JP7007023B2 - Radio wave monitoring device, radio wave monitoring system, radio wave monitoring method and program - Google Patents
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本発明は、電波監視装置、電波監視システム、電波監視方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a radio wave monitoring device, a radio wave monitoring system, a radio wave monitoring method and a program.
センサを用いて、不法電波を発射する不法無線局の位置の推定等を行う電波監視が行われている。また、電波監視を行う方法として、空間の電力分布を空間補間によって生成することが行われている。この技術に関連し、特許文献1は、一つ以上の無線機から受信した無線信号の強度に基づいて、無線機を捜索する無線捜索装置を開示する。特許文献1にかかる無線捜索装置は、無線機が位置する方向を推定する位置推定部と、当該無線捜索装置を把持したユーザが向きを変えた際に、当該無線捜索装置の向きの変化を検知するセンサとを備える。さらに、特許文献1にかかる無線捜索装置は、無線機から無線信号を受信し、当該無線信号の強度を測定する無線通信部を備える。
Radio wave monitoring is performed using sensors to estimate the position of an illegal radio station that emits illegal radio waves. Further, as a method of radio wave monitoring, a spatial power distribution is generated by spatial interpolation. In connection with this technique,
また、特許文献2は、非理想的、非連続的または特異性がある観測データを考慮し、広域にわたって高分解能かつ高精度なシミュレーションを行うシミュレーション装置を開示する。特許文献2にかかるシミュレーション装置は、空間補間の一種であるクリギング法を用いて、事後分布を生成している。
Further,
例えば都市部において電波監視を行う場合、電波が建物等に反射することによって発生するマルチパス等により、電波の到来方向(AOA;Angle of Arrival)を検知する方法で電波監視を行うことは困難である。したがって、特許文献1にかかる技術では、電波の発射源を精度よく推定することは困難である。また、電波監視の環境によっては、センサを多く配置できない可能性がある。多くのセンサを配置できない場合、クリギング法を用いても精度よく推定を行うことができないおそれがある。したがって、特許文献2にかかる技術では、センサの数が少ない場合に、電波の発射源を精度よく推定することができないおそれがある。したがって、上記の特許文献にかかる技術では、環境条件により、電波の発射源を精度よく推定できないおそれがあった。
For example, when radio wave monitoring is performed in an urban area, it is difficult to perform radio wave monitoring by a method of detecting the direction of arrival of radio waves (AOA; Angle of Arrival) by a multipath or the like generated by the reflection of radio waves on a building or the like. be. Therefore, it is difficult to accurately estimate the emission source of radio waves by the technique according to
本開示の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、環境条件によらないで、電波の発射源を精度よく推定することが可能な電波監視装置、電波監視視システム、電波監視方法及びプログラムを提供することにある。 The object of the present disclosure is to solve such a problem, and a radio wave monitoring device, a radio wave monitoring visual system, which can accurately estimate the emission source of radio waves regardless of environmental conditions. The purpose is to provide radio wave monitoring methods and programs.
本開示にかかる電波監視装置は、複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得する測定値取得手段と、任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出する誤差算出手段と、前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する発射源推定手段とを有する。 The radio wave monitoring device according to the present disclosure is a measurement value acquisition means for acquiring the measurement value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions from each of the plurality of sensors. , The first error indicating the error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions. It has an error calculating means for calculating, and a emitting source estimating means for estimating the position of the second position where the first error is minimized as the position of the emitting source of the radio wave.
また、本開示にかかる電波監視システムは、複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサと、電波を監視する電波監視装置とを有し、前記電波監視装置は、前記複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得する測定値取得手段と、任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出する誤差算出手段と、前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する発射源推定手段とを有する。 Further, the radio wave monitoring system according to the present disclosure includes a plurality of sensors arranged at each of a plurality of first positions and a radio wave monitoring device for monitoring radio waves, and the radio wave monitoring device is based on the plurality of sensors. The first, assuming that the measured value of the received radio wave received from each of the measured values is acquired from each of the plurality of sensors, and the radio wave is emitted from each of the plurality of arbitrary second positions. An error calculating means for calculating a first error indicating an error between a first estimated value of radio wave reception intensity at a position and the measured value, and the second position where the first error is minimized are used for radio waves. It has a source estimation means for estimating the position of the source of the radio wave.
また、本開示にかかる電波監視方法は、複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得し、任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出し、前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する。 Further, in the radio wave monitoring method according to the present disclosure, the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions is acquired from each of the plurality of sensors, and is arbitrary. A first error indicating an error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of the plurality of second positions is calculated. The second position where the first error is minimized is estimated as the position of the radio wave emission source.
また、本開示にかかるプログラムは、複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得するステップと、任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出するステップと、前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定するステップとをコンピュータに実行させる。 Further, the program according to the present disclosure includes a step of acquiring the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions from each of the plurality of sensors, and an arbitrary step. A step of calculating a first error indicating an error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of the plurality of second positions. Then, the computer is made to perform a step of estimating the position of the emission source of the radio wave at the second position where the first error is minimized.
本開示によれば、環境条件によらないで、電波の発射源を精度よく推定することが可能な電波監視装置、電波監視視システム、電波監視方法及びプログラムを提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a radio wave monitoring device, a radio wave monitoring visual system, a radio wave monitoring method and a program capable of accurately estimating a radio wave emission source regardless of environmental conditions.
(本開示にかかる実施の形態の概要)
本開示の実施形態の説明に先立って、本開示にかかる実施の形態の概要について説明する。図1は、本開示の実施の形態にかかる電波監視装置1の概要を示す図である。電波監視装置1は、測定値取得手段として機能する測定値取得部2と、誤差算出手段として機能する誤差算出部4と、発射源推定手段として機能する発射源推定部6とを有する。
(Summary of Embodiments of the present disclosure)
Prior to the description of the embodiments of the present disclosure, an outline of the embodiments according to the present disclosure will be described. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the radio
測定値取得部2は、複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、複数のセンサそれぞれから取得する。誤差算出部4は、任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と測定値との誤差を示す第1の誤差を算出する。発射源推定部6は、第1の誤差が最小となる第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する。
The measured
上記のように、本実施の形態にかかる電波監視装置1は、受信強度の推定値と測定値との誤差が最小となるような位置を電波の発射源の位置と推定するように構成されている。したがって、本実施の形態にかかる電波監視装置1は、センサが電波の到来方向を検知しなくても、電波の発射源を精度よく推定することができる。また、本実施の形態にかかる電波監視装置1は、このように構成されているので、センサの数が少なくても、電波の発射源を精度よく推定することができる。したがって、本実施の形態にかかる電波監視装置1は、環境条件によらないで、電波の発射源を精度よく推定することが可能となる。
As described above, the radio
なお、電波監視装置1と複数のセンサとから構成される電波監視システムを用いても、環境条件によらないで、電波の発射源を精度よく推定することが可能となる。また、電波監視装置1で実行される電波監視方法及び電波監視方法を実行するプログラムを用いても、環境条件によらないで、電波の発射源を精度よく推定することが可能となる。
Even if a radio wave monitoring system composed of the radio
(実施の形態1)
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In order to clarify the explanation, the following description and drawings are omitted or simplified as appropriate. Further, in each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary.
