次に、本発明に係る主勢力エリア推定装置及び主勢力エリア推定方法を適用した移動通信システムの好適な一実施形態について説明する。まず、移動通信システム10の機能ブロック構成について説明する。図1は、移動通信システムの機能構成を示すブロック図である。図1に示すように、移動通信システム10は、移動機100と、BTS(基地局)200と、RNC(無線ネットワーク制御装置)300と、交換機400と、GPS位置管理部501と、位置収集部502と、主勢力エリアマップ作成装置600とを含んで構成されている。
移動機100は、GPS機能部101を含んで構成されている。GPS機能部101は、GPS(第2の測位)を用いて移動機100の存在位置を示す詳細な位置情報(第2の測位位置情報)(以下「GPS座標情報」と称する。)を取得するものである。GPS座標情報は、移動機100に搭載された所定のアプリケーション(GPS座標情報を用いるアプリケーション)の実行時等に取得される。GPS機能部101は、GPS座標情報を取得すると、取得したGPS座標情報をGPS位置管理部501に対して出力する。
BTS200は、アンテナ201から移動機100と通信を行うための電波を放射し、通信エリアであるセクタを形成する。なお、セクタの種類として、有指向性セクタと、無指向性セクタとがある。有指向性セクタは、指向性を有するアンテナを用いて形成されるセクタである。例えば、図2(a)に示すように、アンテナ201が指向性を有する6つのアンテナを備え、各アンテナがそれぞれ60度ずつ異なる方向に電波を放射する場合、6つの有指向性セクタC1〜C6が形成される。無指向性セクタは、例えば、一つのアンテナからすべての方向に電波を放射することによって形成されるセクタである。例えば、図2(b)に示すように、アンテナ201からすべての方向に電波を放射することによって無指向性セクタC10が形成される。
RNC300は、通信制御部301と、位置特定部302とを含んで構成されている。通信制御部301は、移動機100とBTS200を介して通信接続を行う部分であり、例えば、移動機100からの発信処理若しくは着信処理に基づいた通信接続処理に基づいた通信接続処理等を行う部分である。
位置特定部302は、PRACH-PD測位方式(第1の測位)を用いて、移動機100のセクタ内の位置を特定する。このPRACH-PD測位方式を用いた移動機100のセクタ内の位置の特定は、移動機100が通信接続(例えば、発信時、着信時、又はハンドオーバ時における接続処理等)を行う際に実行される。詳細には、位置特定部302は、図3に示すように、移動機100へ向けて送信されたPRACH信号が移動機100で折り返してBTS200に到達するまでの伝播時間(第1の測位位置情報、伝播時間情報)を測定する。この伝播時間の測定結果は、電波の位相周期に基づいて得られる所定の単位時間毎となる。
位置特定部302は、図4に示すように、PRACH-PD測位方式を用いて移動機100の位置を測位した測位時刻と、移動機100が在圏するセクタのセクタ識別子と、伝播時間とを対応付けた情報を遅延情報(第1の対応情報)として算出する。この遅延情報は、セクタが有指向性セクタであるか、無指向性セクタであるかを問わず算出することができる。なお、この伝播時間により、アンテナ201と移動機100との離間距離を求めることができ、伝播時間が移動機100の位置を表していると言える。即ち、遅延情報は、移動機100の位置を示す位置情報であると言える。
また、位置特定部302は、PRACH-PD測位方式を用いて遅延情報を算出する以外にも、移動機100の位置を特定する情報として、移動機100の座標を用いたPRACH-PD位置情報(第1の対応情報)を算出する。具体的には、セクタが有指向性セクタである場合、図5に示すように、位置特定部302は、電波の指向方向に沿った直線L上に移動機100が位置しているものと仮定し、離間距離に基づいて得られる直線L上の位置P1を移動機100の位置(第1の測位位置情報)として算出する。そして、位置特定部302は、図6に示すように、移動機100の位置を測位した測位時刻と、移動機100が在圏するセクタのセクタ識別子と、離間距離に基づいて得られる直線L上における移動機100の座標(緯度・経度)とを対応付けたPRACH-PD位置情報を算出する。
また、セクタが無指向性セクタである場合、図2(b)に示すように、位置特定部302は、アンテナ201の位置P10に移動機100が位置しているものと仮定する。そして、位置特定部302は、図7に示すように、移動機100の位置を測位した測位時刻と、移動機100が在圏するセクタのセクタ識別子と、移動機100の座標(緯度・経度)(アンテナ201の位置)とを対応付けたPRACH-PD位置情報を算出する。なお、セクタが無指向性セクタである場合、PRACH-PD測位方式を用いて測位される移動機100の位置は、ほぼ全てがアンテナ201の位置と一致する。
位置特定部302は、算出した遅延情報及びPRACH-PD位置情報を、通信制御部301を通じて交換機400へ出力する。
交換機400は、通信制御部401と、位置情報管理部402とを含んで構成されている。通信制御部401は、RNC300の通信制御部301と同様に、通信接続処理を行う部分である。
位置情報管理部402は、位置特定部302から送信された遅延情報及びPRACH-PD位置情報を記憶する。なお、図4,図6,及び図7に示すように、遅延情報(図4参照)とPRACH-PD位置情報(図6,図7参照)とを別テーブルで示したが、遅延情報の伝播時間とPRACH-PD位置情報の座標情報とが同一テーブルで保持されていてもよい。
GPS位置管理部501は、図8に示すように、移動機100によってGPS座標情報が取得された時刻と、当該移動機100が在圏するセクタのセクタ識別子と、緯度・経度とを対応付けし、対応付けした結果をGPS位置情報として記憶する。
位置収集部502は、GPS位置管理部501が記憶するGPS位置情報と、位置情報管理部402が記憶する遅延情報、PRACH-PD位置情報を収集する。そして、位置収集部502は、収集した情報を所定のタイミング、又は主勢力エリアマップ作成装置600からの要求に応じて主勢力エリアマップ作成装置600に出力する。
主勢力エリアマップ作成装置600は、セクタに関する主勢力エリアマップを作成するものである。図9に示すように、主勢力エリアマップ作成装置600は、GPS位置情報取得部(第2の対応情報取得手段)601、遅延位置情報取得部(第1の対応情報取得手段)602、稼動セクタ判定部604、設備変更検出部605、設備情報蓄積部606、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607、稼動セクタ主勢力エリアマップ作成部608、主勢力エリアマップ蓄積部609、主勢力エリア作成パラメータ推定部(主勢力エリア推定装置)610、及び主勢力エリアマップ出力部620を含んで構成される。
GPS位置情報取得部601は、位置収集部502から出力されたGPS位置情報(図8参照)を取得する。遅延位置情報取得部602は、位置収集部502から出力された遅延情報及びPRACH-PD位置情報(図4,図6,図7参照)を取得する。
主勢力エリア作成パラメータ推定部610は、GPS位置情報取得部601又は遅延位置情報取得部602によって取得されたGPS位置情報、遅延情報、PRACH-PD位置情報のうち、少なくともいずれか一つに基づいて、セクタの種別や主勢力エリア等を算出する。詳細には、主勢力エリア作成パラメータ推定部610は、図9に示すように、セクタ種別判断部(セクタ種別判断手段)611、アンテナ位置算出部(アンテナ位置算出手段)612、主勢力エリア推定部(主勢力エリア推定手段)613、放射方向算出部(放射方向算出手段)615、及び放射幅算出部(放射幅算出手段)616を含んで構成される。
セクタ種別判断部611は、BTS200によって形成されるセクタが有指向性セクタであるか、無指向性セクタであるかを、遅延位置情報取得部602によって取得されたPRACH-PD位置情報に基づいて判断する。以下、セクタ種別を判断する3つの方法について説明する。
ここで、PRACH-PD測位方式を用いて算出された移動機100のPRACH-PD位置情報の詳細について説明する。まず、セクタが有指向性セクタであり、当該セクタ内に複数の移動機100が在圏している場合について説明する。この場合、伝播時間の測定結果は所定の単位時間毎となるため、図10に示すように、PRACH-PD位置情報における各移動機100の座標位置は、各移動機100におけるアンテナ201との距離に基づいて、電波の指向方向に沿った直線L上の位置P1,P2,P3,P4,P5のいずれかの位置となる性質を持っている。
