数:ガウス関数
(2)サンプル分割数L=10
(3)バンド幅候補セット={1000,1274,1624,2069,2637,3360,4281,5456,6952,8859,11288,14384,18330,23357,29764,37927,48329,61585,78476,100000}(単位はbps)
図9から分かるように、通信状況推定装置100により取得した、QoSデータ(スループット)の確率密度分布(マルチバンド幅カーネル密度分布)(実線で示したデータ)は、実測データ(点線で示したデータ)と近似しており、通信状況推定装置100により高精度にQoSデータ(スループット)の確率密度分布(マルチバンド幅カーネル密度分布)を推定できている。特に、図9の領域R1〜R3のピークが存在する領域(スパイク状の特性を示す領域)において、高精度に、確率密度分布が推定できている。それに対して、単一バンド幅カーネル密度分布(二点鎖線で示したデータ)では、全体的に、実測データとの誤差が大きく、特に、図9の領域R1〜R3のピーク(スパイク状の特性を示す領域)が存在する領域において、誤差が大きい。
In this simulation example, in the communication status estimation device 100, the probability density distribution of the communication quality data (QoS data) was acquired (estimated) by the following settings.
≪Settings for multi-bandwidth kernel density distribution acquisition≫
(1) Kernel function: Gaussian function (2) Number of sample divisions L = 10
(3) Number of bandwidths K = 2
(4) First bandwidth candidate set B (1) = {1000, 1274, 1624, 2069, 2637, 3360, 4281, 5456, 6952, 8859} (unit is bps)
(5) Second bandwidth candidate set B (2) = {11288, 14384, 18330, 23357, 29764, 37927, 48329, 61585, 78476,100,000} (unit is bps)
(6) Weight coefficient set A = {(0.05, 0.95), (0.15, 0.85), (0.25, 0.75), (0.35, 0.65), ( 0.45,0.55), (0.55,0.45), (0.65,0.35), (0.75,0.25), (0.85,0.15), ( 0.95,0.05)}
In addition, as a comparative example, the kernel density distribution with a single bandwidth was obtained with the following settings.
≪Settings for single bandwidth kernel density distribution acquisition≫
(1) Kernel function: Gaussian function (2) Number of sample divisions L = 10
(3) Bandwidth candidate set = {1000, 1274, 1624, 2069, 2637, 3360, 4281, 5456, 6952, 8859, 11288, 14384, 18330, 23357, 29764, 37927, 48329, 61585, 78476, 100,000} ( Unit is bps)
As can be seen from FIG. 9, the probability density distribution (multi-bandwidth kernel density distribution) (data shown by the solid line) of the QoS data (throughput) acquired by the communication status estimation device 100 is the measured data (data shown by the dotted line). ), And the probability density distribution (multi-bandwidth kernel density distribution) of QoS data (throughput) can be estimated with high accuracy by the communication status estimation device 100. In particular, the probability density distribution can be estimated with high accuracy in the region where the peaks of regions R1 to R3 in FIG. 9 exist (regions showing spike-like characteristics). On the other hand, in the single bandwidth kernel density distribution (data shown by the alternate long and short dash line), the error from the measured data is large as a whole, and in particular, the peaks (spike-like characteristics) of the regions R1 to R3 in FIG. 9 are large. The error is large in the region where the region indicating) exists.

このように、通信状況推定装置100では、QoSデータ(スループット)にピークが複数箇所において存在し、かつ、分散しているQoSデータも多い確率密度分布となる通信環境においても、QoSデータの確率密度分布を高精度に推定することができる。 As described above, in the communication status estimation device 100, the probability density of the QoS data is high even in a communication environment in which the QoS data (throughput) has peaks at a plurality of locations and the QoS data is distributed in a large probability density distribution. The distribution can be estimated with high accuracy.

さらに、通信状況推定装置100では、マルチバンド幅カーネル密度分布により、QoSデータの確率密度分布を推定するので、QoSデータのサンプル数が少ない場合であっても、QoSデータの確率密度分布を高精度に推定することができる。通信状況推定装置100では、異なるバンド幅(例えば、狭いバンド幅と広いバンド幅)により取得した単一バンド幅カーネル密度分布を、重み係数により重畳させたマルチバンド幅カーネル密度分布を用いるため、QoSデータの広い領域(QoSデータの広い定義域)に分散するような場合であっても、QoSデータの確率密度分布を適切に推定することができる。 Further, in the communication status estimation device 100, the probability density distribution of the QoS data is estimated by the multi-bandwidth kernel density distribution, so that the probability density distribution of the QoS data can be highly accurate even when the number of samples of the QoS data is small. Can be estimated to. Since the communication status estimation device 100 uses a multi-bandwidth kernel density distribution in which single bandwidth kernel density distributions acquired with different bandwidths (for example, narrow bandwidth and wide bandwidth) are superimposed by weighting coefficients, QoS is used. Even when the data is distributed over a wide area (a wide definition area of QoS data), the probability density distribution of QoS data can be appropriately estimated.