図2は、実施の形態1にかかる電波監視システム10を示す図である。電波監視システム10は、複数のセンサ20と、電波監視装置100とから構成されている。電波監視装置100は、図1に示した電波監視装置1に対応する。複数のセンサ20と、電波監視装置100とは、有線又は無線のネットワーク12を介して、通信可能に接続され得る。センサ20は、ある発射源から発射された電波を受信して、その電波の受信電力(受信強度)を測定する。なお、センサ20は、受信強度として受信電力を測定しなくてもよく、例えばRSSI(Received Signal Strength Indicator)を測定してもよい。
FIG. 2 is a diagram showing a radio
図3は、実施の形態1にかかるセンサ20が配置された空間30を例示する図である。空間30には、6個のセンサ20-1~20-6が配置されている。また、複数のセンサ20-1~20-6を区別しない場合、センサ20と称することがある。また、センサ20-1~20-6を、それぞれ、センサ#1~#6を称することがあり、センサ#1~#6を区別しない場合に、センサ#n(但しnは1から6の整数)と称することがある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a
センサ20-1~20-6は、それぞれ、センサ位置(第1の位置)r1~r6に配置されている。また、空間30には、電波を発射する電波発射源90が存在している。電波発射源90は、発射源実位置Rsに配置されている。電波発射源90は、ある送信電力(送信出力)で電波を発射している。
The sensors 20-1 to 20-6 are arranged at the sensor positions ( first position) r1 to r6, respectively. Further, in the
電波監視装置100は、例えば、電波監視センタ等に設置されるサーバである。電波監視装置100は、複数のセンサ20で測定された受信電力の測定値を用いて、電波監視を行う。電波監視装置100は、電波発射源90の位置、及び、電波発射源90の送信電力(送信出力)を推定する。さらに、電波監視装置100は、空間30における電波の電力分布(強度分布)を推定する。詳しくは後述する。
The radio
図4は、実施の形態1にかかる電波監視装置100の構成を示す図である。電波監視装置100は、主要なハードウェア構成として、制御部102と、記憶部104と、通信部106と、インタフェース部108(IF;Interface)とを有する。制御部102、記憶部104、通信部106及びインタフェース部108は、データバスなどを介して相互に接続されている。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the radio
制御部102は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサである。制御部102は、制御処理及び演算処理等を行う演算装置としての機能を有する。記憶部104は、例えばメモリ又はハードディスク等の記憶デバイスである。記憶部104は、例えばROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)等である。記憶部104は、制御部102によって実行される制御プログラム及び演算プログラム等を記憶するための機能を有する。また、記憶部104は、処理データ等を一時的に記憶するための機能を有する。記憶部104は、データベースを含み得る。
The
通信部106は、センサ20(及び他の装置)とネットワーク12を介して通信を行うために必要な処理を行う。通信部106は、通信ポート、ルータ、ファイアウォール等を含み得る。インタフェース部108は、例えばユーザインタフェース(UI;User Interface)である。インタフェース部108は、キーボード、タッチパネル又はマウス等の入力装置と、ディスプレイ又はスピーカ等の出力装置とを有する。インタフェース部108は、ユーザ(オペレータ)によるデータの入力の操作を受け付け、ユーザに対して情報を出力する。インタフェース部108は、センサ20から受信された測定値(後述するセンサ情報等)、電波監視装置100によって行われた処理結果を示す図(後述する電力分布図等)などを表示してもよい。
The
また、電波監視装置100は、最尤推定部110、電力分布推定部120、誤差分布算出部130、及び電力分布補正部140(以下、「各構成要素」と称する)を有する。また、最尤推定部110は、測定値取得部112、誤差算出部114、及び発射源推定部116(以下、「各構成要素」と称する)を有する。最尤推定部110、電力分布推定部120、誤差分布算出部130、及び電力分布補正部140は、それぞれ、最尤推定手段、電力分布推定手段(強度分布推定手段)、誤差分布算出手段、及び電力分布補正手段(強度分布補正手段)として機能する。また、測定値取得部112、誤差算出部114、及び発射源推定部116は、それぞれ、測定値取得手段、誤差算出手段、及び発射源推定手段として機能する。
Further, the radio
なお、各構成要素は、例えば、制御部102の制御によって、プログラムを実行させることによって実現できる。より具体的には、各構成要素は、記憶部104に格納されたプログラムを、制御部102が実行することによって実現され得る。また、必要なプログラムを任意の不揮発性記録媒体に記録しておき、必要に応じてインストールすることで、各構成要素を実現するようにしてもよい。また、各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現してもよい。また、各構成要素は、例えばFPGA(field-programmable gate array)又はマイコン等の、ユーザがプログラミング可能な集積回路を用いて実現してもよい。この場合、この集積回路を用いて、上記の各構成要素から構成されるプログラムを実現してもよい。なお、各構成要素の具体的な機能については後述する。
It should be noted that each component can be realized, for example, by executing a program under the control of the
最尤推定部110は、最尤推定によって、電波発射源90の位置、及び、電波発射源90における電波の送信電力を推定する。測定値取得部112は、図1に示した測定値取得部2に対応する。測定値取得部112は、センサ20-1~20-6によってそれぞれ測定された電波の受信電力の測定値を、センサ20-1~20-6それぞれから取得する。
The maximum
誤差算出部114は、図1に示した誤差算出部4に対応する。誤差算出部114は、空間30における任意の複数の仮定位置(第2の位置)それぞれから電波を発射したと仮定したときのセンサ位置r1~r6における電波の受信電力の推定値(第1の推定値)を算出する。さらに、誤差算出部114は、受信電力の推定値(第1の推定値)と、測定値取得部112によって取得された測定値との誤差(第1の誤差)を算出する。ここで、誤差算出部114は、センサ位置と仮定位置との間の電波の伝搬損失に基づいて、推定値を算出する。詳しくは後述する。
The