しかしながら、複数のセクタの境界に移動機100が存在する状態でPRACH-PD測位を行うと、各セクタ間の中心位置に移動機100の測位点が近似されることがある。アンテナ201の近傍においては、複数のセクタが近い間隔で隣接しており、特に、アンテナ201の近傍において、移動機100の測位点として、直線L上以外の位置(例えば、図10の位置P11,P12,P13等)が算出されることがある。但し、移動機100がセクタの境界に位置する頻度が少ないため、移動機100の測位点が直線L以外の位置として算出されることは少ない。例えば、位置P1〜P5には、それぞれ数百個の移動機100が測定されたものとする。また、P11〜P13には、それぞれ数個程度の移動機100が測定されたものとする。
次に、セクタが無指向性セクタであり、当該セクタ内に複数の移動機100が在圏している場合について説明する。この場合、図11に示すように、PRACH-PD位置情報における各移動機100の測位点は、アンテナ201の位置P10に集まる性質を持っている。しかしながら、上述のように、複数のセクタの境界に移動機100が存在する状態でPRACH-PD測位を行うと、各セクタ間の中心位置に移動機100の測位点が近似されることがある。このため、頻度は少ないものの、移動機100の測位点として、アンテナ201の位置P10以外の位置(例えば、図11の位置P14,P15,P16,P17等)が算出されることがある。例えば、位置P10には、数百個の移動機100が存在するものとして測定されたものとする。P14〜P17には、それぞれ数個程度の移動機100が測定されたものとする。
まず、セクタ種別判断部611によるセクタ種別判断の第1の方法について説明する。セクタ種別判断部611は、セクタ種別の判断対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計する。この測位点の位置が一点に集中する場合、セクタ種別判断部611は、対象とするセクタは無指向性セクタであるものとして判断する。
次に、セクタ種別判断部611によるセクタ種別判断の第2の方法について説明する。セクタ種別判断部611は、セクタ種別の判断対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計する。そして、セクタ種別判断部611は、測位点毎の移動機100の端末数(信号数)を計数する。そして、セクタ種別判断部611は、最も信号数が多い測位点と2番目に信号数が多い測位点とを結ぶ直線を求め、求めた直線上に測位点が所定の閾値以上(例えば、3点以上等)存在しているか否かを判断する。なお、直線上の測位点以外にも、直線から所定距離(例えば、20m等)以内に存在する測位点を用いてもよい。直線上の測位点が所定の閾値以上あると判定される場合、セクタ種別判断部611は、対象とするセクタは有指向性セクタであるものとして判断する。これは、有指向性セクタである場合には、図10に示すように測位点が電波の指向方向に沿った直線L上に並ぶ性質を利用したものである。
次に、セクタ種別判断部611によるセクタ種別判断の第3の方法について説明する。セクタ種別判断部611は、セクタ種別の判断対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計する。例えば、図10に示す有指向性のセクタC11についてのPRACH-PD位置情報を集計した場合には、図12に示すように、移動機100が測位された測位点である各位置P1〜P5,P11〜P13毎に、移動機100の端末数(信号数)が集計される。なお、位置P2の緯度をY2、経度をX2とし、信号数を400とする。また、位置P5の緯度をY5,経度をX5とし、信号数を200とする。
また、例えば、図11に示す無指向性のセクタC12についてのPRACH-PD位置情報を集計した場合には、図13に示すように、移動機100が測位された測位点である各位置P10,P14〜P17毎に、移動機100の端末数(信号数)が集計される。なお、位置P10の緯度をY10、経度をX10とし、信号数を400とする。また、位置P15の緯度をY15,経度をX15とし、信号数を2とする。
次に、セクタ種別判断部611は、集計したPRACH-PD位置情報の測位点毎の信号数より、信号数が多い測位点を多いものから順に2つ抽出する。例えば、図12に示す有指向性のセクタC11についてのPRACH-PD位置情報の集計結果では、信号数が多い2つの測位点として位置P2(X2,Y2)と位置P5(X5,Y5)が抽出される。また、例えば、図13に示す無指向性のセクタC12についてのPRACH-PD位置情報の集計結果では、信号数が多い2つの測位点として位置P10(X10,Y10)と位置P15(X15,Y15)が抽出される。
次に、セクタ種別判断部611は、抽出した2つの測位点の信号数を比較する。比較の結果、セクタ種別判断部611は、2つの測位点における信号数の差が所定値より大きい場合、又は比率が所定値より小さい場合にはそのセクタを無指向性セクタであると判断し、信号数の差が所定値より小さい場合又は比率が所定値より大きい場合にはそのセクタを有指向性セクタであると判断する。これは、無指向性セクタの場合には、ほぼ全ての移動機100の測位点がアンテナ201の位置となり、アンテナ201以外の位置に測位されることが少ないことを利用したものである。更に、有指向性セクタの場合には、電波の指向方向の直線上の各位置において比較的均等に移動機100が測位されることを利用したものである。
例えば、図12に示す有指向性のセクタC11についてのPRACH-PD位置情報から抽出された2つの測位点の信号数は、位置P2における信号数400と、位置P5における信号数200となっている。また、図13に示す無指向性のセクタC12についてのPRACH-PD位置情報から抽出された2つの測位点の信号数は、位置P10における信号数400と、位置P15における信号数2となっている。従って、セクタ種別判断部611は、図13に示すように、信号数の差が大きいセクタC12(図11参照)を無指向性セクタとして判断し、図12に示すように、信号数の差が小さいセクタC11(図10参照)を有指向性セクタとして判断する。
次に、セクタ種別判断部611における第3の方法に関する処理の流れについて、図14に示すフローチャートを用いて説明する。まず、セクタ種別判断部611は、セクタ種別の判断対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を取得し、取得したPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計する(ステップS101)。次に、セクタ種別判断部611は、集計したPRACH-PD位置情報の測位点毎の信号数より、信号数が多い測位点を多いものから順に2つ抽出する(ステップS102)。2つの測位点が抽出できない場合(ステップS102:NO)、セクタ種別判断部611は、判断対象としたセクタは無指向性セクタであるものとして判断する(ステップS105)。
一方、2つの測位点が抽出できた場合(ステップS102:YES)、セクタ種別判断部611は、抽出した2つの測位点における信号数の差が所定値以上であるか否かを判断する(ステップS103)。なお、この判断において、2つの信号数のうち、小さい方の信号数が大きい方の信号数に対して所定の閾値(例えば5%等)以下の場合に、信号数の差が所定値以上であるものとして判断することもできる。
信号数の差が所定値以上である場合(ステップS103:YES)、セクタ種別判断部611は、判断対象としたセクタは無指向性セクタであるものとして判断する(ステップS105)。一方、信号数の差が所定値以上でない場合(ステップS103:NO)、セクタ種別判断部611は、判断対象としたセクタは有指向性セクタであるものとして判断する(ステップS104)。
