JP7252885B2 - Communication quality estimation device and program - Google Patents

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本発明は、基地局装置とユーザ装置との間の通信の通信品質を推定する技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to technology for estimating communication quality of communication between a base station apparatus and a user apparatus.

移動通信ネットワークにおいては、基地局装置(BS)とユーザ装置(UE)との間の通信速度を高くするため、ミリ波と呼ばれる高周波数帯域が使用されている。ミリ波による通信は見通し内通信となるため、通信路に遮蔽物があると通信品質は劣化する。このため、特許文献1及び非特許文献1は、深度画像を取得し、深度画像に基づきBSとUEとの間の通信品質を予測・推定する技術を開示している。深度画像とは、距離情報を有する画像であり、例えば、RGB-D(RGB and Depth)カメラにより取得することができる。 In mobile communication networks, a high frequency band called millimeter wave is used to increase the communication speed between a base station apparatus (BS) and a user equipment (UE). Communication using millimeter waves is line-of-sight communication, so if there is an obstacle in the communication path, the communication quality deteriorates. Therefore, Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1 disclose techniques for acquiring depth images and predicting/estimating the communication quality between the BS and the UE based on the depth images. A depth image is an image having distance information, and can be acquired by, for example, an RGB-D (RGB and Depth) camera.

特開2018-148297号公報JP 2018-148297 A

Yuta Oguma,et.al.,"Proactive Base Station Selection Based on Human Blockage Prediction Using RGB-D Cameras for mmWave Communications"Yuta Oguma, et. al. , "Proactive Base Station Selection Based on Human Blockage Prediction Using RGB-D Cameras for mmWave Communications"

特許文献1及び非特許文献1は、深度画像と、当該深度画像の撮像時にUE又はBSから取得する通信品質並びにUE及びBSの位置とを教師データとして機械学習を行うことで、深度画像、UEの位置及びBSの位置の組み合わせに対する当該UEと当該BSとの間の通信品質を推定するものである。しかしながら、深度画像においてある被写体の後ろに隠れたものがある場合、推定精度は劣化する。また、特許文献1及び非特許文献1の構成は、深度画像そのものを教師データとして使用するため学習処理の処理量が大きくなる。 Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1 perform machine learning using a depth image, the communication quality obtained from the UE or BS when the depth image is captured, and the positions of the UE and BS as teacher data, thereby obtaining the depth image, the UE It estimates the communication quality between the UE and the BS for a combination of the location of the BS and the location of the BS. However, if there is something hidden behind an object in the depth image, the estimation accuracy is degraded. In addition, the configurations of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 use the depth image itself as teacher data, which increases the processing amount of the learning process.

本発明は、通信品質の推定のために行う学習処理の処理量を少なくできる技術を提供するものである。 The present invention provides a technology capable of reducing the amount of learning processing performed for estimating communication quality.

本発明の一態様によると、推定装置は、複数のカメラが取得した複数の深度画像に基づき所定領域の3次元空間モデルを生成する生成手段と、基地局装置から当該基地局装置と通信しているユーザ装置の位置と、当該通信の通信品質に関する情報を取得する取得手段と、
前記基地局装置の位置と前記ユーザ装置の位置とに基づき前記3次元空間モデルから前記通信に関する部分を通信路空間モデルとして抽出する抽出手段と、前記通信路空間モデルにおける所定の物体を判定し、判定した物体に基づき前記通信路空間モデルの特徴量を判定する判定手段と、
前記通信路空間モデルの特徴量と前記通信の通信品質とに基づき特徴量から通信品質を推定するための学習データを生成する学習手段と、を備え、前記抽出手段は、前記基地局装置の位置と前記ユーザ装置の位置との間のフレネルゾーンを前記通信路空間モデルとして抽出し、前記判定手段は、前記フレネルゾーンを複数のゾーンに分割し、前記複数のゾーンそれぞれに存在する前記所定の物体の体積に比例する値を前記特徴量とすることを特徴とする。
According to one aspect of the present invention, the estimating device includes generation means for generating a three-dimensional spatial model of a predetermined region based on a plurality of depth images acquired by a plurality of cameras, and communication from the base station device to the base station device. an acquisition means for acquiring information on the position of the user device and the communication quality of the communication;
extracting means for extracting the part related to the communication from the three-dimensional space model as a channel space model based on the position of the base station device and the position of the user device; determining a predetermined object in the channel space model; determining means for determining a feature quantity of the communication channel space model based on the determined object;
learning means for generating learning data for estimating communication quality from the feature quantity based on the feature quantity of the channel space model and the communication quality of the communication, wherein the extraction means is configured to determine the location of the base station apparatus; and the location of the user equipment as the communication channel space model, the determination means divides the Fresnel zone into a plurality of zones, and determines the predetermined object present in each of the plurality of zones A value proportional to the volume of is used as the feature amount .