発射源推定部116は、図1に示した発射源推定部6に対応する。発射源推定部116は、推定値(第1の推定値)と測定値との誤差(第1の誤差)が最小となる仮定位置を、電波発射源90の位置と推定する。さらに、発射源推定部116は、電波発射源90の位置と推定された仮定位置において発射されたと仮定された電波の送信電力である仮定送信電力(仮定送信出力)を、電波発射源90における送信電力と推定する。詳しくは後述する。ここで、電波発射源90の位置と推定された仮定位置を、推定発射源位置と称する。また、送信電力と推定された仮定送信電力を、推定送信電力と称する。
The emission
電力分布推定部120は、推定発射源位置から推定送信電力で電波を発射したときの、空間30における受信電力の電力分布(強度分布)を推定する。詳しくは後述する。誤差分布算出部130は、空間補間により、電力分布推定部120によって推定された電力分布におけるセンサ位置における推定値(第2の推定値)と測定値との誤差(第2の誤差)を用いて、空間30における誤差を補間した誤差分布を算出する。詳しくは後述する。電力分布補正部140は、誤差分布算出部130によって算出された誤差分布を用いて、電力分布推定部120によって推定された電力分布(強度分布)を補正する。詳しくは後述する。
The power
図5は、実施の形態1にかかる電波監視装置100によって行われる電波監視方法を示すフローチャートである。まず、最尤推定部110の測定値取得部112は、センサ20-1~20-6(センサ#n)から、それぞれ、受信電力の測定値P1~P6(測定値Pn)を取得する(ステップS102)。ここで、測定値Pnは、センサ#nにおける受信電力の測定値である。このとき、測定値取得部112は、ネットワーク12を介して、センサ20から測定値を受信してもよい。ここで、測定値取得部112は、測定値Pnを取得する際に、センサ20(センサ#n)のセンサ位置rnを示す位置情報を取得してもよい。これにより、測定値取得部112は、図6に例示するようなセンサ情報を取得(生成)してもよい。
FIG. 5 is a flowchart showing a radio wave monitoring method performed by the radio
図6は、実施の形態1にかかるセンサ情報を例示する図である。センサ情報は、センサ#nごとに、センサ#nのセンサ位置rnと、センサ#nにおける測定値Pnと対応付けている。センサ位置rnは、センサ#nの座標値であってもよいし、センサ#nの位置ベクトルであってもよい。 FIG. 6 is a diagram illustrating the sensor information according to the first embodiment. The sensor information is associated with the sensor position r n of the sensor # n and the measured value P n of the sensor # n for each sensor # n. The sensor position r n may be a coordinate value of the sensor # n or a position vector of the sensor # n.
次に、最尤推定部110は、最尤推定により、電波発射源90の位置及び送信電力を推定する(ステップS110)。具体的には、最尤推定部110は、任意の位置から電波を発射したと仮定したときの各センサ位置r1~r6における受信電力の推定値と、センサ#1~#6における測定値との誤差から、上記の最尤推定処理を行う。S110の具体的な処理については図7を用いて後述する。
Next, the maximum
ここで、上記の最尤推定処理で用いる数式について説明する。空間30の2次元平面において、電波発射源90の仮定位置における位置ベクトルをrとする。また、r1~r6を各センサ#1~#6の位置ベクトルとする。また、電波発射源90の送信電力(仮定送信電力)をPTと仮定する。ここで、PTは変数である。このとき、センサ#nの位置(rn)において推定される受信電力PR,nは、以下の式1で表される。
ここで、L(l)は、伝搬損失を示す関数であり、以下の式2で表される。ここで、式2において、lは、電波発射源90からセンサ位置までの距離を示す。また、a=2~5の定数であり、好ましくは、a=2~4である。また、式2において、λは電波の波長である。
また、式1を用いて推定された受信電力PR,nと実際の測定値との誤差enは、以下の式3で表される。なお、Pnは、センサ#nの測定値である。
そして、最小二乗法で誤差enを評価するため、以下の式4で表される二乗和誤差Eが得られる。本実施の形態では、式4を、誤差関数と称する。
この式4で表される二乗和誤差E(誤差関数)が、最尤推定の尤度関数となる。Eは、位置ベクトルrの位置から仮定送信電力PTの電波を発射したと仮定したときの、センサ20における測定値と推定値との誤差を示す。ここで、Eは、式1及び式3より、PTの関数である。最尤推定部110は、仮定送信電力PTを変化させることによって、Eを最小とするPTを算出する。例えば、以下の式5で示すように、EをPTで偏微分した値が0となるときのPTを求めることとなる。
図7は、実施の形態1にかかる最尤推定部110によって行われる処理(S110)を示すフローチャートである。まず、最尤推定部110は、空間30を、横にN個、縦にM個に区分する(ステップS112)。図8は、空間30がN*M個に区分された状態を例示する図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a process (S110) performed by the maximum
次に、最尤推定部110の誤差算出部114は、位置rNMから仮定送信電力PT,NMで電波を発射したときの、センサ位置rnにおける推定値PR,n,NMを算出する(ステップS114)。ここで、位置rNMは、S112の処理で空間30が区分された位置、つまり、図8に例示した区分1つ1つを示す。つまり、位置rNMはN*M個存在することとなる。なお、推定値PR,n,NMは、センサ20ごと(つまりセンサ#1~#6それぞれ)について算出される。
Next, the
また、上記の式1から、PR,n,NMは、以下の式6で表される。なお、以下の式5において、rNMは、位置rNMの位置ベクトルを示す。ここで、PT,NMは変数である。このように、伝搬損失を用いて推定値を算出することによって、より簡単にかつ精度よく推定値を算出することが可能となる。
次に、誤差算出部114は、推定値PR,n,NMと測定値Pnとの誤差en,NMを算出する(ステップS116)。具体的には、誤差算出部114は、上記の式3から、以下の式7により、誤差を算出する。なお、誤差en,NMは、センサ20ごと(つまりセンサ#1~#6それぞれ)について算出される。つまり、誤差算出部114は、各位置rNMについて、誤差e1,NM、誤差e2,NM、誤差e3,NM、誤差e4,NM、誤差e5,NM及び誤差e6,NMを算出する。
次に、誤差算出部114は、6個のセンサ20の誤差en,NMの二乗和誤差ENMを算出する(ステップS118)。この二乗和誤差ENMが、誤差関数である。また、上述したように、この二乗和誤差ENMが、最尤推定における尤度関数となる。二乗和誤差ENMは、上記の式4から、以下の式8のように表される。なお、上述したように、ENMは、変数であるPT,NMの関数(誤差関数)である。このように、誤差関数を算出することによって、より精度よく、電波発射源90の推定を行うことができる。