以上のようにして、セクタ種別判断部611は、PRACH-PD位置情報を用いて、各セクタについてのセクタ種別を判断する。また、上述したセクタ種別を判断するための3つの方法のうち、所定の2以上の方法を組み合わせて用いてもよい。即ち、セクタ種別判断部611は、上述したセクタ種別判断の第1の方法のようにPRACH-PD位置情報の各測位点の位置が一点に集中するか否かを判断し、一点に集中する場合、対象とするセクタは無指向性セクタであるものとして判断する。測位点の位置が一点に集中しない場合、セクタ種別判断部611は、上述したセクタ種別判断の第2の方法のように最も信号数が多い測位点と2番目に信号数が多い測位点とを結ぶ直線を求め、求めた直線上に測位点が所定の閾値以上(例えば、3点以上等)あると判定される否かを判断し、測位点が所定の閾値以上あると判定されない場合、対象とするセクタは無指向性セクタであるものとして判断する。測位点が所定の閾値以上あると判定される場合、セクタ種別判断部611は、上述したセクタ種別判断の第3の方法のように、最も信号数が多い測位点における信号数と2番目に信号数が多い測位点における信号数との差が所定値より大きい場合、又は比率が所定値より小さい場合、対象とするセクタは無指向性セクタであるものとして判断する。一方、最も信号数が多い測位点における信号数と2番目に信号数が多い測位点における信号数との差が所定値より小さい場合、又は比率が所定値より大きい場合、セクタ種別判断部611は、対象とするセクタを無指向性セクタであるものとして判断する。この場合には、セクタ種別の判断の精度を向上させることができる。なお、セクタ種別判断部611によるセクタ種別の判断は必須ではなく、予め設備情報蓄積部606にセクタ種別を記憶しておくこともできる。
アンテナ位置算出部612は、PRACH-PD位置情報によって得られる移動機100の分布に基づいて、アンテナ201の位置を算出する。なお、アンテナ位置算出部612は、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200が形成するセクタが、有指向性セクタであるか或いは無指向性セクタであるかに基づいて、異なる方法によってアンテナ201の位置を推定する。このセクタ種別は、セクタ種別判断部611によって判断されたセクタ種別を用いることができる。以下、第1〜第7の方法として、BTS200によって形成されるセクタが有指向性セクタである場合にアンテナ201の位置を算出する方法を説明し、第8,第9の方法として、無指向性セクタである場合にアンテナ201の位置を算出する方法を説明する。
まず、アンテナ201の位置を算出する第1の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200が形成するセクタが有指向性セクタである場合、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200についてのPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。なお、PRACH-PD位置情報には、例えば図6に示す各情報の他に、BTSを識別するための識別情報が付加されているものとする。
アンテナ位置算出部612は、取得したあるBTSについてのPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計し、図15(a)に示すようにマッピングする。ここでは、算出対象としたBTS200のアンテナ201は、指向性を有する3つのアンテナを備えており、3つのセクタC21,C22,C23が形成されているものとする。また、ここでは、BTS B1のアンテナ201の位置を求めるものとする。
アンテナ201が指向性を有する場合、PRACH-PD測位を行うと、上述のように、セクタ毎に電波の指向方向に沿って移動機100の測位点が並ぶ性質を有する。図15(a)では、BTS B1についてセクタ識別子C21〜C23に対応付けられた各移動機100の測位点が示されている。
次に、アンテナ位置算出部612は、図15(b)に示すように、セクタ毎に、マッピングした測位点を通る直線L21,L22,L23を求める。なお、例えば、直線L21を求める場合、セクタC21についての移動機100の各測位点のうち、信号数の多い2つの測位点に基づいて求めることもできる。そして、アンテナ位置算出部612は、直線L21〜L23の交点A1の位置を、BTS B1のアンテナ201の位置として算出する。
次に、アンテナ201の位置を算出する第2の方法について説明する。ここでは、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200が図2(a)と同様に、6つのセクタを形成しているものとする。アンテナ位置算出部612は、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200が形成するセクタが有指向性セクタである場合、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200についてのPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。
アンテナ位置算出部612は、取得したあるBTSについてのPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計し、図16(a)に示すようにマッピングする。ここでは、算出対象としたBTS200のアンテナ201は、指向性を有する6つのアンテナを備えており、6つのセクタC31,C32,C33,C34,C35,C36が形成されているものとする。また、ここでは、BTS B2のアンテナ201の位置を求めるものとする。図16(a)では、BTS B2についてセクタ識別子C31〜C36に対応付けられた各移動機100の測位点が示されている。
次に、アンテナ位置算出部612は、図16(b)に示すように、マッピングした測位点を通る直線L31,L32,L33,L34,L35,L36をセクタ毎に求める。この直線を求める際に、上述の第1の方法と同様に、信号数の多い2つの測位点に基づいて求めることもできる。
そして、アンテナ位置算出部612は、直線L31〜L36の所定の2つの組み合わせにおける交点をそれぞれ求める。具体的には、電波の放射方向が180度程度(例えば、180度±5度程度等)異なるセクタについて、測位点を通る直線の交点を求めると、微細なずれによって、交点の位置が実際のアンテナの位置と乖離する場合が考えられる。そこで、電波の放射方向が180度程度異なるセクタについては、測位点を通る直線の交点を求めることは行わない。従って、直線L31と直線L32との交点、直線L31と直線L33との交点、直線L31と直線L35との交点、直線L31と直線L36との交点、直線L32と直線L33との交点、直線L32と直線L34との交点、直線L32と直線L36との交点、直線L33と直線L34との交点、直線L33と直線L35との交点、直線L34と直線L35との交点、直線L34と直線L36との交点、及び、直線L35と直線L36との交点をそれぞれ求める。
そして、アンテナ位置算出部612は、求めた各交点の平均の位置A2を、BTS B2のアンテナ201の位置として算出する。なお、各交点の平均の位置と、各交点の位置との距離が所定距離(例えば、数メートル程度)以内である場合に、求めた各交点の平均の位置をアンテナ位置として算出することもできる。
次に、アンテナ201の位置を算出する第3の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、ある有指向性セクタを形成するBTS200のアンテナ201の位置を算出する場合、アンテナ201の位置の算出対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。
アンテナ位置算出部612は、取得したあるセクタについてのPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計し、図12と同様に、測位点毎に信号数を算出する。集計結果をマッピングすると、図17に示すように、測位点が電波の指向方向に並ぶ性質を有する。
そして、アンテナ位置算出部612は、図17に示す各測位点のうち、測位点の並び方向の一方の端点を原点として、原点からの距離と、各測位点における信号数との関係を求める。これをグラフで表すと、図18で表される。図18では、横軸に原点からの距離、縦軸に信号数を表している。
図18に示す例では、信号数の多い部分が、原点位置側に偏っている。従って、アンテナ位置算出部612は、各測位点のうち、原点とした測位点の位置をアンテナ201の位置として算出する。これは、BTS200に近いほど、そのBTS200に移動機100が属しやすい(信号数が多くなる)という無線の特性を利用するものである。