図10は、単一バンド幅カーネル密度分布による推定データと、マルチバンド幅カーネル密度分布による推定データ(通信状況推定装置100で取得される推定データ)とにおける、サンプル数と実測データとの誤差との関係を示すグラフである。図10のグラフにおいて、横軸は、サンプル数であり、縦軸は、二乗平均平方根誤差(RMSE:Root Mean square error)である。なお、二乗平均平方根誤差RMSEは、下記数式により取得される。

Figure 2021124999

P(m):実測値
est(m):推定値
図10のグラフから分かるように、マルチバンド幅カーネル密度分布による推定データ(通信状況推定装置100で取得される推定データ)は、サンプル数が少ない領域においても二乗平均平方根誤差(RMSE)が小さい。つまり、通信状況推定装置100では、サンプル数が少ない場合であっても、高精度に、QoSデータの確率密度分布を取得することができる。 FIG. 10 shows an error between the number of samples and the measured data in the estimation data based on the single bandwidth kernel density distribution and the estimation data based on the multi-bandwidth kernel density distribution (estimated data acquired by the communication status estimation device 100). It is a graph which shows the relationship of. In the graph of FIG. 10, the horizontal axis is the number of samples, and the vertical axis is the root mean square error (RMSE). The root mean square error RMSE is obtained by the following formula.
Figure 2021124999

P (m): Measured value Best (m): Estimated value As can be seen from the graph in FIG. 10, the estimated data based on the multi-bandwidth kernel density distribution (estimated data acquired by the communication status estimation device 100) is the number of samples. The root mean square error (RMSE) is small even in the region where there is little. That is, the communication status estimation device 100 can acquire the probability density distribution of QoS data with high accuracy even when the number of samples is small.

[他の実施形態]
上記実施形態では、通信状況推定装置100において、ガウスカーネル関数を用いてマルチバンド幅カーネル密度分布を取得する場合について、説明したが、これに限定されることはない。例えば、通信状況推定装置100において、全区間における積分値が「1」となる他の関数を用いて、単一バンド幅カーネル密度分布を算出し、算出した単一バンド幅カーネル密度分布を重み係数により重畳させることで、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得するようにしてもよい。図11は、全区間(横軸をxとすると、xの領域(定義域)[−∞:∞](全区間))における積分値が「1」となる関数例を示している。図11(a)は、バンド幅(標準偏差σ)が異なる3つのガウスカーネル関数(関数func21〜func23)(ガウス分布を実現させる関数)を示している。図11(b)は、横軸をx軸とすると、x=0で最大値をとる折れ線状(三角形状)の分布を示す関数例(関数func21〜func23)である。図11(c)は、横軸をx軸とすると、x=0について線対称な形状(矩形状)の分布を示す関数例(関数func31〜func33)である。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the case where the multi-bandwidth kernel density distribution is acquired by using the Gaussian kernel function in the communication status estimation device 100 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, in the communication status estimation device 100, the single bandwidth kernel density distribution is calculated by using another function whose integral value in all sections is "1", and the calculated single bandwidth kernel density distribution is weighted. The multi-bandwidth kernel density distribution may be obtained by superimposing the above. FIG. 11 shows an example of a function in which the integral value in the entire interval (assuming that the horizontal axis is x, the region of x (domain) [−∞: ∞] (all intervals)) is “1”. FIG. 11A shows three Gaussian kernel functions (functions func 21 to func 23 ) (functions that realize a Gaussian distribution) having different bandwidths (standard deviation σ). FIG. 11B is a function example (functions fun 21 to func 23 ) showing a polygonal line (triangular shape) distribution having a maximum value at x = 0, where the horizontal axis is the x-axis. FIG. 11C is a function example (functions func 31 to func 33 ) showing a distribution of a line-symmetrical shape (rectangular shape) with respect to x = 0, where the horizontal axis is the x-axis.

通信状況推定装置100において、全区間における積分値が「1」となる、図11(b)、c(c)のような関数(ハンド幅が異なる関数)を用いて、単一バンド幅カーネル密度分布を算出し、算出した単一バンド幅カーネル密度分布を重み係数により重畳させることで、マルチバンド幅カーネル密度分布を取得するようにしてもよい。 In the communication status estimation device 100, the single bandwidth kernel density is used by using the functions (functions having different hand widths) as shown in FIGS. 11 (b) and 11 (c) in which the integrated value in all sections is "1". The multi-bandwidth kernel density distribution may be obtained by calculating the distribution and superimposing the calculated single-bandwidth kernel density distribution by the weighting coefficient.