次に、誤差算出部114は、位置rNMにおける二乗和誤差ENMの最小値ENM,min及びそのときの仮定送信電力PT,NM,minを算出する(ステップS120)。具体的には、誤差算出部114は、上記の式5から、以下の式9のように、ENMをPT,NMで偏微分して、その値が0となるときの仮定送信電力PT,NMを、仮定送信電力PT,NM,minとする。また、誤差算出部114は、式8で示した二乗和誤差ENMに仮定送信電力PT,NM,minを代入したときの値を、二乗和誤差ENMの最小値ENM,minとする。
また、誤差算出部114は、全ての位置rNMについて(つまりN*M個の位置全てについて)ENM,min及び仮定送信電力PT,NM,minを算出したか否かを判定する(ステップS122)。全ての位置rNMについて算出が終了していない場合(S122のNO)、処理はS114に戻る。
Further, the
一方、全ての位置rNMについて算出が終了した場合(S122のYES)、最尤推定部110の発射源推定部116は、二乗和誤差ENMの最小値ENM,minが最小となる位置rNMを、電波発射源90の位置(推定発射源位置)と推定する(ステップS124)。このように、二乗和誤差ENMの最小値ENM,minが最小となる位置rNMを、電波発射源90の位置と推定することで、電波発射源90の位置を、より精度よく推定することが可能となる。なお、発射源推定部116は、図9に例示するヒートマップを生成してもよい。そして、発射源推定部116は、このヒートマップを用いて、最小値ENM,minが最小となる位置rNMを推定してもよい。
On the other hand, when the calculation is completed for all the positions r NM (YES in S122), the emission
図9は、各位置rNMにおける二乗和誤差の最小値ENM,minを示すヒートマップを例示する図である。上方向の軸(-Eσ)は、各位置rNMにおける二乗和誤差の最小値ENM,minの平方根に-1を乗算したものである。つまり、-Eσ=-√(ENM,min)である。ここで、Eσは正の数であるから、図9に例示したヒートマップにおいて、Eσつまり最小値ENM,minの最小点は、上に凸の頂点で表される。したがって、矢印で示す位置reが、推定発射源位置となる。 FIG. 9 is a diagram illustrating a heat map showing the minimum values ENM and min of the sum of squares errors at each position r NM . The upward axis (−Eσ) is the square root of the minimum sum of squares errors ENM , min at each position r NM multiplied by -1. That is, −Eσ = −√ (ENM , min ). Here, since Eσ is a positive number, in the heat map illustrated in FIG. 9, the minimum point of Eσ, that is, the minimum value ENM , min is represented by an upwardly convex vertex. Therefore, the position re indicated by the arrow is the estimated emission source position.
また、発射源推定部116は、推定された発射源位置(推定発射源位置)における仮定送信電力PT,NMを、電波発射源90の送信電力(推定送信電力PTe)と推定する(ステップS126)。このような構成により、発射源推定部116は、推定発射源位置reと合わせて、推定送信電力PTeを算出することができる。したがって、効率よく、かつ、精度よく、電波発射源90の送信電力を推定することが可能となる。
Further, the emission
なお、上述した説明では、誤差算出部114は、二乗和誤差ENMを仮定送信電力PT,NMで偏微分することによって、最小値ENM,minを算出しているが、このような構成に限られない。例えば、誤差算出部114は、仮定送信電力PT,NMをPminからPmaxの間でΔPのステップで変化させて、それぞれの仮定送信電力PT,NMにおける二乗和誤差ENMを算出してもよい。ここで、Pmin、Pmax及びΔPは、予め定められた定数である。そして、誤差算出部114は、最小となる二乗和誤差ENMを最小値ENM,minとし、最小値ENM,minをとるときの仮定送信電力PT,NMを仮定送信電力PT,NM,minとしてもよい。このような構成とすることで、二乗和誤差ENMを仮定送信電力PT,NMで偏微分することが不要となる。
In the above description, the
次に、電力分布推定部120は、伝搬損失による電力分布(強度分布)を推定する(図5のステップS130)。以下、図10を用いて詳述する。
図10は、実施の形態1にかかる電力分布推定部120によって行われる処理(S130)を示すフローチャートである。電力分布推定部120は、推定発射源位置reから推定送信電力PTeで電波を発射したときの、空間30における受信電力の電力分布を算出する(ステップS132)。具体的には、電力分布推定部120は、以下の式10を用いて、伝搬損失を用いて、任意の位置rにおける受信電力PRを推定する。なお、式10において、rは任意の位置における位置ベクトルである。
FIG. 10 is a flowchart showing a process (S130) performed by the power
図11は、実施の形態1にかかる電力分布推定部120によって生成された電力分布を例示する図である。電力分布は、推定発射源位置reを頂点とした等高線となっている。ここで、図11に示した電力分布では、建物への電波の反射及びフェージング等を考慮せず、空間30が均質であるとしているので、受信電力PRは、推定発射源位置reからの距離のみに依存する。したがって、図11に示した電力分布は、推定発射源位置reを中心とした同心円となっている。このように、伝搬損失を用いて電力分布を推定することによって、より簡単に電力分布を推定することが可能となる。
FIG. 11 is a diagram illustrating the power distribution generated by the power
次に、電力分布推定部120は、各センサ位置rn(n=1~6)における推定値PR,nを算出する(ステップS134)。具体的には、電力分布推定部120は、以下の式11により、図11に示したセンサ位置r1~r6それぞれにおける受信電力の推定値PR,n(第2の推定値)を算出する。つまり、電力分布推定部120は、S132の処理で推定された電力分布(強度分布)におけるセンサ位置(第1の位置)における推定値PR,n(第2の推定値)を算出する。
次に、電力分布推定部120は、推定値PR,nと測定値との誤差e(rn)を算出する(ステップS136)。具体的には、電力分布推定部120は、上記の式3から、以下の式12により、誤差を算出する。なお、誤差e(rn)は、センサ20ごと(つまりセンサ#1~#6それぞれ)について算出される。つまり、電力分布推定部120は、誤差e(r1)、誤差e(r2)、誤差e(r3)、誤差e(r4)、誤差e(r5)、及び誤差e(r6)を算出する。