なお、図18において、信号数の多い部分が原点とは反対側(原点からの距離が遠い側)に偏っていた場合、アンテナ位置算出部612は、測位点の並び方向の他方の端点の位置をアンテナ201の位置として算出する。
次に、アンテナ201の位置を算出する第4の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、ある有指向性セクタを形成するBTS200のアンテナ201の位置を算出する場合、アンテナ201の位置の算出対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。
アンテナ位置算出部612は、取得したあるセクタについてのPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計し、図12と同様に、測位点毎に信号数を算出する。集計結果をマッピングすると、図19(a)に示すように、測位点が電波の指向方向に並ぶ性質を有する。ここでは、11個の測位点(測位点T1〜T11)が存在するものとする。
そして、アンテナ位置算出部612は、図19(a)に示す各測位点のうち、信号数が多い測位点を多いものから順に2つ抽出する。例えば、測位点T2の信号数が400であり、測位点T5の信号数が200であり、この測位点T2,T5が抽出されたものとする。アンテナ位置算出部612は、図19(b)に示すように、測位点T2と測位点T5とを通る直線L40を求める。
アンテナ位置算出部612は、図19(b)及び図19(c)に示すように、求めた直線L40から所定距離以内にある測位点のうち、直線L40の両端部にそれぞれ位置する測位点T1,T11を求める。これにより、上述したように、PRACH-PD測位を行ったときに、電波の指向方向とは異なる位置に移動機100が測位された場合であっても、これらの測位点をアンテナ位置の候補から除外することができ、アンテナ位置の算出精度を向上させることができる。
次に、アンテナ位置算出部612は、図19(d)に示すように、各測位点における信号数を求める。そして、アンテナ位置算出部612は、測位点T1,T11のうち、信号数の多い部分が偏っている側の測位点の位置を、アンテナ201の位置として算出する。図19(d)に示す例では、信号数の多い部分が測位点T1側に偏っているものとする。このため、アンテナ位置算出部612は、測位点T1の位置を、アンテナ201の位置として算出する。
なお、信号数の多い部分が偏っている側の測位点の位置を、アンテナ201の位置として算出する以外にも、以下の方法によってアンテナ201の位置を算出することもできる。具体的には、アンテナ位置算出部612は、例えば、図19(c)に示すように測位点T1〜T11が求められている場合、測位点T1〜T5における信号数の合計(以下「S(T1〜T5)」と表す)と、測位点T7〜T11における信号数の合計(以下「S(T7〜T11)」と表す)とを求める。すなわち、測位点T1を含むグループにおける測位点の数と、測位点T11を含むグループにおける測位点の数とが同じであればよい(例えば、図19(c)に示す測位点が測位点T1〜T10までである場合、測位点T1〜T5と、測位点T6〜T10とに分けることができる。)。そして、アンテナ位置算出部612は、一方のグループの信号数の合計の値と他方のグループの信号数の合計の値との比が所定の閾値以上となっている場合に、測位点T1,T11のうち、信号数の合計の値が大きいグループに属する方の測位点を、アンテナ201の位置として算出することもできる。ここで、比が所定の閾値以上とは、例えば、一方のグループの信号数の合計の値が、他方のグループの信号数の合計の値の2倍よりも大きい場合とすることができる。
次に、アンテナ201の位置を算出する第5の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、ある有指向性セクタを形成するアンテナ201の位置を算出する場合、アンテナ201の位置の算出対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。
アンテナ位置算出部612は、取得したあるセクタについてのPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計し、図12と同様に、測位点毎に信号数を算出する。集計結果をマッピングすると、図20に示すように、測位点が電波の指向方向に並ぶ性質を有する。更に、上述したように、PRACH-PD測位により、電波の指向方向である直線L41上以外の場所にも、測位点T20〜T25が測位されているものとする。
直線L41上以外の場所で測位される測位点T20〜T25は、アンテナ201の設置位置の近傍で特に多く測位される。そこで、アンテナ位置算出部612は、この測位点T20〜T25の分布に基づいて、アンテナ201の位置を算出する。図20に示す例では、例えば、直線L41上の端点を中心とする所定半径(例えば1km)の円で囲んだエリアR1内の所定位置(例えば、直線L41上に並ぶ測位点の端点等)にアンテナ201が存在するものとして算出される。
次に、アンテナ201の位置を算出する第6の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、ある有指向性セクタを形成するアンテナ201の位置を算出する場合、アンテナ201の位置の算出対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。ここでは、取得されたPRACH-PD位置情報が示す各測位点は、図20に示すように、直線L41上に並ぶ測位点と、直線L41上以外に位置する測位点T20〜T25とを含むものとする。また、直線L41上に並ぶ測位点のうち、両端部の測位点をそれぞれ測位点T26,T27とする。
アンテナ位置算出部612は、直線L41上以外の場所で測位される測位点T20〜T25を抽出する。そして、アンテナ位置算出部612は、直線L41上に並ぶ測位点の端部に位置する測位点T26と、抽出した各測位点T20〜T25との距離の総和を求める。同様に、アンテナ位置算出部612は、直線L41上に並ぶ測位点の端部に位置する測位点T27と、抽出した各測位点T20〜T25との距離の総和を求める。アンテナ位置算出部612は、直線L41上に並ぶ測位点の両端の測位点T26,T27のうち、各測位点T20〜T25との距離の総和が小さい方の測位点(図20の例では測位点T26)を、アンテナ201の位置として算出する。
次に、アンテナ201の位置を算出する第7の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、ある有指向性セクタを形成するアンテナ201の位置を算出する場合、アンテナ201の位置の算出対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。
アンテナ位置算出部612は、取得したあるセクタについてのPRACH-PD位置情報を測位点毎に集計し、図12と同様に、測位点毎に信号数を算出する。集計結果をマッピングすると、図21(a)に示すように、測位点が電波の指向方向に並ぶ性質を有する。更に、PRACH-PD測位により、電波の指向方向に沿った直線上以外の場所にも、測位点が測位されているものとする。
そして、アンテナ位置算出部612は、図21(a)に示す各測位点のうち、信号数が多い測位点を多いものから順に2つ抽出する。例えば、測位点T32の信号数が400であり、測位点T35の信号数が200であり、この測位点T32,T35が抽出されたものとする。アンテナ位置算出部612は、図21(b)に示すように、測位点T32と測位点T35とを通る直線L42を求める。
アンテナ位置算出部612は、図21(b)及び図21(c)に示すように、求めた直線L42から所定距離以内にある測位点のうち、直線L40の両端部にそれぞれ位置する測位点T31,T39を求める。これにより、上述したように、PRACH-PD測位を行ったときに、電波の指向方向とは異なる位置に移動機100が測位された場合であっても、これらの測位点をアンテナ位置の候補から除外することができ、アンテナ位置の算出精度を向上させることができる。