また、上記実施形態において、バンド幅候補の設定方法については、特に言及しなかったが、バンド幅候補は、QoSデータの確率密度分布がどのような傾向を示すものであるかが予想できる場合は、当該傾向(確率密度分布の性質)を考慮して設定するようにしてもよい。例えば、QoSデータの確率密度が所定の領域(定義域の所定の範囲)において、指数関数的に増大する場合、バンド幅の候補を、指数関数的に増大するように、設定してもよい。 Further, in the above embodiment, the method of setting the bandwidth candidate is not particularly mentioned, but when the bandwidth candidate can predict the tendency of the probability density distribution of the QoS data. , The tendency (property of probability density distribution) may be taken into consideration when setting. For example, when the probability density of QoS data increases exponentially in a predetermined region (a predetermined range of a domain), bandwidth candidates may be set to increase exponentially.

また、上記実施形態において、重み係数セットの候補の設定方法については、特に言及しなかったが、重み係数セットにより実現されるマルチバンド幅カーネル密度分布が多様となるように、ランダム度合いが高くなるように(例えば、一様分布に近くなるように)重み係数セットの候補を設定するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the method of setting the candidate of the weighting coefficient set is not particularly mentioned, but the degree of randomness becomes high so that the multi-bandwidth kernel density distribution realized by the weighting coefficient set becomes diverse. Candidates for the weighting factor set may be set as such (eg, close to a uniform distribution).

また、上記実施形態において、通信状況推定装置100では、QoSデータのサンプルをL個に分割し、全ての分割したサンプルを尤度算出用サンプルセットに設定して、尤度を算出する、すなわち、L回尤度を算出して、平均尤度を算出する場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、通信状況推定装置100において、計算量を低減させるために、尤度算出処理を間引いて、Lより少ない数回だけ尤度算出処理を行い、当該処理により取得した尤度の平均値を平均尤度として、処理を実行するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the communication status estimation device 100 divides the sample of QoS data into L pieces, sets all the divided samples in the sample set for likelihood calculation, and calculates the likelihood, that is, The case where the L-likelihood is calculated and the average likelihood is calculated has been described, but the present invention is not limited to this. For example, in the communication status estimation device 100, in order to reduce the amount of calculation, the likelihood calculation process is thinned out, the likelihood calculation process is performed several times less than L, and the average value of the likelihoods acquired by the process is averaged. As the likelihood, the process may be executed.

また、上記実施形態で説明した通信状況推定装置100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。 Further, in the communication status estimation device 100 described in the above embodiment, each block may be individually integrated into one chip by a semiconductor device such as an LSI, or may be integrated into one chip so as to include a part or all of the blocks. 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 it is referred to as LSI here, it may be referred to as IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI 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 making an integrated circuit is not limited to the LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after the LSI is manufactured, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of circuit cells inside 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。 In addition, a part or all of the processing of each functional block of each of the above embodiments may be realized by a program. Then, a part or all of the processing of each functional block of each of the above embodiments is performed by the central processing unit (CPU) in the computer. Further, the program for performing each process is stored in a storage device such as a hard disk or a ROM, and is read and executed in the ROM or the RAM.

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 embodiment may be realized by hardware, or may be realized by software (including a case where it is realized together with an OS (operating system), middleware, or a predetermined library). Further, 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12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. 12 (for example, a hardware configuration in which a CPU, ROM, RAM, input unit, output unit, etc. are connected by a bus Bus). May be used to realize each functional unit by software processing.

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 execution order of the processing methods in the above-described embodiment is not necessarily limited to the description of the above-described embodiment, and the execution order can be changed without departing from the gist 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 perform the above-mentioned method and a computer-readable recording medium on which the program is recorded are included in the scope of the present invention. Here, examples of computer-readable recording media include flexible disks, hard disks, CD-ROMs, MOs, DVDs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, large-capacity DVDs, next-generation DVDs, and semiconductor memories. ..

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 the one recorded on the recording medium, and 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 gist of the invention.

100 通信状況推定装置
1 最適パラメータ取得処理部
2 通信品質確率密度分布推定部
100 Communication status estimation device 1 Optimal parameter acquisition processing unit 2 Communication quality probability density distribution estimation unit

Claims (6)

