JP5596821B1 - 電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電波データを収集する電波データ収集装置を無線システム毎に備えなくても、無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップを生成することができる電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法を提供する。
【解決手段】電波マップ生成システムは、測位部と、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部とを有する電波データ収集装置と、電波データから無線信号を検出し、検出した無線信号に基づいて、無線基地局の無線システムを特定する無線信号検出部と、測定された位置に基づいて、無線基地局の位置を推定する無線基地局位置推定部と、無線基地局の位置と、無線基地局の無線システムと、に基づいて、無線基地局からの電波が到達する範囲を推定する伝搬範囲推定部と、無線基地局の位置と、無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成する電波マップ生成部とを有する電波マップ生成装置とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法に関する。

無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の電波データを収集して、無線ＬＡＮを構成する無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップ（電波地図）を生成するシステムが、非特許文献１に開示されている。また、被災地においてインターネット無線ＬＡＮ環境を構築するためのシステムが、非特許文献２に開示されている。また、一定数の周波数を多数の利用者が共同で利用するＭＣＡ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍ）方式を採用した業務用無線システムが、非特許文献３に開示されている。また、災害発生に伴う中継系伝送路の被災を救済するためのマイクロ無線システムが、非特許文献４に開示されている。

伊藤誠悟，吉田廣志，河口信夫，"locky.jp:無線 LAN を用いた位置情報・測位ポータル"，情報処理学会モバイルコンピューティングとユビキタス通信研究会，Vol.2005，No.90，pp.25-31，2005 Sep. 15-16 (2005) "被災地におけるインターネット無線LAN 環境"、[online]、[平成25年5月30日検索]、インターネット<URL:http://www.nict.go.jp/press/2011/04/13-1.html> "MCA無線システム"、[online]、[平成25年5月30日検索]、インターネット<URL:http://warp.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/283520/www.tele.soumu.go.jp/j/system/ml/mca.htm> " 災害対策用可搬形ディジタル無線機器"、[online]、[平成25年5月30日検索]、インターネット<URL:http://www.ansl.ntt.co.jp/j/times/063/01/02.html>

しかしながら、非特許文献１に開示された電波マップ生成システムは、無線ＬＡＮの電波データしか収集することができない。非特許文献１に開示された電波マップ生成システムは、無線ＬＡＮ以外の無線システムの電波データを収集して、無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップを生成する場合、電波データを収集する電波データ収集装置を、無線システム毎に備える必要がある、という問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、電波データを収集する電波データ収集装置を無線システム毎に備えなくても、無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップを生成することができる電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、自装置の位置を測定する測位部と、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部と、周囲を撮像するカメラ部と、を有する電波データ収集装置と、前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号に基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定する無線信号検出部と、測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定する無線基地局位置推定部と、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定する伝搬範囲推定部と、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成する電波マップ生成部と、を有する電波マップ生成装置と、を備え、前記伝搬範囲推定部は、前記カメラ部により映像に撮像された遮蔽物の有無に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を補正することを特徴とする電波マップ生成システムである。

本発明の一態様は、自装置の位置を測定する測位部と、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部と、を有する電波データ収集装置と、前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号に基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定する無線信号検出部と、測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定する無線基地局位置推定部と、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定する伝搬範囲推定部と、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成する電波マップ生成部と、前記無線システムを特定するためのデータベースを、追加、更新又は削除可能に記憶する無線システムデータベース部と、を有する電波マップ生成装置と、を備えることを特徴とする電波マップ生成システムである。

本発明の一態様は、前記電波データ収集装置が、前記電波データを圧縮する圧縮部を有し、前記電波マップ生成装置は、圧縮された前記電波データを伸張する伸張部を有することを特徴とする電波マップ生成システムである。

本発明の一態様は、前記電波データ収集装置が、前記電波データと、前記電波データが収集された時刻を示す収集時刻データと、を対応付けて記憶する電波データ記憶部を有し、前記電波データ記憶部が、測定された前記位置が示す同一地点から前記電波データが収集された際、前記収集時刻データが古い前記電波データを、前記収集時刻データが新しい前記電波データに更新することを特徴とする電波マップ生成システムである。