次に、アンテナ位置算出部612は、図21(d)に示すように、測位定点T31の周囲における測位点の分散と、測位定点T39の周囲における測位点の分散とを算出する。そして、アンテナ位置算出部612は、分散の大きい側に位置する測位点T31の位置を、アンテナ201の位置として算出する。これは、直線L42上以外の場所で測位される測位点は、アンテナ201の設置位置の近傍において、特に多く集まることを利用したものである。
なお、上述したアンテナ201の位置を算出する第1〜第7の方法のうち、所定の2以上の方法を組み合わせてアンテナ201の位置を算出することもできる。この場合、アンテナ201の位置の算出精度を向上させることができる。
次に、アンテナ201の位置を算出する第8の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200が形成するセクタが無指向性セクタである場合、アンテナ201の位置の算出対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。この場合、移動機100の位置は、ほぼ全てがアンテナ201の位置と一致する。このため、アンテナ位置算出部612は、最も信号密度が高い測位点をアンテナ201の位置として算出する。
次に、アンテナ201の位置を算出する第9の方法について説明する。アンテナ位置算出部612は、アンテナ201の位置の算出対象とするBTS200が形成するセクタが無指向性セクタである場合、アンテナ201の位置の算出対象となるセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報を、遅延位置情報取得部602から取得する。
そしてアンテナ位置算出部612は、最も信号密度が高い測位点(以下「第一位高密度点」という)と、第一位高密度点における信号数との比が5%以上の信号数を有する測位点と、をアンテナ201の位置として算出する。ここで、同じセクタ識別子を持ち、異なる複数のアンテナで運用されているセクタがある。このような場合、第8の方法を用いることで、一つの無指向性セクタに対して複数のアンテナ位置が推定されるが、例えば、勢力エリアを描画するときにはそれぞれのアンテナ位置を中心として勢力エリアを描画する。
以上のようにして、アンテナ位置算出部612は、アンテナ201の位置を算出する。なお、アンテナ位置算出部612によるアンテナ201の位置の算出は必須ではなく、予め設備情報蓄積部606にアンテナ201の位置を記憶しておくこともできる。
主勢力エリア推定部613は、遅延情報、PRACH-PD位置情報、又はGPS位置情報に基づいて移動機100の分布を算出し、算出した分布と、アンテナ201の位置とに基づいて、推定対象とするセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する。主勢力エリア推定部613は、取得された情報(遅延情報、PRACH-PD位置情報、又はGPS位置情報)に応じて、以下の方法によって主勢力エリアの半径を推定する。
まず、PRACH-PD位置情報を用いて、推定対象とするセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合について説明する。なお、ここでは、推計対象とするセクタは有指向性セクタであるものとする。主勢力エリア推定部613は、あるセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合、主勢力エリアを推定する対象となるセクタのセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報(例えば、図6に示す情報)を、遅延位置情報取得部602から取得する。ここでは、セクタ識別子C8のセクタについて主勢力エリアの半径を算出する場合を説明する。
そして、主勢力エリア推定部613は、図22に示すように、取得したPRACH-PD位置情報を緯度・経度毎に集計し、緯度・経度毎の信号数を算出する。なお、ここで用いられるPRACH-PD位置情報は、電波の放射方向に沿った直線上に並ぶ測位点についての情報のみを用いることが好ましい。また、電波の放射方向に沿った直線として、信号数が最も多い測位点と2番目に信号数が多い測位点とを結ぶ直線を用いることができる。次に、主勢力エリア推定部613は、主勢力エリアの推定対象となるセクタを形成するアンテナ201の位置情報を取得する。ここでは、アンテナ位置算出部612によって算出されたアンテナ201の位置情報を用いたり、予めアンテナ201の位置情報が設備情報蓄積部606に記憶されている場合には記憶されたアンテナ201の位置情報を用いたりすることができる。
次に、主勢力エリア推定部613は、移動機100の測位結果の緯度・経度(図22に示す緯度・経度)と、アンテナの位置とに基づいて、アンテナ201と移動機100との間の距離を算出する。そして、主勢力エリア推定部613は、緯度・経度毎に集計したPRACH-PD位置情報から、図23に示すように、セクタ識別子と、アンテナ201と移動機100との距離と、信号数とを対応付けた中間テーブルを算出する。
次に、主勢力エリア推定部613は、算出した中間テーブルに基づいて、図24に示すように、横軸を距離、縦軸を信号数とする距離別信号密度分布を求める。そして、主勢力エリア推定部613は、求めた距離別信号密度分布において、アンテナの位置(原点位置)から信号数の累積密度が90%となる部分までの距離Dを求める。主勢力エリア推定部613は、求めた距離Dを、セクタC8(セクタ識別子がC8のセクタ。以下、同様とする。)が主勢力となる主勢力エリアの半径として推定する。
次に、PRACH-PD位置情報を用いて、推定対象とするセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合の処理の流れを、図25を用いて説明する。まず、主勢力エリア推定部613は、遅延位置情報取得部602から、例えば図6に示すPRACH-PD位置情報を取得する(ステップS201:対応情報取得ステップ)。次に、主勢力エリア推定部613は、取得したPRACH-PD位置情報を緯度・経度毎に集計し、緯度・経度毎の信号数(図22参照)を算出する(ステップS202)。
次に、主勢力エリア推定部613は、主勢力エリアの推定対象となるセクタを形成するアンテナ201の位置情報を取得する(ステップS203)。そして、主勢力エリア推定部613は、アンテナ201と移動機100との間の距離を算出し(ステップS204)、セクタ識別子と、距離と、信号数とを対応付けた中間テーブル(図23参照)を算出する(ステップS205)。
次に、主勢力エリア推定部613は、中間テーブルから距離別信号密度分布(図24参照)を算出する(ステップS206)。そして、主勢力エリア推定部613は、信号数の累積密度が90%となる部分までの距離Dを求め、求めた距離Dを、セクタC8が主勢力となる主勢力エリアの半径として推定する(ステップS207:主勢力エリア推定ステップ)。
以上のように、主勢力エリア推定部613は、取得したPRACH-PD位置情報が有指向性セクタについての情報である場合、このPRACH-PD位置情報に基づいてセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を求めることができる。
次に、遅延情報を用いて、推定対象とするセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合について説明する。主勢力エリア推定部613は、あるセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合、主勢力エリアを推定する対象となるセクタのセクタ識別子を有する遅延情報(例えば、図4に示す情報)を、遅延位置情報取得部602から取得する。ここでは、セクタ識別子C7のセクタについて主勢力エリアの半径を算出する場合を説明する。また、ここでのセクタは、有指向性セクタ及び無指向性セクタのいずれであってもよい。
そして、主勢力エリア推定部613は、図26に示すように、取得した遅延情報を伝播時間毎に集計し、伝播時間毎の信号数を算出する。次に、主勢力エリア推定部613は、伝播時間に基づいてアンテナ201と移動機100との間の距離を算出し、伝播時間毎に集計した遅延情報から、図27に示すように、セクタ識別子と、アンテナ201と移動機100との距離と、信号数とを対応付けた中間テーブルを算出する。