本発明によると、通信品質の推定のために行う学習処理の処理量を少なくすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of learning processing performed for estimating communication quality.

一実施形態による推定装置を含むシステムの構成図。1 is a configuration diagram of a system including an estimating device according to an embodiment; FIG. 一実施形態による推定装置の構成図。The block diagram of the estimation apparatus by one Embodiment. 通信路空間モデルの一例を示す図。The figure which shows an example of a channel space model. 通信路空間モデルの一例を示す図。The figure which shows an example of a channel space model. フレネルゾーンの複数のゾーンへの分割例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of dividing a Fresnel zone into multiple zones; 通信路空間モデルの特徴量の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of feature quantities of a channel space model; 通信路空間モデルの特徴量の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of feature quantities of a channel space model; 一実施形態による推定装置の構成図。The block diagram of the estimation apparatus by one Embodiment.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and not all combinations of features described in the embodiments are essential to the invention. Two or more of the features described in the embodiments may be combined arbitrarily. Also, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.

図1は、本実施形態による推定装置3を含むシステムの構成図である。システムは、複数のBS1と、複数のカメラ2と、を有する。BS1は、そのカバレッジ内にある1つ以上のUE(図1には示さず)と通信することができる。複数のBS1を配置することで、所定領域に渡る通信サービスをUEに提供することができる。また、カメラ2は、例えば、TOFカメラ、ステレオカメラ、RGB-Dカメラ等である。本実施形態において、カメラ2は、RGB-Dカメラであり、各画素の色情報(RGB)と、各画素の距離情報と、を含む深度画像を撮像することができる。なお、画素の距離情報とは、カメラ2から当該画素に対応する被写体(物体)までの距離を示す情報である。複数のカメラ2は、複数のBS1により通信サービスが提供される所定領域をカバーする様にそれぞれが異なる位置に配置される。より詳しくは、後述する様に、複数のカメラ2のそれぞれが取得する深度画像により当該所定領域の3次元(3D)空間モデルを生成できる様に、複数のカメラ2の配置位置及びその向きは決定される。 FIG. 1 is a configuration diagram of a system including an estimation device 3 according to this embodiment. The system has multiple BSs 1 and multiple cameras 2 . BS1 may communicate with one or more UEs (not shown in FIG. 1) within its coverage. By deploying a plurality of BS1, it is possible to provide UE with communication services over a predetermined area. Also, the camera 2 is, for example, a TOF camera, a stereo camera, an RGB-D camera, or the like. In this embodiment, the camera 2 is an RGB-D camera, and can capture a depth image including color information (RGB) of each pixel and distance information of each pixel. Note that the pixel distance information is information indicating the distance from the camera 2 to the subject (object) corresponding to the pixel. A plurality of cameras 2 are arranged at different positions so as to cover predetermined areas where communication services are provided by a plurality of BSs 1 . More specifically, as will be described later, the positions and orientations of the multiple cameras 2 are determined so that a three-dimensional (3D) space model of the predetermined area can be generated from the depth images acquired by each of the multiple cameras 2. be done.