本発明の一態様は、電波データ収集装置及び電波マップ生成装置を備える電波マップ生成システムにおける電波マップ生成方法であって、
前記電波データ収集装置の測位部が、自装置の位置を測定するステップと、
前記電波データ収集装置の受信部が、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集するステップと、
前記電波データ収集装置のカメラ部が、周囲を撮像するステップと、前記電波マップ生成装置の無線信号検出部が、前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号に基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定するステップと、前記電波マップ生成装置の無線基地局位置推定部が、測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定するステップと、前記電波マップ生成装置の伝搬範囲推定部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定するステップと、前記電波マップ生成装置の伝搬範囲推定部が、前記カメラ部により映像に撮像された遮蔽物の有無に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を補正するステップと、前記電波マップ生成装置の電波マップ生成部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成するステップと、を有することを特徴とする電波マップ生成方法である。
本発明の一態様は、電波データ収集装置及び電波マップ生成装置を備える電波マップ生成システムにおける電波マップ生成方法であって、前記電波データ収集装置の測位部が、自装置の位置を測定するステップと、前記電波データ収集装置の受信部が、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集するステップと、前記電波マップ生成装置の無線信号検出部が、前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号、および無線システムデータベース部に追加、更新又は削除可能に記憶された、無線システムを特定するためのデータベースに基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定するステップと、前記電波マップ生成装置の無線基地局位置推定部が、測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定するステップと、前記電波マップ生成装置の伝搬範囲推定部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定するステップと、前記電波マップ生成装置の電波マップ生成部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成するステップと、を有することを特徴とする電波マップ生成方法である。

本発明によれば、電波データ収集装置は、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部を有する。電波マップ生成装置は、無線基地局の位置と、無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成する電波マップ生成部を有する。これにより、電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、電波データを収集する電波データ収集装置を無線システム毎に備えなくても、無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップを生成することができる。

本発明の一実施形態における、無線基地局から電波データを収集する電波データ収集装置の例を示す図である。 本発明の一実施形態における、電波マップ生成システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における、無線信号検出部の動作手順例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における、無線基地局位置推定部、及び、伝搬範囲推定部の動作手順例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における、電波マップの例を示す図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。近年、被災地などに適用される多様な無線システム（無線ネットワーク）が研究開発され、実用化に向けて取り組まれている。これらの無線システムが被災地に持ち込まれた場合、電波の干渉等により電波環境が悪化して、利用できない無線システムが出てしまうことが想定される。一方で、無線システムが提供されない場合、又は、無線システムが提供されても被災者にとって必要な無線システムではない場合には、無線システムの空白域が生じてしまうことが想定される。

電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、対象地域で広い周波数帯域にわたり取得した電波データを活用することにより、利用されている無線システムを推定する。電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、アンテナを用いて無線基地局の位置を推定することにより、その対象地域における無線環境を改善し、無線システムの空白域を解消することができる。

本発明の一実施形態における電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、電波データを収集する電波データ収集装置を無線システム毎（無線方式毎）に備えなくても、無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップを生成することができる。以下、無線基地局には、所定の無線システム（無線方式）が対応付けられているものとして説明する。

図１には、無線基地局から電波データを収集する電波データ収集装置の例が示されている。電波データ収集装置１００は、電波マップが生成される対象地域を、移動体５００に搭載されて移動しながら、無線基地局から電波データを収集する。移動体５００は、車両又は人でもよいが、以下では、一例として、気球（飛行体）であるものとして説明を続ける。

図１では、電波マップが生成される対象地域には、無線基地局６００−１〜６００−３と、無線基地局６１０−１〜６１０−４と、無線基地局６２０−１〜６２０−３とが配置されている。無線基地局６００−ｎ（ｎは、１〜３の整数）は、所定の第１の無線システム（無線方式）により、無線通信を実行する。無線基地局６００−ｎには、無線基地局６００−ｎからの電波が到達する範囲、すなわち、伝搬範囲６０１−ｎが定まる。以下、無線基地局６００−ｎに共通する事項については、符号ｎを省略して、「無線基地局６００」と表記する。伝搬範囲６０１−ｎについても同様に、「伝搬範囲６０１」と表記する。

無線基地局６１０−ｍ（ｍは、１〜４の整数）は、所定の第２の無線システム（無線方式）により、無線通信を実行する。無線基地局６１０−ｍには、無線基地局６１０−ｍからの電波が到達する範囲、すなわち、伝搬範囲６１１−ｍが定まる。以下、無線基地局６１０−ｍに共通する事項については、符号ｍを省略して、「無線基地局６１０」と表記する。伝搬範囲６１１−ｍについても同様、「伝搬範囲６１１」と表記する。