次に、主勢力エリア推定部613は、算出した中間テーブルに基づいて、図24に示すように、横軸を距離、縦軸を信号数とする距離別信号密度分布を求める。そして、主勢力エリア推定部613は、求めた距離別信号密度分布において、アンテナの位置(原点位置)から信号数の累積密度が90%となる部分までの距離Dを求める。但し、累積密度として用いた90%の値以外にも、所定の累積密度の値を用いることができる。主勢力エリア推定部613は、求めた距離Dを、セクタC7が主勢力となる主勢力エリアの半径として推定する。
次に、遅延情報を用いて、推定対象とするセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合の処理の流れを、図28を用いて説明する。まず、主勢力エリア推定部613は、遅延位置情報取得部602から、例えば図4に示す遅延情報を取得する(ステップS301:対応情報取得ステップ)。次に、主勢力エリア推定部613は、取得した遅延情報を伝播時間毎に集計し、伝播時間毎の信号数(図26参照)を算出する(ステップS302)。
次に、主勢力エリア推定部613は、セクタ識別子と、距離と、信号数とを対応付けた中間テーブル(図27参照)を算出する(ステップS303)。そして、主勢力エリア推定部613は、中間テーブルから距離別信号密度分布(図24参照)を算出する(ステップS304)。
次に、主勢力エリア推定部613は、信号数の累積密度が90%となる部分までの距離Dを求め、求めた距離Dを、セクタC7が主勢力となる主勢力エリアの半径として推定する(ステップS305:主勢力エリア推定ステップ)。
以上のように、主勢力エリア推定部613は、取得した遅延情報に基づいて、有指向性セクタ及び無指向性セクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を求めることができる。
次に、GPS位置情報を用いて、推定対象とするセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合について説明する。主勢力エリア推定部613は、あるセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径を推定する場合、主勢力エリアを推定する対象となるセクタのセクタ識別子を有するGPS位置情報(例えば、図8に示す情報)を、GPS位置情報取得部601から取得する。ここでは、セクタ識別子C20のセクタについて主勢力エリアの半径を算出する場合を説明する。
主勢力エリア推定部613は、主勢力エリアの推定対象となるセクタを形成するアンテナ201の位置情報を取得する。ここでは、アンテナ位置算出部612によって算出されたアンテナ201の位置情報を用いたり、予めアンテナ201の位置情報が設備情報蓄積部606に記憶されている場合には記憶されたアンテナ201の位置情報を用いたりすることができる。
主勢力エリア推定部613は、GPS位置情報の緯度・経度(図8に示す緯度・経度)と、アンテナの位置とに基づいて、アンテナ201と移動機100との間の距離を算出する。そして、主勢力エリア推定部613は、GPS位置情報の信号毎に、図24に示すように、横軸を距離、縦軸を信号数とする距離別信号密度分布を求める。
そして、主勢力エリア推定部613は、求めた距離別信号密度分布において、アンテナの位置(原点位置)から信号数の累積密度が90%となる部分までの距離Dを求める。但し、累積密度として用いた90%の値以外にも、所定の累積密度の値を用いることができる。主勢力エリア推定部613は、求めた距離Dを、セクタC20が主勢力となる主勢力エリアの半径として推定する。
例えば、セクタC20が有指向性セクタである場合、図29(a)に示すように、アンテナ201の位置から半径がDである扇形のエリアR2が、セクタC20が主勢力となる主勢力エリアとして推定される。また、セクタC20が無指向性セクタである場合、図29(b)に示すように、アンテナ201の位置から半径がDである円内のエリアR3が、セクタC20が主勢力となる主勢力エリアとして推定される。
放射方向算出部615は、PRACH-PD位置情報に基づいて移動機100の分布を求め、求めた分布に基づいてアンテナ201から放射される電波の放射方向を算出する。なお、放射方向算出部615は、無指向性セクタについて電波の放射方向を算出する処理を行う必要はない。なお、無指向性セクタであるか否かは、セクタ種別判断部611の判断結果や設備情報蓄積部606に記憶されたセクタ種別の情報を用いて判断することができる。ここでは、有指向性セクタを形成するアンテナ201から放射された電波の放射方向を算出するものとする。
具体的には、放射方向算出部615は、あるセクタを形成するアンテナ201の電波の放射方向を算出する場合、算出対象となるアンテナ201によって形成されるセクタのセクタ識別子を有するPRACH-PD位置情報(例えば、図6に示す情報)を、遅延位置情報取得部602から取得する。ここでは、セクタ識別子C8のセクタを形成するアンテナ201から放射される電波の放射方向を算出する場合を説明する。
また、放射方向算出部615は、セクタC8を形成するアンテナの位置情報を取得する。ここでは、アンテナ位置算出部612によって算出されたアンテナ201の位置情報を用いたり、予めアンテナ201の位置情報が設備情報蓄積部606に記憶されている場合には記憶されたアンテナ201の位置情報を用いたりすることができる。取得されたPRACH-PD位置情報における移動機100の位置と、アンテナ201の位置とをマッピングすると、図30(a)に示すように、アンテナ201の位置から電波の指向方向に測位点が並ぶ性質を有する。
放射方向算出部615は、取得したセクタ識別子C8のPRACH-PD位置情報を、測位点毎(緯度・経度毎)に集計し、図31に示すように、測位点毎に信号数を算出する。
そして、放射方向算出部615は、図31に示す各測位点のうち、信号数が多い測位点を多いものから順に2つ抽出する。例えば、図30(b)に示すように、測位点T42(X2,Y2)の信号数が400であり、測位点T45(X5,Y5)の信号数が200であり、この測位点T42,T45が抽出されたものとする。また、放射方向算出部615は、図30(b)に示すように、測位点T42と測位点T45とを通る直線L43を求める。
放射方向算出部615は、アンテナ201の位置と直線L43とより、セクタC8を形成するアンテナ201から放射される電波の放射方向を求める。これは、例えば、図30(c)に示すように、北方向を0度とし、北方向に対する直線L43の角度によって電波の放射方向を表すことができる。なお、放射方向算出部615による放射方向の算出処理は必須ではなく、予め設備情報蓄積部606に保持されたデータを用いて主勢力エリアマップの作成処理等を行うこともできる。
放射幅算出部616は、GPS位置情報に基づいて移動機100の分布を算出し、算出した分布に基づいて、所定のセクタを形成するアンテナから放射される電波の放射幅を算出する。なお、放射幅算出部616は、無指向性セクタについて電波の放射幅を算出する処理を行う必要はない。なお、無指向性セクタであるか否かは、セクタ種別判断部611の判断結果や設備情報蓄積部606に記憶されたセクタ種別の情報を用いて判断することができる。ここでは、有指向性セクタを形成するアンテナ201から放射された電波の放射幅を算出する場合について説明する。
具体的には、放射幅算出部616は、放射幅の算出対象となる電波によって形成されるセクタのセクタ識別子を有するGPS位置情報(例えば、図8に示す情報)を、GPS位置情報取得部601から取得する。ここでは、セクタ識別子C20のセクタを形成する電波の放射幅を算出する場合を説明する。
放射幅算出部616は、放射幅の算出対象となる電波によって形成されるセクタC20を形成するアンテナ201の位置情報を取得する。ここでは、アンテナ位置算出部612によって算出されたアンテナ201の位置情報を用いたり、予めアンテナ201の位置情報が記憶されている場合には記憶されたアンテナ201の位置情報を用いたりすることができる。
取得されたGPS位置情報における移動機100の位置と、アンテナ201の位置とをマッピングすると、図32(a)に示すように、アンテナ201の位置から電波の放射方向側に所定の広がりで移動機100の測位点が散らばる。
また、放射幅算出部616は、図32(a)に示すように、アンテナ201の位置を中心とする放射状の複数の扇形領域Sを作成する。この扇形領域Sの半径は、予め定められた所定値を用いたり、主勢力エリア推定部613で推定された主勢力エリアの半径を用いたりすることができる。