次に、誤差分布算出部130は、空間補間により誤差分布を算出する(図5のステップS140)。以下、図12を用いて詳述する。ここで、実施の形態1においては、誤差分布算出部130は、クリギング法を用いて、誤差分布を算出している。しかしながら、クリギング法以外の空間補間によって誤差分布を算出してもよい。
Next, the error
図12は、実施の形態1にかかる誤差分布算出部130によって行われる処理(S140)を示すフローチャートである。誤差分布算出部130は、任意の2つのセンサ20間の距離及び誤差e(rn)の差分を算出する(ステップS142)。そして、誤差分布算出部130は、全てのセンサ20の組み合わせについてS142の処理を行ったか否かを判定する(ステップS144)。全てのセンサ20の組み合わせについてS142の処理を行っていない場合(S144のNO)、S142の処理を行う。
FIG. 12 is a flowchart showing a process (S140) performed by the error
図13は、センサ20の組み合わせと、これらの間の距離及び誤差e(rn)の差分とを例示する図である。なお、z(n)は、位置rnにおける変数(この例では誤差e(rn))である。図13に例示した図では、センサ20間の距離が短い組み合わせから順に示されている。つまり、全てのセンサ20の組み合わせ(6C2=15通り)のうち、センサ#4とセンサ#5との間の距離が最も短い。このときの誤差の差分は、|e(r4)-e(r5)|である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the combination of the
次に、誤差分布算出部130は、センサ20間の距離及び誤差の差分に対してバリオグラム分析を行い、共分散関数を算出する(ステップS146)。具体的には、誤差分布算出部130は、図13に示した距離と誤差の差分との関係について、セミバリオグラム(準分散)分析を行う。そして、誤差分布算出部130は、モデル関数(線形モデル関数、指数モデル関数、球モデル関数等)を用いて、図13に示した距離と誤差の差分との関係を示すセミバリオグラム関数γ(h)を算出する。そして、誤差分布算出部130は、セミバリオグラム関数γ(h)から、共分散関数C(h)を算出する。ここで、hは、2点間の距離を示す。また、C(h)=C(0)-γ(h)であることから、セミバリオグラム関数γ(h)から、共分散関数C(h)を算出することができる。
Next, the error
次に、誤差分布算出部130は、S146で算出された共分散関数C(h)を用いて、クリギング補間で用いる重み係数λを算出する(ステップS148)。任意の位置rにおけるクリギング補間を示す式は、以下の式13で表される。誤差分布算出部130は、この式13で示された重み係数λを算出する。また、e*(r)は、誤差分布を示す。
また、クリギング法では、測定点間の共分散値に重み係数が掛かったものと、測定点と推定点(補間対象となる点)との間の共分散値とが等しくなるときに、推定値と真値との誤差が最小となる。したがって、以下の式14を満たす重み係数λを求めればよい。ここで、重み係数λβは、測定点β(センサ#β)の測定値が推定点(位置r)にどの程度影響を及ぼすかを示す係数である。
ここで、β及びnはともに1~6の整数であるので、式14は6元の連立方程式となる。したがって、測定点間の共分散の行列式をKとし、測定点と推定点との間の共分散の行列式をkとして、式14をマトリックス形式に書き換えると、以下の式15で表される。ここで、λ(r)は、6×1行列である。
ここで、Kは以下の式16で表される6×6行列である。
また、kは以下の式17で表される6×1行列である。
上記の式15より、誤差分布算出部130は、以下の式18を用いて重み係数λを算出する。
次に、誤差分布算出部130は、推定点である位置rにおける誤差をクリギング補間して、誤差分布e*(r)を算出する(ステップS150)。具体的には、誤差分布算出部130は、上記式18で算出された重み係数λを用いて、上記式13から、誤差分布e*(r)を算出する。
Next, the error
次に、電力分布補正部140は、S130の処理で推定された電力分布を補正する(図5のステップS160)。具体的には、電力分布補正部140は、以下の式19を用いて、任意の位置rにおける電力分布(受信電力PR)を算出する。つまり、電力分布補正部140は、式10を用いて推定された電力分布から、式13を用いて算出された誤差分布を除算することで、電力分布を補正することができる。
図14は、実施の形態1にかかる電力分布補正部140によって補正された電力分布を例示する図である。図11に示した電力分布が同心円であったのに対し、図14に示した電力分布は、同心円となっておらず、各位置における電波環境による影響の違いを精度よく表している。したがって、実施の形態1にかかる電力分布補正部140は、精度よく、空間30における電力分布を模擬することができている。つまり、実施の形態1にかかる電波監視装置100は、誤差分布算出部130によって算出された誤差分布を用いて、電力分布推定部120によって推定された電力分布を補正しているので、精度よく、電力分布を模擬することが可能となる。
FIG. 14 is a diagram illustrating a power distribution corrected by the power
上述したように、実施の形態1にかかる電波監視装置100は、最尤推定によって電波発射源90の位置及び送信電力を推定している。したがって、センサ20が電波の到来方向を検知できなくても、精度よく、電波発射源90を推定できる。したがって、実施の形態1にかかる電波監視装置100は、マルチパスが発生し得る環境であっても、精度よく、電波発射源90を推定できる。さらに、上述のように構成されていることから、センサ20の数が6個と多くなくても、精度よく、電波発射源90を推定できる。したがって、実施の形態1にかかる電波監視装置100は、電波環境によらないで、より精度よく、電波発射源90の位置を推定することが可能となる。
As described above, the radio
(変形例)
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述したフローチャートにおいて、各処理(ステップ)の順序は、適宜、変更可能である。また、複数ある処理(ステップ)のうちの1つ以上は、省略されてもよい。例えば、図7のS124の処理とS126の処理の順序は、逆であってもよい。また、図5において、S130~S160の処理は、なくてもよい。
(Modification example)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, in the above-mentioned flowchart, the order of each process (step) can be changed as appropriate. Further, one or more of the plurality of processes (steps) may be omitted. For example, the order of processing S124 and processing S126 in FIG. 7 may be reversed. Further, in FIG. 5, the processing of S130 to S160 may not be necessary.