無線基地局６２０−ｐ（ｐは、１〜３の整数）は、所定の第３の無線システム（無線方式）により、無線通信を実行する。無線基地局６２０−ｐには、無線基地局６２０−ｐからの電波が到達する範囲、すなわち、伝搬範囲６２１−ｐが定まる。以下、無線基地局６２０−ｐに共通する事項については、符号ｐを省略して、「無線基地局６２０」と表記する。伝搬範囲６２１−ｐについても同様に、「伝搬範囲６２１」と表記する。

図２には、電波マップ生成システムの構成例が、ブロック図により示されている。電波マップ生成システムは、電波データ収集装置１００と、電波マップ生成装置３００と、マップ・データベース装置４００とを備える。

まず、電波データ収集装置の構成例について説明する。
電波データ収集装置１００は、無線基地局（図１を参照）毎に電波データを収集し、収集した電波データを記憶する。電波データ収集装置１００は、移動体５００に搭載されて、所定の範囲（対象地域）を移動する。電波データ収集装置１００は、アンテナ１１０と、測位部１１１と、アンテナ１２０と、受信部１２１と、変換部１２２と、カメラ部１３０と、圧縮部１４０と、収集制御部１５０と、電波データ・映像記憶部２００とを備える。

電波データ収集装置１００は、アンテナ１２０を一つ備えてもよいし、複数のアンテナ１２０、すなわち、アンテナ１２０−１〜１２０−ｎ（ｎは、２以上の整数）を備えてもよい。以下では、アンテナ１２０−１〜１２０−ｎに共通する事項については、符号ｎを省略して、「アンテナ１２０」と表記する。

電波データ収集装置１００は、受信部１２１及び変換部１２２を、アンテナ１２０毎に備える。例えば、電波データ収集装置１００は、受信部１２１−ｎ及び変換部１２２−ｎを、アンテナ１２０−ｎに対応付けて備える。以下では、受信部１２１−１〜１２１−ｎに共通する事項については、符号ｎを省略して、「受信部１２１」と表記する。また、変換部１２２−１〜１２２−ｎに共通する事項については、符号ｎを省略して、「変換部１２２」と表記する。

アンテナ１１０は、電波データ収集装置１００の位置を検出するための測位電波を受信する。アンテナ１１０は、例えば、人工衛星からの測位電波を受信してもよい。この人工衛星は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星でもよい。

測位部１１１は、アンテナ１１０が受信した測位電波に基づいて、電波データ収集装置１００の位置を検出（測位）する。測位部１１１は、電波データ収集装置１００の位置を示す測位データと、測位時刻データとを、収集制御部１５０に出力する。

アンテナ１２０は、無線基地局（図１を参照）から電波を受信する。
受信部１２１（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ部：ＲＦ部）は、アンテナ１２０を介して、無線基地局から電波を受信することにより、無線基地局毎に電波データを収集する。

変換部１２２（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ部：ＡＤＣ部）は、受信部１２１が受信した電波（アナログ信号）を、デジタル信号に変換する。
カメラ部１３０は、受信部１２１が無線基地局から電波データを収集する際、電波データ収集装置１００の周囲を撮像する。カメラ部１３０は、撮像した映像データを、圧縮部１４０に出力する。

圧縮部１４０には、デジタル信号、すなわち、電波データが、変換部１２２から入力される。圧縮部１４０は、デジタル信号をアンテナ１２０毎に圧縮し、圧縮されたデジタル信号、すなわち、圧縮された電波データを、収集制御部１５０にアンテナ１２０毎に出力する。ここで、圧縮部１４０は、電波データをサンプリングレート以下に圧縮することが可能な圧縮センシング技術を利用してもよい。圧縮部１４０には、撮像した映像データが、カメラ部１３０から入力される。圧縮部１４０は、撮像した映像データを圧縮し、圧縮された映像データを、収集制御部１５０に出力する。

収集制御部１５０には、測位データと、測位時刻データとが、測位部１１１から入力される。収集制御部１５０は、測位データと、測位時刻データとを、電波データ・映像記憶部２００に記憶させる。収集制御部１５０には、圧縮された電波データが、圧縮部１４０から入力される。収集制御部１５０は、圧縮された電波データを、電波を受信した時刻を示す受信時刻データに対応付けて、電波データ・映像記憶部２００に記憶させる。