各BS1と各カメラ2は、推定装置3と通信可能な様に構成される。各BS1は、位置情報及び通信品質情報を推定装置3に繰り返し送信する。BS1が送信する位置情報は、当該BS1の位置と、当該BS1が通信しているUEの位置と、を示す情報である。BS1が送信する通信品質情報は、位置情報が示す位置にUEがいる際の、当該BS1と当該UEとの間の通信品質を示す情報である。なお、通信品質とは、例えば、誤り率や、SN比(又はSNI比)や、受信電力である。なお、BS1からUEへの下り方向の通信品質を推定する場合、BS1は、下り方向の通信品質をUEから取得して推定装置3に送信する。同様に、UEからBS1への上り方向の通信品質を推定する場合、BS1は、上り方向の通信品質を推定装置3に送信する。また、両方向の通信品質を推定する場合、BS1は、両方向の通信品質を推定装置3に送信する。なお、上り方向の通信品質と下り方向の通信品質は同様であるとの仮定のもと、下り方向と上り方向とを区別しない構成とすることもできる。この場合、BS1は、下り方向の通信品質のみ、或いは、上り方向の通信品質のみを推定装置3に送信することができる。或いは、BS1は、下り方向及び上り方向の通信品質を、その方向を区別することなく推定装置3に送信することができる。また、各カメラ2は、深度画像を繰り返し撮像し、深度画像を示す画像情報を推定装置3に繰り返し送信する。 Each BS 1 and each camera 2 are configured to be able to communicate with the estimation device 3 . Each BS 1 repeatedly transmits location information and communication quality information to the estimation device 3 . The location information transmitted by BS1 is information indicating the location of BS1 and the location of UE with which BS1 is communicating. The communication quality information transmitted by BS1 is information indicating the communication quality between the BS1 and the UE when the UE is at the location indicated by the location information. Communication quality is, for example, error rate, SN ratio (or SNI ratio), and received power. When estimating downlink communication quality from BS1 to UE, BS1 acquires downlink communication quality from UE and transmits it to estimation device 3 . Similarly, when estimating the uplink communication quality from the UE to BS1, BS1 transmits the uplink communication quality to the estimation device 3. Also, when estimating the communication quality in both directions, the BS 1 transmits the communication quality in both directions to the estimation device 3 . On the assumption that the communication quality in the uplink direction and the communication quality in the downlink direction are the same, it is also possible to adopt a configuration in which the downlink direction and the uplink direction are not distinguished. In this case, the BS 1 can transmit only the downlink communication quality or only the uplink communication quality to the estimation device 3 . Alternatively, the BS 1 can send the downlink and uplink communication quality to the estimation device 3 without distinguishing between the directions. Each camera 2 repeatedly captures depth images and repeatedly transmits image information indicating the depth images to the estimation device 3 .

図2は、本実施形態による推定装置3の構成図である。なお、図2においては、学習データの生成に関する機能ブロックのみを示している。モデル生成部31は、複数のカメラ2が繰り返し撮像した深度画像の内、撮像時刻の差が所定値以内の深度画像に基づき、複数のBS1により通信サービスが提供される所定領域の3D空間モデルを生成する。3D空間モデルは、当該所定領域において物体が存在する領域を示すものである。例えば、複数のカメラ2に同期したタイミング信号を与え、各カメラ2がこのタイミング信号に基づき略同時刻に深度画像を撮像する様に構成することができる。この場合、モデル生成部31は、複数のカメラ2が略同時刻に撮像した深度画像に基づき3D空間モデルを生成する。モデル生成部31は、3D空間モデルを示す3D空間モデルデータを通信路抽出部32に出力する。 FIG. 2 is a configuration diagram of the estimation device 3 according to this embodiment. Note that FIG. 2 shows only functional blocks related to generation of learning data. The model generation unit 31 creates a 3D space model of a predetermined area where communication services are provided by a plurality of BSs 1, based on the depth images captured repeatedly by the plurality of cameras 2 and having a difference in imaging time within a predetermined value. Generate. A 3D space model indicates an area where an object exists in the predetermined area. For example, it is possible to give a synchronized timing signal to a plurality of cameras 2 and to have each camera 2 capture depth images at approximately the same time based on this timing signal. In this case, the model generator 31 generates a 3D space model based on depth images captured by the cameras 2 at approximately the same time. The model generation unit 31 outputs 3D space model data representing a 3D space model to the communication channel extraction unit 32 .

上述した様に、BS1は、位置情報及び通信品質情報を推定装置3に繰り返し送信する。ここで、通信品質情報は、BS1とUEとの間で行われている通信の通信品質を示し、位置情報は、当該通信品質を取得した際のBS1とUEの位置を示している。BS1は、位置情報及び通信品質情報を繰り返し推定装置3に送信するが、以下に説明する処理は、モデル生成部31が3D空間モデルの生成に使用した深度画像の撮像時刻における位置情報及び通信品質情報、或いは、撮像時刻との時間差が短い時刻(時間差が所定値以内)における位置情報及び通信品質情報を使用して行う。なお、3D空間モデルの生成に使用した深度画像の撮像時刻に幅がある場合、以下に説明する処理は、この時間幅内の位置情報及び通信品質情報、或いは、この時間幅の中心時刻との時間差が所定値以内の位置情報及び通信品質情報を使用して行う。 As described above, BS 1 repeatedly transmits location information and communication quality information to estimation device 3 . Here, the communication quality information indicates the communication quality of communication performed between BS1 and UE, and the position information indicates the positions of BS1 and UE when the communication quality is acquired. The BS 1 repeatedly transmits the position information and the communication quality information to the estimation device 3. In the processing described below, the position information and the communication quality at the imaging time of the depth image used by the model generation unit 31 to generate the 3D space model. information, or location information and communication quality information at a time when the time difference from the imaging time is short (the time difference is within a predetermined value). Note that if there is a range in the imaging times of the depth images used to generate the 3D space model, the processing described below is performed using the position information and communication quality information within this time range, or the central time of this time range. This is done using location information and communication quality information whose time difference is within a predetermined value.