また、上述した構成要素の1つが複数の構成要素に分割されてもよい。例えば、誤差分布算出部130が、複数の構成要素に分割されてもよい。また、上述した構成要素の複数が、1つの構成要素に合成されてもよい。例えば、誤差分布算出部130及び電力分布補正部140が、1つの構成要素に合成されてもよい。また、各構成要素で行われる処理の1つ以上は、他の構成要素で行われてもよい。例えば、図10のS134~S136の処理は、上述した実施の形態では電力分布推定部120によって行われるとしたが、誤差分布算出部130によって行われてもよい。
Further, one of the above-mentioned components may be divided into a plurality of components. For example, the error
また、上述した実施の形態においては、センサ20の数が6個であるとしたが、センサ20の数は6個に限られない。センサ20の数は複数であればよい。なお、センサ20の個数が多いほど電波発射源90の推定の精度は良好となり得る。しかしながら、本実施の形態では、上述したように、センサ20の数が多くなくても、精度よく、電波発射源90を推定することが可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the number of
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 In the above example, the program can be stored and supplied to the computer using various types of non-transitory computer readable medium. Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), optomagnetic recording media (eg, optomagnetic disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs. Includes CD-R / W, semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of transient computer readable medium. Examples of temporary computer readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得する測定値取得手段と、
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する発射源推定手段と
を有する電波監視装置。
(付記2)
前記誤差算出手段は、前記第1の位置と前記第2の位置との間の伝搬損失に基づいて、前記第1の推定値を算出する
付記1に記載の電波監視装置。
(付記3)
前記誤差算出手段は、
前記第2の位置と、前記第2の位置において電波を発射したと仮定したときの送信出力である仮定送信出力との関数である前記第1の推定値を算出し、
前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数を誤差関数として算出し、
前記発射源推定手段は、前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数を最小とする前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
付記1又は2に記載の電波監視装置。
(付記4)
前記誤差算出手段は、前記複数の第2の位置それぞれにおける前記誤差関数の最小値を算出し、
前記発射源推定手段は、前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数の最小値が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
付記3に記載の電波監視装置。
(付記5)
前記発射源推定手段は、電波の発射源の位置と推定された前記第2の位置において前記誤差関数を最小とする前記仮定送信出力を、前記発射源における送信出力と推定する
付記3又は4に記載の電波監視装置。
(付記6)
伝搬損失を用いて、前記推定された前記発射源の位置から前記推定された送信出力で電波を発射したときの、前記複数のセンサが配置された空間における受信強度の強度分布を推定する強度分布推定手段
をさらに有する付記5に記載の電波監視装置。
(付記7)
空間補間により、前記強度分布推定手段によって推定された前記強度分布における前記第1の位置における第2の推定値と前記測定値との誤差である第2の誤差を用いて、前記空間における前記第2の誤差を補間した誤差分布を算出する誤差分布算出手段と、
前記誤差分布算出手段によって算出された前記誤差分布を用いて、前記強度分布推定手段によって推定された前記強度分布を補正する強度分布補正手段と
をさらに有する付記6に記載の電波監視装置。
(付記8)
複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサと、
電波を監視する電波監視装置と
を有し、
前記電波監視装置は、
前記複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得する測定値取得手段と、
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する発射源推定手段と
を有する
電波監視システム。
(付記9)
前記誤差算出手段は、前記第1の位置と前記第2の位置との間の伝搬損失に基づいて、前記第1の推定値を算出する
付記8に記載の電波監視システム。
(付記10)
前記誤差算出手段は、
前記第2の位置と、前記第2の位置において電波を発射したと仮定したときの送信出力である仮定送信出力との関数である前記第1の推定値を算出し、
前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数を誤差関数として算出し、
前記発射源推定手段は、前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数を最小とする前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
付記8又は9に記載の電波監視システム。
(付記11)
前記誤差算出手段は、前記複数の第2の位置それぞれにおける前記誤差関数の最小値を算出し、
前記発射源推定手段は、前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数の最小値が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
付記10に記載の電波監視システム。
(付記12)
前記発射源推定手段は、電波の発射源の位置と推定された前記第2の位置において前記誤差関数を最小とする前記仮定送信出力を、前記発射源における送信出力と推定する
付記10又は11に記載の電波監視システム。
(付記13)
前記電波監視装置は、
伝搬損失を用いて、前記推定された前記発射源の位置から前記推定された送信出力で電波を発射したときの、前記複数のセンサが配置された空間における受信強度の強度分布を推定する強度分布推定手段
をさらに有する
付記12に記載の電波監視システム。
(付記14)
前記電波監視装置は、
空間補間により、前記強度分布推定手段によって推定された前記強度分布における前記第1の位置における第2の推定値と前記測定値との誤差である第2の誤差を用いて、前記空間における前記第2の誤差を補間した誤差分布を算出する誤差分布算出手段と、
前記誤差分布算出手段によって算出された前記誤差分布を用いて、前記強度分布推定手段によって推定された前記強度分布を補正する強度分布補正手段と
をさらに有する
付記13に記載の電波監視システム。
(付記15)
複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得し、
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出し、
前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
電波監視方法。
(付記16)
前記第1の位置と前記第2の位置との間の伝搬損失に基づいて、前記第1の推定値を算出する
付記15に記載の電波監視方法。
(付記17)
前記第2の位置と、前記第2の位置において電波を発射したと仮定したときの送信出力である仮定送信出力との関数である前記第1の推定値を算出し、
前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数を誤差関数として算出し、
前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数を最小とする前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
付記15又は16に記載の電波監視方法。
(付記18)
前記複数の第2の位置それぞれにおける前記誤差関数の最小値を算出し、
前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数の最小値が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
付記17に記載の電波監視方法。
(付記19)
電波の発射源の位置と推定された前記第2の位置において前記誤差関数を最小とする前記仮定送信出力を、前記発射源における送信出力と推定する
付記17又は18に記載の電波監視方法。
(付記20)
伝搬損失を用いて、前記推定された前記発射源の位置から前記推定された送信出力で電波を発射したときの、前記複数のセンサが配置された空間における受信強度の強度分布を推定する
付記19に記載の電波監視方法。
(付記21)
空間補間により、前記推定された前記強度分布における前記第1の位置における第2の推定値と前記測定値との誤差である第2の誤差を用いて、前記空間における前記第2の誤差を補間した誤差分布を算出し、
前記算出された前記誤差分布を用いて、前記推定された前記強度分布を補正する
付記20に記載の電波監視方法。
(付記22)
複数の第1の位置それぞれに配置された複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得するステップと、
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出するステップと、
前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
Some or all of the above embodiments may also be described, but not limited to:
(Appendix 1)
A measurement value acquisition means for acquiring the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions from each of the plurality of sensors.
Calculate the first error indicating the error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions. Error calculation means and
A radio wave monitoring device having a source estimation means for estimating the position of the source of radio waves at the second position where the first error is minimized.
(Appendix 2)
The radio wave monitoring device according to
(Appendix 3)
The error calculation means is
The first estimated value, which is a function of the second position and the assumed transmission output which is the transmission output when it is assumed that the radio wave is emitted at the second position, is calculated.
A function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value is calculated as an error function.
The radio wave monitoring device according to
(Appendix 4)
The error calculating means calculates the minimum value of the error function at each of the plurality of second positions.
The radio wave monitoring according to
(Appendix 5)
The emission source estimation means estimates that the hypothetical transmission output that minimizes the error function at the second position estimated to be the position of the emission source of the radio wave is the transmission output at the emission source. The radio wave monitoring device described.