収集制御部１５０は、電波データ・映像記憶部２００を制御し、電波データ収集装置１００の測定された位置が示す同一地点から、電波データ収集装置１００により電波データが収集された際、収集時刻データ（受信時刻データ、又は、測位時刻データ）が古い電波データを、収集時刻データが新しい電波データに更新してもよい。

電波データ・映像記憶部２００は、測位データと、測位時刻データとを、対応付けて記憶する。また、電波データ・映像記憶部２００は、圧縮された電波データと、受信時刻データとを、対応付けて記憶する。また、電波データ・映像記憶部２００は、圧縮された映像データを、受信時刻データ又は測位時刻データに対応付けて記憶する。

次に、電波マップ生成装置の構成例について説明する。
電波マップ生成装置３００は、電波データ収集装置１００が収集した電波データに基づいて、無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップを生成する。電波マップ生成装置３００は、読取部３１０と、伸張部３２０と、生成制御部３３０とを備える。また、生成制御部３３０は、無線システムデータベース部３３１と、映像再生部３３２と、無線信号検出部３３３と、伝搬範囲推定部３３４と、無線基地局位置推定部３３５と、電波マップ生成部３３６とを有する。

読取部３１０は、各種データを、電波データ収集装置１００の電波データ・映像記憶部２００から取得する。この各種データは、圧縮されていてもよい。具体的には、読取部３１０は、例えば、測位データと、測位時刻データと、電波データと、受信時刻データと、映像データとを、電波データ収集装置１００の電波データ・映像記憶部２００から取得する。読取部３１０は、これらの各種データを、通信ネットワーク又は可搬記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＵＳＢフラッシュメモリ）を介して取得してもよい。

伸張部３２０は、読取部３１０が取得した圧縮された各種データに伸張処理（復元処理）を施し、伸張された各種データを生成制御部３３０に出力する。例えば、伸張部３２０は、圧縮された映像データを伸張し、伸張された映像データを、映像再生部３３２に出力する。例えば、伸張部３２０は、圧縮された電波データを伸張し、伸張された電波データを無線信号検出部３３３に出力する。例えば、伸張部３２０は、圧縮された測位データ及び測位時刻データを伸張し、伸張された測位データ及び測位時刻データを、無線基地局位置推定部３３５に出力する。例えば、伸張部３２０は、圧縮された受信時刻データを伸張し、伸張された受信時刻データを、無線基地局位置推定部３３５に出力する。

無線システムデータベース部３３１は、無線システムを特定するためのデータベースを記憶する。無線システムを特定するためのデータベースは、例えば、無線信号が利用する周波数帯域データである。無線システムデータベース部３３１は、例えば、無線信号が周波数帯域を利用する方法（例えば、パケットの空間配置及び時間配置）を示すデータを、無線システム毎に記憶してもよい。また、無線システムデータベース部３３１は、例えば、無線信号の方式（例えば、ヘッダに配置されるデータ、プリアンブル）を示すデータを、無線システム毎に記憶してもよい。また、無線システムデータベース部３３１は、例えば、送信電力データを、無線システム毎に記憶してもよい。無線システムデータベース部３３１は、無線システムを特定するためのデータベースを、追加、更新又は削除することにより、特定可能な無線システムを、追加、更新又は削除してもよい。

映像再生部３３２は、伸張された映像データに再生処理（復号処理）を施し、撮像された映像（画像）を再生する。再生された映像には、電波を遮蔽することが可能な遮蔽物が撮像されていてもよい。映像再生部３３２は、再生した映像データを、無線基地局位置推定部３３５に出力する。

無線信号検出部３３３は、伸張された電波データから、無線信号を検出する。
図３は、無線信号検出部の動作手順例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１）無線信号検出部３３３には、伸張（復元）された電波データが、伸張部３２０から入力される。無線信号検出部３３３は、伸張された電波データに所定の処理を施し、伸張された電波データから所定の無線信号を検出する。

無線信号検出部３３３は、検出した無線信号を含む周波数帯域を利用する無線システムが無線システムデータベース部３３１に登録されているか否か、を判定する。無線システムが登録されていない場合（ステップＳ１：登録されていない）、無線信号検出部３３３は、処理を終了する。一方、無線システムが登録されている場合（ステップＳ１：登録されている）、無線信号検出部３３３は、ステップＳ２に処理を進める。