通信品質に関するデータについての確率密度分布を推定するために、複数のバンド幅のカーネル関数により規定される単一バンド幅カーネル密度分布をパラメータに基づいて重畳させることでマルチバンド幅カーネル密度分布を取得するとともに、当該マルチバンド幅カーネル密度分布により前記通信品質に関するデータの確率密度分布を推定する場合において、前記通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、前記マルチバンド幅カーネル密度分布を適用させたときに尤度が最大となるパラメータである最適パラメータを取得する最適パラメータ取得処理部と、
前記通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、前記最適パラメータにより設定される前記マルチバンド幅カーネル密度分布を適用させることで取得される確率密度分布を、通信品質に関するデータについての推定確率密度分布として取得する通信品質データ確率密度分布推定部と、
を備える通信状況推定装置。
Obtain a multi-bandwidth kernel density distribution by superimposing a single-bandwidth kernel density distribution defined by multiple bandwidth kernel functions based on parameters in order to estimate the probability density distribution for data related to communication quality. In addition, when estimating the probability density distribution of the data related to the communication quality from the multi-bandwidth kernel density distribution, the multi-bandwidth kernel density distribution was applied to a plurality of samples of the data related to the communication quality. The optimum parameter acquisition processing unit that acquires the optimum parameter, which is the parameter with the maximum probability at times,
The probability density distribution obtained by applying the multi-bandwidth kernel density distribution set by the optimum parameters to a plurality of samples of the communication quality data is the estimated probability density distribution for the communication quality data. Communication quality data to be acquired as Probability density distribution estimation unit and
A communication status estimation device including.
前記最適パラメータ取得処理部は、
前記単一バンド幅カーネル密度分布を特定するためのバンド幅の候補を複数保持しており、
前記単一バンド幅カーネル密度分布を重畳させて前記マルチバンド幅カーネル密度分布を取得するときの重み係数の候補を複数保持しており、
複数の前記バンド幅の候補、および、複数の前記重み係数の候補の全ての組み合わせについて、尤度を算出し、算出した尤度が最大となる前記バンド幅および前記重み係数の組を最適パラメータとして取得する、
請求項1に記載の通信状況推定装置。
The optimum parameter acquisition processing unit
It holds multiple bandwidth candidates to identify the single bandwidth kernel density distribution.
It holds a plurality of candidates for weighting factors when acquiring the multi-bandwidth kernel density distribution by superimposing the single-bandwidth kernel density distribution.
Likelihoods are calculated for all combinations of the plurality of bandwidth candidates and the plurality of weighting coefficient candidates, and the set of the bandwidth and the weighting coefficients that maximizes the calculated likelihood is used as the optimum parameter. get,
The communication status estimation device according to claim 1.
前記最適パラメータ取得処理部は、
定義域の全区間での積分値が「1」となり、かつ、異なるバンド幅を有するカーネル関数により規定される前記単一バンド幅カーネル密度分布を用いて、前記マルチバンド幅カーネル密度分布を取得する、
請求項1または2に記載の通信状況推定装置。
The optimum parameter acquisition processing unit
The multi-bandwidth kernel density distribution is acquired using the single-bandwidth kernel density distribution defined by kernel functions having different bandwidths and the integral value in all sections of the domain is "1". ,
The communication status estimation device according to claim 1 or 2.
前記カーネル関数は、ガウス関数、三角形形状分布を実現させる関数、および、矩形形状分布を実現させる関数の少なくとも1つである、
請求項3に記載の通信状況推定装置。
The kernel function is at least one of a Gaussian function, a function that realizes a triangular shape distribution, and a function that realizes a rectangular shape distribution.
The communication status estimation device according to claim 3.
通信品質に関するデータについての確率密度分布を推定するために、複数のバンド幅のカーネル関数により規定される単一バンド幅カーネル密度分布をパラメータに基づいて重畳させることでマルチバンド幅カーネル密度分布を取得するとともに、当該マルチバンド幅カーネル密度分布により前記通信品質に関するデータの確率密度分布を推定する場合において、前記通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、前記マルチバンド幅カーネル密度分布を適用させたときに尤度が最大となるパラメータである最適パラメータを取得する最適パラメータ取得処理ステップと、
前記通信品質に関するデータの複数のサンプルに対して、前記最適パラメータにより設定される前記マルチバンド幅カーネル密度分布を適用させることで取得される確率密度分布を、通信品質に関するデータについての推定確率密度分布として取得する通信品質データ確率密度分布推定ステップと、
を備える通信状況推定方法。
Obtain a multi-bandwidth kernel density distribution by superimposing a single-bandwidth kernel density distribution defined by multiple bandwidth kernel functions based on parameters in order to estimate the probability density distribution for data related to communication quality. In addition, when estimating the probability density distribution of the data related to the communication quality from the multi-bandwidth kernel density distribution, the multi-bandwidth kernel density distribution was applied to a plurality of samples of the data related to the communication quality. The optimum parameter acquisition processing step to acquire the optimum parameter, which is the parameter with the maximum probability at times, and
The probability density distribution obtained by applying the multi-bandwidth kernel density distribution set by the optimum parameters to a plurality of samples of the communication quality data is the estimated probability density distribution for the communication quality data. Communication quality data to acquire as the probability density distribution estimation step and
Communication status estimation method.
請求項5に記載の通信状況推定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 communication status estimation method according to claim 5.
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Citations (4)

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