通信路抽出部32は、位置情報が示す2つの位置に基づき3D空間モデルデータが示す3D空間モデルの部分領域を切り出し、これを通信路空間モデルとする。通信路空間モデルは、位置情報がその位置を示すBS1とUEとの間の通信路(無線信号の伝搬路)空間をモデル化したものである。 The communication channel extraction unit 32 extracts a partial area of the 3D space model indicated by the 3D space model data based on the two positions indicated by the position information, and uses this as a communication channel space model. The communication channel space model is a model of the communication channel (radio signal propagation channel) space between the BS 1 and the UE whose position information indicates the position.

通信路空間モデルとしては2つの異なる種別を考えることができる。第1の種別は、図3に示すフレネルゾーンモデルである。図3において、BS1とUE4は、それぞれ、位置情報においてその位置が示されるBS及びUEである。フレネルゾーン5は、BS1とUE4との距離と通信周波数により決定される。第2の種別は、図4に示す光線モデルである。図4において、BS1とUE4は、それぞれ、位置情報においてその位置が示されるBS及びUEである。ミリ波帯の無線信号の伝搬特性は光に近いため、光線モデルは、BS1とUE4とを結ぶパスを通信路空間としたものである。例えば、図4によると、BS1とUE4とを結ぶ直接パス61と、反射物7を介する反射パス62とが、通信路空間として定義されている。これらパスは、光線追跡法による判定することができる。なお、パスを純粋な線とするのではなく、パスの方向とは直交する方向にある程度の大きさで広がったものとしてパスを定義することもできる。 Two different types of channel space models can be considered. The first type is the Fresnel zone model shown in FIG. In FIG. 3, BS1 and UE4 are the BS and UE whose positions are indicated in the position information, respectively. Fresnel zone 5 is determined by the distance between BS1 and UE4 and the communication frequency. The second type is the ray model shown in FIG. In FIG. 4, BS1 and UE4 are the BS and UE whose positions are indicated in the position information, respectively. Since the propagation characteristics of radio signals in the millimeter wave band are close to those of light, the light ray model uses the path connecting the BS1 and the UE4 as the communication path space. For example, according to FIG. 4, a direct path 61 connecting BS1 and UE4 and a reflected path 62 via reflector 7 are defined as the communication path space. These paths can be determined by ray tracing. Instead of defining the path as a pure line, it is also possible to define the path as extending to a certain extent in a direction perpendicular to the direction of the path.

通信路抽出部32は、通信路空間モデルを示すデータを特徴量算出部33に出力する。通信路空間モデルは、BS1とUE4との無線伝搬路に存在する物体を示している。ここで、BS1又はUE4の位置から見て小さな物体が通信品質に与える影響は小さい。したがって、特徴量算出部33は、通信路空間モデルから通信品質に与える影響が小さい物体については、学習処理の処理負荷を小さくするために除去する。 The channel extraction unit 32 outputs data representing the channel space model to the feature quantity calculation unit 33 . The channel space model shows objects existing in the radio channel between BS1 and UE4. Here, an object that is small when viewed from the position of BS1 or UE4 has little effect on communication quality. Therefore, the feature amount calculation unit 33 removes objects that have a small influence on communication quality from the communication channel space model in order to reduce the processing load of the learning process.

本実施形態では、通信路空間モデルから個々の物体を特定し、その体積をVとする。また、BS1と物体との距離をd1とし、UE4と物体との距離をd2とする。そして、V/(d1)とV/(d2)との大きい方をSとする。そして、Sが閾値より小さいと、当該物体については通信路空間モデルから除去する。つまり、当該物体が空間には存在しない様に、通信路空間モデルを修正する。一方、Sが閾値以上であると、当該物体についてはそのままとする。この処理は、BS1及びUE4の位置から見たときのサイズが閾値より小さい物体を削除することに対応する。 In this embodiment, individual objects are specified from the communication channel space model, and the volume thereof is defined as V. FIG. Also, the distance between BS1 and the object is d1, and the distance between UE4 and the object is d2. Then, let S be the larger one of V/(d1 3 ) and V/(d2 3 ). If S is smaller than the threshold, the object is removed from the channel space model. That is, the channel space model is corrected so that the object does not exist in space. On the other hand, if S is greater than or equal to the threshold, the object is left as is. This process corresponds to removing objects whose size as seen from the position of BS1 and UE4 is smaller than a threshold.