（ステップＳ２）無線信号検出部３３３は、当該周波数帯域における周波数の利用方法を検索し、周波数の利用方法を特定したか否かを判定する。例えば、同じ２．４[ＧＨｚ] 帯を利用する無線システムでも、直接周波数拡散方式を利用する無線システム（例えば、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ（登録商標）））と、周波数ホッピング方式を利用する無線システム（例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標））とでは、周波数の利用方法が異なっている。このため、無線信号検出部３３３は、周波数の利用方法を特定することにより、無線システムを識別することができる。

当該周波数帯域における周波数の利用方法を特定していない場合（ステップＳ２：利用方法を特定していない）、無線信号検出部３３３は、処理を終了する。一方、当該周波数帯域における周波数の利用方法を特定した場合（ステップＳ２：利用方法を特定した）、無線信号検出部３３３は、ステップＳ３に処理を進める。

（ステップＳ３）無線信号検出部３３３は、当該周波数帯域における信号方式を検索し、信号方式を特定したか否かを判定する。当該周波数帯域における信号方式を特定していない場合（ステップＳ３：信号方式を特定していない）、無線信号検出部３３３は、処理を終了する。一方、当該周波数帯域における信号方式を特定した場合（ステップＳ３：信号方式を特定した）、無線信号検出部３３３は、ステップＳ４に処理を進める。

（ステップＳ４）無線信号検出部３３３は、特定した信号方式（無線システム）に基づく送信電力データを、無線基地局位置推定部３３５に出力し、処理を終了する。

図２に戻り、電波マップ生成装置の構成例の説明を続ける。伝搬範囲推定部３３４は、無線信号検出部３３３が特定した無線システムと、無線基地局位置推定部３３５が推定した無線基地局の位置とに基づいて、伝搬範囲（電波の到達する範囲）を、無線基地局毎（無線システム毎）に推定する。

無線基地局位置推定部３３５は、電波データ収集装置１００の位置と、電波データが収集された無線基地局の送信電力の減衰量に応じた受信電力と、アンテナ１２０毎の受信時刻の時間差と、に基づいて、無線基地局（図１を参照）の位置を推定する。

図４は、無線基地局位置推定部、及び、伝搬範囲推定部の動作手順例を示すフローチャートである。
（ステップＳａ１）無線基地局位置推定部３３５は、特定した無線システムに基づく送信電力データ、すなわち、特定した無線システム規格により定められた送信電力データを、無線信号検出部３３３から取得する。

（ステップＳａ２）無線基地局位置推定部３３５は、電波データ収集装置１００の測位部１１１により測位された電波データ収集装置１００の位置（緯度、経度）データを、伸張部３２０から取得する。無線基地局位置推定部３３５は、電波データ収集装置１００のアンテナ１２０毎の受信電力と、特定した信号方式に基づく送信電力と、を比較することにより、送信電力の減衰量を算出する。また、無線基地局位置推定部３３５は、電波データ収集装置１００の位置と、送信電力の減衰量と、アンテナ１２０毎の受信時刻の時間差と、に基づいて、無線基地局の位置を推定する。

（ステップＳａ３）無線基地局位置推定部３３５は、電波データ収集装置１００に対する、推定した無線基地局の位置の方向（無線基地局位置推定部３３５への電波の推定到来方向）を算出する。

（ステップＳａ４）無線基地局位置推定部３３５は、推定した無線基地局の位置の方向に遮蔽物が有るか否かを、推定した無線基地局の位置の方向と、再生された映像データとに基づいて判定する。無線基地局位置推定部３３５は、再生された映像データに対して、例えば、画像マッチング処理を施すことにより、遮蔽物の有無を判定してもよい。遮蔽物が無い場合（ステップＳａ４：無し）、無線基地局位置推定部３３５は、ステップＳａ６に処理を進める。一方、遮蔽物が有る場合（ステップＳａ４：有り）、無線基地局位置推定部３３５は、ステップＳａ６に処理を進める。

（ステップＳａ５）無線基地局位置推定部３３５は、映像に撮像された遮蔽物を、複数の基準に基づいて判定する。ここで、複数の基準の一つは、材質であり、例えば、木材、コンクリート又は金属である。また、複数の基準の他の一つは、厚さであり、例えば、所定の厚さよりも厚い又は薄いである。無線基地局位置推定部３３５は、これらの判定結果に基づいて、無線基地局の位置を電波マップ上で補正するための補正値を算出する。