(Appendix 6)
Intensity distribution that estimates the intensity distribution of the reception intensity in the space where the plurality of sensors are arranged when radio waves are emitted from the estimated position of the emission source at the estimated transmission output using the propagation loss. The radio wave monitoring device according to
(Appendix 7)
The second error in the space, which is the error between the second estimated value at the first position and the measured value in the intensity distribution estimated by the intensity distribution estimation means by spatial interpolation, is used. An error distribution calculation means that calculates an error distribution by interpolating the error of 2 and
The radio wave monitoring device according to
(Appendix 8)
With multiple sensors located in each of the multiple first positions,
It has a radio wave monitoring device that monitors radio waves.
The radio wave monitoring device is
The measured value acquisition means for acquiring the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors from each of the plurality of sensors.
Calculate the first error indicating the error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions. Error calculation means and
A radio wave monitoring system having a source estimation means for estimating the position of the source of radio waves at the second position where the first error is minimized.
(Appendix 9)
The radio wave monitoring system according to
(Appendix 10)
The error calculation means is
The first estimated value, which is a function of the second position and the assumed transmission output which is the transmission output when it is assumed that the radio wave is emitted at the second position, is calculated.
A function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value is calculated as an error function.
The radio wave monitoring system according to
(Appendix 11)
The error calculating means calculates the minimum value of the error function at each of the plurality of second positions.
The radio wave monitoring according to
(Appendix 12)
The emission source estimation means estimates that the hypothetical transmission output that minimizes the error function at the second position estimated to be the position of the emission source of the radio wave is the transmission output at the emission source. The radio wave monitoring system described.
(Appendix 13)
The radio wave monitoring device is
Intensity distribution that estimates the intensity distribution of the reception intensity in the space where the plurality of sensors are arranged when radio waves are emitted from the estimated position of the emission source at the estimated transmission output using the propagation loss. The radio wave monitoring system according to
(Appendix 14)
The radio wave monitoring device is
The second error in the space, which is the error between the second estimated value at the first position and the measured value in the intensity distribution estimated by the intensity distribution estimation means by spatial interpolation, is used. An error distribution calculation means that calculates an error distribution by interpolating the error of 2 and
The radio wave monitoring system according to Appendix 13, further comprising an intensity distribution correction means for correcting the intensity distribution estimated by the intensity distribution estimation means using the error distribution calculated by the error distribution calculation means.
(Appendix 15)
The measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions is acquired from each of the plurality of sensors.
Calculate the first error indicating the error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions. death,
A radio wave monitoring method in which the second position where the first error is minimized is estimated to be the position of the radio wave emission source.
(Appendix 16)
The radio wave monitoring method according to Appendix 15, which calculates the first estimated value based on the propagation loss between the first position and the second position.
(Appendix 17)
The first estimated value, which is a function of the second position and the assumed transmission output which is the transmission output when it is assumed that the radio wave is emitted at the second position, is calculated.
A function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value is calculated as an error function.
The radio wave monitoring method according to Appendix 15 or 16, wherein the second position having the minimum error function is estimated to be the position of the radio wave emission source among the plurality of second positions.
(Appendix 18)
The minimum value of the error function at each of the plurality of second positions is calculated.
The radio wave monitoring method according to Appendix 17, wherein the second position where the minimum value of the error function is the minimum among the plurality of second positions is estimated to be the position of the radio wave emission source.
(Appendix 19)
The radio wave monitoring method according to Appendix 17 or 18, wherein the hypothetical transmission output that minimizes the error function at the second position estimated to be the position of the radio wave emission source is estimated to be the transmission output at the emission source.
(Appendix 20)
Using the propagation loss, the intensity distribution of the reception intensity in the space where the plurality of sensors are arranged is estimated when the radio wave is emitted from the estimated position of the emission source with the estimated transmission output. Appendix 19 Radio wave monitoring method described in.
(Appendix 21)
By spatial interpolation, the second error in the space is interpolated using the second error, which is the error between the second estimated value at the first position in the estimated intensity distribution and the measured value. Calculate the error distribution
The radio wave monitoring method according to
(Appendix 22)
A step of acquiring the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions from each of the plurality of sensors.
Calculate the first error indicating the error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions. Steps to do and
A program that causes a computer to perform a step of estimating the position of a radio wave emission source at the second position where the first error is minimized.
1 電波監視装置
2 測定値取得部
4 誤差算出部
6 発射源推定部
10 電波監視システム
20 センサ
90 電波発射源
100 電波監視装置
110 最尤推定部
112 測定値取得部
114 誤差算出部
116 発射源推定部
120 電力分布推定部
130 誤差分布算出部
140 電力分布補正部
1
Claims (7)
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する発射源推定手段と、
受信強度の強度分布を推定する強度分布推定手段と
を有し、
前記誤差算出手段は、
前記第2の位置と、前記第2の位置において電波を発射したと仮定したときの送信出力である仮定送信出力との関数である前記第1の推定値を算出し、
前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数を誤差関数として算出し、
前記発射源推定手段は、
前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数を最小とする前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定し、
電波の発射源の位置と推定された前記第2の位置において、前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数である誤差関数を最小とする前記仮定送信出力を、前記発射源における送信出力と推定し、
前記強度分布推定手段は、前記推定された前記発射源の位置から前記推定された送信出力で電波を発射したときの、前記複数のセンサが配置された空間における受信強度の強度分布を、伝搬損失を用いて推定する
電波監視装置。 A measurement value acquisition means for acquiring the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions from each of the plurality of sensors.
Calculate the first error indicating the error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions. Error calculation means and
The emission source estimation means for estimating the position of the emission source of the radio wave at the second position where the first error is minimized ,
Intensity distribution estimation means for estimating the intensity distribution of reception intensity
Have,
The error calculation means is
The first estimated value, which is a function of the second position and the assumed transmission output which is the transmission output when it is assumed that the radio wave is emitted at the second position, is calculated.
A function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value is calculated as an error function.
The emission source estimation means is
Of the plurality of second positions, the second position that minimizes the error function is estimated to be the position of the radio wave emission source.
The assumed transmission output that minimizes the error function, which is a function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value, at the second position estimated to be the position of the radio wave emission source. , Estimated as the transmission output at the source
The intensity distribution estimation means propagates the intensity distribution of the reception intensity in the space where the plurality of sensors are arranged when the radio wave is emitted from the estimated position of the emission source with the estimated transmission output. Estimate using
Radio monitoring device.
請求項1に記載の電波監視装置。 The radio wave monitoring device according to claim 1, wherein the error calculating means calculates the first estimated value based on the propagation loss between the first position and the second position.