次に、放射幅算出部616は、抽出したGPS位置情報に含まれる各測位点のうち、アンテナ201との距離が所定距離未満である測位点及びアンテナ201との距離が所定距離以上である測位点、以外の測位点を抽出する。具体的には、図32(b)に示すように、アンテナ201との距離が所定距離未満である領域U1、及び、アンテナ201との距離が所定距離以上である領域U2内の測位点を除外し、残りの測位点を抽出する。これにより、アンテナ201の特性によって生じる、例えば、アンテナ201の近傍において電波の放射方向とは反対側に回り込む電波等によって測位された測位点を除外することができる。
放射幅算出部616は、抽出した各測位点に基づいて、図32(c)に示すように、電波の放射方向を基準とした角度を横軸、各扇形領域Sにおける測位点の数(信号数)を縦軸とした信号数の密度分布を作成する。なお、ここで用いる電波の放射方向は、放射方向算出部615によって算出された値を用いたり、予め電波の放射方向が設備情報蓄積部606に記憶されている場合には記憶された電波の放射方向を用いたりすることができる。
放射幅算出部616は、作成した信号数の密度分布に基づいて、電波の放射幅を算出する。まず、電波の放射幅として、角度が0°(電波の放射方向)に対してプラスの角度側の角度範囲を求める手順を説明する。放射幅算出部616は、角度が大きい側から角度が小さい側に向かって角度毎の信号数の合計値を求める。そして、放射幅算出部616は、信号数の合計値が、全信号数の5%となる角度を求める。図32(c)に示す例では、角度30°が求められたものとする。放射幅算出部616は、このようにして求められた信号数の合計値が全信号数の5%となる角度を、電波の放射幅におけるプラスの角度側の角度境界とする。次に、電波の放射幅として、角度が0°に対してマイナスの角度側の角度範囲を求める手順を説明する。上記と同様に、放射幅算出部616は、角度が小さい側から大きい側に向かって角度毎の信号数の合計値を求める。そして、放射幅算出部616は、信号数の合計値が、全信号数の5%となる角度を求める。図32(c)に示す例では、角度−30°が求められたものとする。放射幅算出部616は、このようにして求められた信号数の合計値が全信号数の5%となる角度を、電波の放射幅におけるマイナスの角度側の角度境界とする。そして、放射幅算出部616は、プラスの角度側の角度境界30°と、マイナスの角度側の角度境界−30°との間の角度範囲である60°を、電波の放射幅として算出する。
なお、放射幅算出部616は、プラスの角度側の角度境界とマイナスの角度側の角度境界とをそれぞれの角度の絶対値を同じとしながら角度0度に向かって徐々に近づけ、プラスの角度側の角度境界とマイナスの角度側の角度境界とで挟まれる角度毎の信号数の合計値が全信号数の90%(この90%の値は一例であり、他の値を用いてもよい)となる時のそれぞれの角度境界を、電波の放射幅におけるプラスの角度側の角度境界、及び、マイナスの角度側の角度境界とすることもできる。
なお、上記では、信号数の合計値を求める際に全信号数の5%となる角度を用いたが、5%に限らず、他の値を用いてもよい。例えば、セクタのトラヒック情報等を用いて算出した人口を本実施形態で作成した主勢力エリアに対して割り当てるような場合には、以下の方法により放射幅を求めることが好ましい。ここでは、図32(c)に示す密度分布のグラフを簡略化した密度分布のグラフ(図33参照)を用いて説明する。セクタ内のトラヒック情報等を用いて人口を算出する場合、主勢力エリア内に一様に人口が分布されていると仮定し、統計処理を行うことが考えられる。即ち、図32(a)に示す各扇形領域Sにおいて、測位点の数が多い(人口が多い)扇形領域Sは、実際よりも移動機100の数が少ないものとして統計処理等が行われ、測位点の数が少ない(人口が少ない)扇形領域Sは、実際より移動機100の数が多いものとして統計処理等が行われる。
このように、所定放射幅内に一様に移動機100が分布しているものとする場合、扇形領域S毎に、実際の移動機100の数を増減させることとなるため、この増減の際に誤差が生じることがある。この誤差が小さくなるように放射幅を算出する場合、図33(a)に示す、三角形St(詳しくは図33(b)参照)内の信号数の総数と、放射幅に基づいて得られる長方形Ss(詳しくは図33(c)参照)内の信号数の総数とが同じとなることが好ましい。
この長方形Ssは、原点を通る横軸及び縦軸と、横軸方向に延びる直線Lsと、縦軸方向に延びる直線Lskとによって形成される。この直線Lskが示す角度(直線Lskと横軸との交点において横軸が示す角度)が、電波の放射幅を決定する際の一方側の角度の境界となる。以下、直線Lskと横軸との交点において横軸が示す角度を角度kという。なお、長方形Ss内の信号数の総数は、直線Lsを積分することにより求めることができる。また、この直線Lsは、以下の式(1),式(2)によって表すことができる。
Ls=h(d≦k,h=三角形St内の信号数の総数/k) (1)
Ls=0(d>k) (2)
三角形Stは、原点を通る横軸及び縦軸と、信号数の傾きLtとによって形成される。
従って、三角形St内の信号数の総数と、長方形Ss内の信号数の総数とが同じとなるようにするためには、以下の式(3)を満たす角度kを求めることとなる。
式(3)を用いて求められた角度kが、放射幅を決定する際の一方側の角度(ここでは電波の放射方向に対してプラス側の角度)の境界となる。同様に、式(3)を用いて、放射幅を決定する際の他方側の角度(ここでは電波の放射方向に対してマイナス側の角度)の境界を求める。このように、放射幅算出部616は、式(3)を用いて、セクタ内の人口を算出する場合に特に適した電波の放射幅を算出することができる。なお、放射幅算出部616による放射幅の算出処理は必須ではなく、予め設備情報蓄積部606に保持されたデータを用いて主勢力エリアマップの作成処理等を行うこともできる。
設備変更検出部605は、セクタ種別判断部611において判断されたセクタ種別、アンテナ位置算出部612において算出されたアンテナ201の位置情報、主勢力エリア推定部613において推定された主勢力エリアの半径、放射方向算出部615において算出された電波の放射方向、放射幅算出部616において算出された電波の放射幅を取得する。そして、設備変更検出部605は、取得したこれらの情報と、設備情報蓄積部606に記憶された情報との比較を行い、変更がある場合には、設備情報蓄積部606に記憶された情報を更新する。なお、設備変更検出部605は、計算処理量を削減するために効果的であるが、上記設備変更検出部605なしで、セクタ種別の算出結果等を設備情報蓄積部606に保存してもよい。
このように、設備変更検出部605によってアンテナやセクタについての各種の情報が更新される。従って、作業者等によってBTS200の設備情報(アンテナやセクタについての各種の情報)等が入力されることを待つことなく、アンテナやセクタについての実際の各種情報を得ることができる。
設備情報蓄積部606は、BTS200の設備に関する情報を記憶するものであり、具体的には、セクタ種別、アンテナ201の位置情報、対象とするセクタを主勢力とする主勢力エリアの半径、アンテナ201から放射される電波の放射方向及び電波の放射幅を記憶する。
全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、設備情報蓄積部606に記憶された各種情報に基づいて、設備情報蓄積部606に情報が記憶されている全セクタについて、これらのセクタが主勢力となる主勢力エリアマップを作成する。