（ステップＳａ６）無線基地局位置推定部３３５は、補正値に基づいて、電波データ収集装置１００の位置を推定してもよい。伝搬範囲推定部３３４は、無線信号検出部３３３が特定した無線システムと、無線基地局位置推定部３３５が推定した無線基地局の位置とに基づいて、伝搬範囲（電波の到達する範囲）を、無線基地局毎（無線システム毎）に推定する。伝搬範囲推定部３３４は、伝搬範囲データを、無線基地局位置推定部３３５に出力する。

無線基地局位置推定部３３５は、無線基地局の位置データと、その無線基地局の伝搬範囲データと、受信時刻データ又は測位時刻データとを、電波マップ生成部３３６に出力する。また、無線基地局位置推定部３３５は、ステップＳａ５において補正値が算出された場合には、無線基地局の位置を電波マップ上で補正するための補正値を、電波マップ生成部３３６に出力する。

電波マップ生成部３３６（図２を参照）は、無線基地局の位置と、無線基地局の伝搬範囲とをプロットした電波マップを生成する。電波マップ生成部３３６は、無線基地局の位置、及び、無線基地局毎の伝搬範囲を、補正値に基づいて電波マップ上で補正してもよい。電波マップ生成部３３６は、生成した電波マップを、受信時刻データ又は測位時刻データに対応付けて、マップ・データベース装置４００（図２を参照）に記憶させる。

マップ・データベース装置４００は、電波マップ生成部３３６が生成した電波マップを、受信時刻データ又は測位時刻データに対応付けて記憶する。マップ・データベース装置４００は、電波マップを表示装置（不図示）に出力することにより、その表示装置に電波マップを表示させてもよい。

図５には、電波マップの例が示されている。電波マップは、無線基地局及び伝搬範囲の各配置が示されることにより表現される。図５では、電波マップは、無線基地局６００、伝搬範囲６０１、無線基地局６１０、伝搬範囲６１１、無線基地局６２０及び伝搬範囲６２１の各配置が示されることにより表現される。電波マップは、表示装置（不図示）に表示されてもよい。なお、電波マップには、座標（グリッド）が定められていてもよい。

図５では、無線基地局６００−１〜６００−３と、無線基地局６１０−１〜６１０−３と、無線基地局６２０−１〜６２０−３とを囲む破線は、様々な無線ネットワークが個々の無線システムにより構築されている地域を示し、無線ネットワークが有効に利用されていない地域を示す。一方、無線基地局６１０−４を囲む破線は、必要な無線システム（無線方式）が提供されていない地域を示す。なお、電波マップは、無線ネットワークが構築されていない地域、すなわち、無線基地局が配置されていない地域を示してもよい。

以上のように、電波マップ生成システムは、電波データ収集装置１００（自装置）の位置を測定する測位部１１１と、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部１２１と、を有する電波データ収集装置１００と、電波データから無線信号を検出し、検出した無線信号に基づいて、無線基地局の無線システムを特定する無線信号検出部３３３と、測定された位置及び受信電力に基づいて、無線基地局の位置を推定する無線基地局位置推定部３３５と、無線基地局の位置と、無線基地局の無線システムと、に基づいて、無線基地局からの電波が到達する範囲を推定する伝搬範囲推定部３３４と、無線基地局の位置と、無線基地局からの電波が到達する範囲（伝搬範囲）と、を示す地図（電波マップ）を生成する電波マップ生成部３３６と、を有する電波マップ生成装置３００と、を備える。

電波マップ生成方法は、電波データ収集装置１００及び電波マップ生成装置３００を備える電波マップ生成システムにおける電波マップ生成方法であって、電波データ収集装置１００の測位部１１１が、電波データ収集装置１００（自装置）の位置を測定するステップと、電波データ収集装置１００の受信部１２１が、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集するステップと、電波マップ生成装置３００の無線信号検出部３３３が、電波データから無線信号を検出し、検出した無線信号に基づいて、無線基地局の無線システムを特定するステップと、電波マップ生成装置３００の無線基地局位置推定部３３５が、測定された位置及び受信電力に基づいて、無線基地局の位置を推定するステップと、電波マップ生成装置３００の伝搬範囲推定部３３４が、無線基地局の位置と、無線基地局の無線システムと、に基づいて、無線基地局からの電波が到達する範囲を推定するステップと、電波マップ生成装置３００の電波マップ生成部３３６が、無線基地局の位置と、無線基地局からの電波が到達する範囲（伝搬範囲）と、を示す地図（電波マップ）を生成するステップと、を有する。