前記発射源推定手段は、前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数の最小値が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する
請求項1に記載の電波監視装置。 The error calculating means calculates the minimum value of the error function at each of the plurality of second positions.
The radio wave according to claim 1, wherein the emission source estimation means estimates the position where the minimum value of the error function is the minimum among the plurality of second positions as the position of the emission source of the radio wave. Monitoring device.
前記誤差分布算出手段によって算出された前記誤差分布を用いて、前記強度分布推定手段によって推定された前記強度分布を補正する強度分布補正手段と
をさらに有する請求項1~3のいずれか1項に記載の電波監視装置。 The second error in the space, which is the error between the second estimated value at the first position and the measured value in the intensity distribution estimated by the intensity distribution estimation means by spatial interpolation, is used. An error distribution calculation means that calculates an error distribution by interpolating the error of 2 and
The item according to any one of claims 1 to 3, further comprising an intensity distribution correction means for correcting the intensity distribution estimated by the intensity distribution estimation means using the error distribution calculated by the error distribution calculation means. The radio wave monitoring device described.
電波を監視する電波監視装置と
を有し、
前記電波監視装置は、
前記複数のセンサによってそれぞれ測定された電波の受信強度の測定値を、前記複数のセンサそれぞれから取得する測定値取得手段と、
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値と前記測定値との誤差を示す第1の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記第1の誤差が最小となる前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定する発射源推定手段と、
受信強度の強度分布を推定する強度分布推定手段と
を有し、
前記誤差算出手段は、
前記第2の位置と、前記第2の位置において電波を発射したと仮定したときの送信出力である仮定送信出力との関数である前記第1の推定値を算出し、
前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数を誤差関数として算出し、
前記発射源推定手段は、
前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数を最小とする前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定し、
電波の発射源の位置と推定された前記第2の位置において、前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数である誤差関数を最小とする前記仮定送信出力を、前記発射源における送信出力と推定し、
前記強度分布推定手段は、前記推定された前記発射源の位置から前記推定された送信出力で電波を発射したときの、前記複数のセンサが配置された空間における受信強度の強度分布を、伝搬損失を用いて推定する
電波監視システム。 With multiple sensors located in each of the multiple first positions,
It has a radio wave monitoring device that monitors radio waves.
The radio wave monitoring device is
The measured value acquisition means for acquiring the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors from each of the plurality of sensors.
Calculate the first error indicating the error between the first estimated value and the measured value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions. Error calculation means and
The emission source estimation means for estimating the position of the emission source of the radio wave at the second position where the first error is minimized ,
Intensity distribution estimation means for estimating the intensity distribution of reception intensity
Have,
The error calculation means is
The first estimated value, which is a function of the second position and the assumed transmission output which is the transmission output when it is assumed that the radio wave is emitted at the second position, is calculated.
A function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value is calculated as an error function.
The emission source estimation means is
Of the plurality of second positions, the second position that minimizes the error function is estimated to be the position of the radio wave emission source.
The assumed transmission output that minimizes the error function, which is a function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value, at the second position estimated to be the position of the radio wave emission source. , Estimated as the transmission output at the source
The intensity distribution estimation means propagates the intensity distribution of the reception intensity in the space where the plurality of sensors are arranged when the radio wave is emitted from the estimated position of the emission source with the estimated transmission output. Estimate using
Radio monitoring system.
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値であって、前記第2の位置と、前記第2の位置において電波を発射したと仮定したときの送信出力である仮定送信出力との関数である前記第1の推定値を算出し、 前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数を誤差関数として算出し、
前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数を最小とする前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定し、
電波の発射源の位置と推定された前記第2の位置において、前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数である誤差関数を最小とする前記仮定送信出力を、前記発射源における送信出力と推定し、
前記推定された前記発射源の位置から前記推定された送信出力で電波を発射したときの、前記複数のセンサが配置された空間における受信強度の強度分布を、伝搬損失を用いて推定する
電波監視方法。 The measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions is acquired from each of the plurality of sensors.
It is a first estimated value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions, and is the second position and the second position. The first estimated value, which is a function of the assumed transmission output which is the transmission output when it is assumed that the radio wave is emitted at the position, is calculated, and the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value are used. Calculate the difference function as an error function and
Of the plurality of second positions, the second position that minimizes the error function is estimated to be the position of the radio wave emission source.
The assumed transmission output that minimizes the error function, which is a function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value, at the second position estimated to be the position of the radio wave emission source. , Estimated as the transmission output at the source
The intensity distribution of the reception intensity in the space where the plurality of sensors are arranged when the radio wave is emitted from the estimated position of the emission source with the estimated transmission output is estimated by using the propagation loss.
Radio monitoring method.
任意の複数の第2の位置それぞれから電波を発射したと仮定したときの前記第1の位置における電波の受信強度の第1の推定値であって、前記第2の位置と、前記第2の位置において電波を発射したと仮定したときの送信出力である仮定送信出力との関数である前記第1の推定値を算出するステップと、
前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数を誤差関数として算出するステップと、
前記複数の第2の位置のうち、前記誤差関数を最小とする前記第2の位置を、電波の発射源の位置と推定するステップと、
電波の発射源の位置と推定された前記第2の位置において、前記複数のセンサの前記測定値と前記第1の推定値との差分の関数である誤差関数を最小とする前記仮定送信出力を、前記発射源における送信出力と推定するステップと、
前記推定された前記発射源の位置から前記推定された送信出力で電波を発射したときの、前記複数のセンサが配置された空間における受信強度の強度分布を、伝搬損失を用いて推定するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。 A step of acquiring the measured value of the reception intensity of the radio wave measured by each of the plurality of sensors arranged at each of the plurality of first positions from each of the plurality of sensors.
It is a first estimated value of the reception intensity of the radio wave at the first position when it is assumed that the radio wave is emitted from each of a plurality of arbitrary second positions, and is the second position and the second position. The step of calculating the first estimated value, which is a function of the assumed transmission output, which is the transmission output when it is assumed that the radio wave is emitted at the position, and
A step of calculating a function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value as an error function, and
Among the plurality of second positions, the step of estimating the second position that minimizes the error function as the position of the radio wave emission source, and the step.
The assumed transmission output that minimizes the error function, which is a function of the difference between the measured value of the plurality of sensors and the first estimated value, at the second position estimated to be the position of the radio wave emission source. , The step of estimating the transmission output at the source, and
A step of estimating the intensity distribution of the reception intensity in the space where the plurality of sensors are arranged when the radio wave is emitted from the estimated position of the emission source with the estimated transmission output by using the propagation loss.
A program that causes a computer to run.
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