例えば、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、有指向性セクタの主勢力エリアマップを作成する場合、設備情報蓄積部606に記憶された各情報のうち、作成対象とするセクタに対応する、アンテナ201の位置、主勢力エリアの半径、電波の放射方向、及び電波の放射幅に関する情報を抽出する。有指向性セクタであるか否かは、設備情報蓄積部606に記憶されたセクタ情報によって判断することができる。そして、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、抽出したこれらの情報に基づき、図34(a)に示すように、アンテナの位置を扇形の中心、主勢力エリアの半径を扇形の半径、電波の放射幅を扇形の広がり角、電波の放射方向を扇形の向きとする扇形の主勢力エリアマップを作成する。同様に、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、無指向性セクタの主勢力エリアマップを作成する場合、設備情報蓄積部606に記憶された各情報のうち、作成対象とするセクタに対応する、アンテナ201の位置、主勢力エリアの半径に関する情報を抽出する。そして、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、抽出したこれらの情報に基づき、図34(b)に示すように、アンテナの位置を中心、主勢力エリアの半径を半径とする円形の主勢力エリアマップを作成する。なお、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、セクタ種別が無指向性セクタである場合、主勢力エリアマップを円形として作成する。
稼動セクタ判定部604は、遅延位置情報取得部602からPRACH-PD位置情報を取得し、稼働中のセクタを判定する。例えば、まず、稼動セクタ判定部604は、あるセクタについてのPRACH-PD位置情報を時系列で並べる。そして、稼動セクタ判定部604はPRACH-PD位置情報の測位間隔が所定時間以上開いているか否かを判断し、測位間隔が所定時間以上開いている場合に、当該セクタは稼動していないものとして判断する。また、稼動セクタ判定部604は、遅延情報、移動機100が位置登録を行うことで生成される位置登録情報、通信のトラフィックログ等を用いて、セクタが稼動しているか否かを判断することもできる。
稼動セクタ主勢力エリアマップ作成部608は、稼動セクタ判定部604によって稼動しているとして判断されたセクタの情報を取得する。稼動セクタ判定部604は、稼動しているものとして判断されたセクタについての主勢力エリアマップを全セクタ主勢力エリアマップ作成部607から取得する。稼動セクタ主勢力エリアマップ作成部608は、取得した主勢力エリアマップを地理的に統合し、稼動しているセクタに関する主勢力エリアマップを作成する。ここでは、例えば、日本全国における稼働中の各セクタの主勢力エリアマップ等が作成される。稼動セクタ主勢力エリアマップ作成部608は、作成した主勢力エリアマップを、主勢力エリアマップ蓄積部609に記憶する。
主勢力エリアマップ蓄積部609は、稼動セクタ主勢力エリアマップ作成部608によって作成された主勢力エリアマップを記憶する。
主勢力エリアマップ出力部620は、主勢力エリアマップ蓄積部609に記憶された主勢力エリアマップを、必要に応じて他の装置等に出力する。主勢力エリアマップ出力部620から出力された主勢力エリアマップは、設備の設計計画等に利用される。
本実施形態は以上のように構成され、主勢力エリア推定部613によって、遅延情報、PRACH-PD位置情報又はGPS位置情報に基づいて移動機100の分布が算出され、算出された分布と、アンテナ201の位置とに基づいて、推定対象とするセクタが主勢力となる主勢力エリアの半径が推定される。即ち、実際の移動機100の分布に基づいて主勢力エリアの半径を求めることができるため、セクタの主勢力エリアを正確に求めることができる。また、各地点での電波測定等を行う必要がなく、また、移動機自体に、セクタの主勢力エリアを求めるための特別な機能を別途組み込む必要がないので、簡易にセクタの主勢力エリアを求めることができる。
また、遅延情報が取得されている場合、主勢力エリア推定部613は、遅延情報に基づいて移動機100の分布を算出し、この分布に基づいてセクタの主勢力エリアを推定することができる。
また、PRACH-PD位置情報が取得されている場合、主勢力エリア推定部613は、PRACH-PD位置情報に基づいて移動機100の分布を算出し、この分布に基づいてセクタの主勢力エリアを推定することができる。
また、セクタ種別判断部611が、移動機100の分布に基づいてセクタの種別を判断する。これにより、セクタの主勢力エリアに加えてセクタの種別を把握することができる。従って、作業者等によって入力されたBTS200の設備情報等に含まれるセクタの種別に関する情報を用いなくても、移動機100の分布に基づいてセクタの種別を把握することができる。
また、アンテナ位置算出部612が、移動機100の分布に基づいてアンテナの位置を算出する。これにより、セクタの主勢力エリアに加えてアンテナの位置を把握することができる。従って、作業者等によって入力されたBTS200の設備情報等に含まれるアンテナの位置に関する情報を用いなくても、移動機100の分布に基づいてアンテナの位置を把握することができる。
また、放射方向算出部615が、移動機100の分布に基づいて、電波の放射方向を算出する。これにより、セクタの主勢力エリアに加えて電波の放射方向を把握することができる。従って、作業者等によって入力されたBTS200の設備情報等に含まれる電波の放射方向に関する情報を用いなくても、移動機100の分布に基づいて電波の放射方向を把握することができる。
また、放射幅算出部616が、GPS位置情報を用いて得られる移動機100の分布に基づいて、アンテナ201から放射される電波の放射幅を算出する。このように、GPS位置情報を用いて電波の放射幅を正確に算出することができる。
次に、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607が、主勢力エリアマップを作成する際の変形例について説明する。まず、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、設備情報蓄積部606に記憶された各情報のうち、作成対象とするセクタに対応する、アンテナ201の位置、主勢力エリアの半径を取得する。更に、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、主勢力エリアマップの作成対象とするセクタのセクタ電波到達範囲を取得する。このセクタ電波到達範囲は、電波の理論的な到達範囲であり、例えば、奥村・秦方式等の既存の方式によって求めることができる。このセクタ電波到達範囲は、予め設備情報蓄積部606に記憶させておくことができ、設備情報蓄積部606からセクタ電波到達範囲を取得するようにしてもよい。
次に、全セクタ主勢力エリアマップ作成部607は、図35に示すように、基地局のアンテナ位置を中心とした主勢力エリアの半径riで定義される円形のエリアCiと、セクタ電波到達範囲Riとの重なり部分(図35における斜線部分)を当該セクタが主勢力となる主勢力エリアマップMRiとして求める。このようにセクタ電波到達範囲を用いることで、より精度よく主勢力エリアマップを作成することができる。
更に、上記実施形態において、遅延位置情報取得部602は、位置収集部502から出力された遅延情報及びPRACH-PD位置情報を取得するものとしたが、これに限定されず、例えば、3GPP(Third Generation Partnership Project)の標準規格で定められたTiming Advance Type2測位によって得られる移動機100の測位位置結果を取得してもよい。このTiming Advance Type2測位とは、PRACH-PD測位方式と同様に、電波の伝播時間(遅延量)に基づいて移動機100の位置を測位する技術である。このTiming Advance Type2測位によって得られた移動機100の位置情報に基づいて、上述した遅延情報或いはPRACH-PD位置情報を用いる場合と同様に、主勢力エリア作成パラメータ推定部610内の各機能部において主勢力エリアの半径等を求めることもできる。
更に、上記実施形態において、GPS位置情報取得部601は、位置収集部502から出力されたGPS位置情報を取得するものとしたが、これに限定されず、例えば、LTE(Long Term Evolution)の標準規格で定められたOTDOA(Observed time difference arrival)測位によって得られる移動機100の測位位置結果を取得してもよい。このOTDOA測位とは、隣接する複数の基地局のアンテナまでの電波の伝播時間(遅延量)に基づき、いわゆる三点測量のような方法により移動機100の位置を推定する技術である。このOTDOA測位によって得られた移動機100の位置情報に基づいて、上述したGPS位置情報を用いる場合と同様に、主勢力エリア推定部613において主勢力エリアの半径を求めることもできる。