この構成により、電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、電波データ収集装置１００が、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部１２１を有する。電波マップ生成装置３００が、無線基地局の位置と、無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成する電波マップ生成部３３６を有する。
これにより、電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、電波データを収集する電波データ収集装置を無線システム毎に備えなくても、無線基地局からの電波の伝搬範囲を示す電波マップを生成することができる。

つまり、電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、電波データ収集装置１００が、電波データを利用して無線システムのデータを収集し、収集した電波データに基づいて、電波マップ生成装置３００が無線システムを特定する。これにより、電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、電波データ収集装置を、無線システム毎に準備することが不要になる。

電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、電波データの収集する電波データ収集装置と、無線システムを特定して電波マップを生成する電波マップ生成装置とを、別装置にすることにより、無線システムの種類にかかわらず、無線システムから電波データを容易に収集することができる。ここで、電波データ収集装置１００は、受信部（ＲＦ部）などのデータ収集手段を備える。また、電波マップ生成装置３００は、無線システムデータベース部３３１を備える。

被災地などでは、平時に利用可能な無線システムである携帯電話システムに障害が発生する一方で、非常時に利用可能な様々な無線システムが、一時的に導入される。このため、被災地などでは、複数の異なる無線システムが同じ周波数帯を利用することにより、電波干渉が生じ、所望の性能を発揮できないことが想定される。また、無線システムの構築が必要にも関わらず、無線システムが構築されない空白域が、被災地などでは発生することが想定される。

これらの無線システムは、必ずしも汎用的な無線システムではない場合もあるため、全ての無線システムを特定可能な電波データ収集装置を、データ収集時に準備することは困難である。本実施形態では、電波データ収集装置１００は、電波データ自体を、収集及び記憶する。一方、電波データ収集装置１００とは別装置である電波マップ生成装置３００は、収集及び記憶された電波データに基づいて、無線システムを特定する。電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、全ての無線システムを特定するための構成を電波データ収集装置に搭載することなく、電波マップ生成装置３００が、無線システムを特定することができる。

ここで、収集した電波データが、不明な無線システムの電波データであった場合でも、電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、その収集した電波データを、電波データ・映像記憶部２００に記憶させておくことができる。電波マップ生成システム、及び、電波マップ生成方法は、その不明な無線システムを特定するためのデータが、電波マップ生成装置３００に後日追加（アップデート）されることにより、その不明な無線システムを特定することができる。

また、被災地などで、無線システムによる無線ネットワークを効率的に構築するため、電波データ収集装置１００は、復興支援を指揮する事務所等に、収集した電波データを圧縮伝送してもよい。移動体５００（図１を参照）に搭載された電波データ収集装置１００は、収集した電波データを一時的に保存し、当該事務所等に持ち帰えられた際、電波マップ生成装置３００に電波データを解析させてもよい。電波マップ生成装置３００は、電波データ収集装置１００から圧縮伝送された電波データを、受信して解析してもよい。

また、電波データ収集装置１００は、周囲を撮像するカメラ部１３０を有してもよい。伝搬範囲推定部３３４は、カメラ部１３０により映像に撮像された遮蔽物の有無に基づいて、無線基地局からの電波が到達する範囲を補正してもよい。

また、電波データ収集装置１００は、電波データを圧縮する圧縮部１４０を有する。電波マップ生成装置３００は、圧縮された電波データを伸張する伸張部３２０を有してもよい。

また、電波マップ生成装置３００は、無線システムを特定するためのデータベースを、追加、更新又は削除可能に記憶する無線システムデータベース部３３１を有してもよい。

また、電波データ収集装置１００は、電波データ収集装置１００は、電波データと、電波データが収集された時刻を示す収集時刻データと、を対応付けて記憶する電波データ・映像記憶部２００を有してもよい。電波データ・映像記憶部２００は、電波データ収集装置１００の測定された位置が示す同一地点から、電波データ収集装置１００により電波データが収集された際、収集時刻データが古い電波データを、収集時刻データが新しい電波データに更新してもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

なお、以上に説明した装置及びシステムを実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１００…電波データ収集装置、１１０…アンテナ、１１１…測位部、１２０…アンテナ、１２１…受信部、１２２…変換部、１３０…カメラ部、１４０…圧縮部、１５０…収集制御部、２００…電波データ・映像記憶部、３００…電波マップ生成装置、３１０…読取部、３２０…伸張部、３３０…生成制御部、３３1…無線システムデータベース部、３３２…映像再生部、３３３…無線信号検出部、３３４…伝搬範囲推定部、３３５…無線基地局位置推定部、３３６…電波マップ生成部、４００…マップ・データベース装置、５００…移動体、６００…無線基地局、６０１…伝搬範囲、６１０…無線基地局、６１１…伝搬範囲、６２０…無線基地局、６２１…伝搬範囲

Claims (6)

1. 自装置の位置を測定する測位部と、
   無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部と、
   周囲を撮像するカメラ部と、
   を有する電波データ収集装置と、
   前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号に基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定する無線信号検出部と、
   測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定する無線基地局位置推定部と、
   前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定する伝搬範囲推定部と、
   前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成する電波マップ生成部と、
   を有する電波マップ生成装置と、
   を備え、
   前記伝搬範囲推定部は、前記カメラ部により映像に撮像された遮蔽物の有無に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を補正する
   ことを特徴とする電波マップ生成システム。
2. 自装置の位置を測定する測位部と、
   無線信号を含む電波データを無線基地局から収集する受信部と、
   を有する電波データ収集装置と、
   前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号に基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定する無線信号検出部と、
   測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定する無線基地局位置推定部と、
   前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定する伝搬範囲推定部と、
   前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成する電波マップ生成部と、
   前記無線システムを特定するためのデータベースを、追加、更新又は削除可能に記憶する無線システムデータベース部と、
   を有する電波マップ生成装置と、
   を備えることを特徴とする電波マップ生成システム。
3. 前記電波データ収集装置は、前記電波データを圧縮する圧縮部を有し、
   前記電波マップ生成装置は、圧縮された前記電波データを伸張する伸張部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電波マップ生成システム。
4. 前記電波データ収集装置は、前記電波データと、前記電波データが収集された時刻を示す収集時刻データと、を対応付けて記憶する電波データ記憶部を有し、
   前記電波データ記憶部は、測定された前記位置が示す同一地点から前記電波データが収集された際、前記収集時刻データが古い前記電波データを、前記収集時刻データが新しい前記電波データに更新することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電波マップ生成システム。
5. 電波データ収集装置及び電波マップ生成装置を備える電波マップ生成システムにおける電波マップ生成方法であって、
   前記電波データ収集装置の測位部が、自装置の位置を測定するステップと、
   前記電波データ収集装置の受信部が、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集するステップと、
   前記電波データ収集装置のカメラ部が、周囲を撮像するステップと、
   前記電波マップ生成装置の無線信号検出部が、前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号に基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定するステップと、
   前記電波マップ生成装置の無線基地局位置推定部が、測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定するステップと、
   前記電波マップ生成装置の伝搬範囲推定部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定するステップと、
   前記電波マップ生成装置の伝搬範囲推定部が、前記カメラ部により映像に撮像された遮蔽物の有無に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を補正するステップと、
   前記電波マップ生成装置の電波マップ生成部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成するステップと、
   を有することを特徴とする電波マップ生成方法。
6. 電波データ収集装置及び電波マップ生成装置を備える電波マップ生成システムにおける電波マップ生成方法であって、
   前記電波データ収集装置の測位部が、自装置の位置を測定するステップと、
   前記電波データ収集装置の受信部が、無線信号を含む電波データを無線基地局から収集するステップと、
   前記電波マップ生成装置の無線信号検出部が、前記電波データから前記無線信号を検出し、検出した前記無線信号、および無線システムデータベース部に追加、更新又は削除可能に記憶された、無線システムを特定するためのデータベースに基づいて、前記無線基地局の無線システムを特定するステップと、
   前記電波マップ生成装置の無線基地局位置推定部が、測定された前記位置及び受信電力に基づいて、前記無線基地局の位置を推定するステップと、
   前記電波マップ生成装置の伝搬範囲推定部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局の無線システムと、に基づいて、前記無線基地局からの電波が到達する範囲を推定するステップと、
   前記電波マップ生成装置の電波マップ生成部が、前記無線基地局の位置と、前記無線基地局からの電波が到達する範囲と、を示す地図を生成するステップと、
   を有することを特徴とする電波マップ生成方法。

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