通信品質に与える影響が小さい物体を通信路空間モデルから除去した後、特徴量算出部33は、通信路空間モデルの各物体の属性を判定する。属性とは、例えば、物体が人であるか、車であるか、道路標識であるか、建物であるかといった物体の種別に関連する情報である。なお、判定する属性の種別は予め決められている。具体的には、ミリ波による通信に影響を与える物体を予め特定し、これら物体の種別を属性の種別することができる。なお、属性の判定は、例えば、その形状と、色などに基づき行う。特徴量算出部33は、各属性の判定後、通信路空間モデルの特徴量を生成する。 After removing objects that have a small effect on the communication quality from the channel space model, the feature amount calculation unit 33 determines attributes of each object in the channel space model. Attributes are information related to the type of object, such as whether the object is a person, a car, a road sign, or a building. Note that the types of attributes to be determined are determined in advance. Specifically, it is possible to specify in advance objects that affect millimeter wave communication, and classify the types of these objects as attribute types. The attributes are determined based on, for example, the shape and color. After determining each attribute, the feature quantity calculator 33 generates a feature quantity of the channel space model.

図5は、通信路空間モデルとして図3に示すフレネルゾーンモデルを利用した場合における通信路空間モデルの特徴量の生成方法の説明図であり、図6は、フレネルゾーンモデルを利用した場合における特徴量の例を示している。図5(A)に示す様に、フレネルゾーン5を、中心から異なる大きさの複数の領域に分割する。図5(A)においては、n=1~3の3つの領域に分割している。図5(B)は、BS1とUE4とを結ぶ直線に対して垂直なフレネルゾーンの断面を示している。中心の円状領域(n=1に対応)と、その円状領域を取り囲む2つの環状領域(n=2及び3に対応)を、それぞれ、円周方向に沿って複数の領域に分割する。図5(B)では、8つの領域に分割している。つまり、図5(A)及び図5(B)に示す本例では、1つのフレネルゾーン5を合計24個の領域に分割している。以下では、24個の領域それぞれをゾーンと表現する。各ゾーンには、ゾーン識別子が付与される。例えば、図5(B)に示す様に、n=1の8つのゾーンには、Z11~Z18とのゾーン識別子が付与されている。なお、フレネルゾーン5の分割数は任意である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of generating a feature amount of the communication channel space model when using the Fresnel zone model shown in FIG. 3 as the communication channel space model, and FIG. Examples of quantities are given. As shown in FIG. 5A, the Fresnel zone 5 is divided into a plurality of regions of different sizes from the center. In FIG. 5A, it is divided into three regions of n=1-3. FIG. 5B shows a cross-section of the Fresnel zone perpendicular to the straight line connecting BS1 and UE4. A central circular region (corresponding to n=1) and two circular regions surrounding the circular region (corresponding to n=2 and 3) are each divided into a plurality of regions along the circumferential direction. In FIG. 5B, it is divided into eight regions. That is, in this example shown in FIGS. 5A and 5B, one Fresnel zone 5 is divided into a total of 24 regions. Below, each of the 24 regions is expressed as a zone. Each zone is assigned a zone identifier. For example, as shown in FIG. 5B, eight zones with n=1 are given zone identifiers Z 11 to Z 18 . Note that the number of divisions of the Fresnel zone 5 is arbitrary.

図6に示す様に、特徴量算出部33は、各ゾーンについて、ゾーンに含まれる物体の属性毎の体積に比例する値の合計値を特徴量とする。なお、本実施形態においては、体積に比例する値を、通信路空間モデルの画素数としている。例えば、図6によると、ゾーン識別子Z11のゾーンには、属性#1(例えば、人)に対応する画素が200あり、属性#2(例えば、車)に対応する画素が0であることが示されている。 As shown in FIG. 6, the feature amount calculation unit 33 uses the total value of the values proportional to the volume of each attribute of the object included in the zone as the feature amount for each zone. In this embodiment, a value proportional to the volume is used as the number of pixels of the channel space model. For example, according to FIG. 6, it can be seen that the zone with zone identifier Z 11 has 200 pixels corresponding to attribute #1 (e.g., people) and 0 pixels corresponding to attribute #2 (e.g., car). It is shown.

図7は、通信路空間モデルとして図4に示す光線モデルを利用した場合における特徴量の例を示している。図7に示す様に、特徴量は、パス特徴量と物体特徴量とを含む。物体特徴量は、フレネルゾーンを利用する場合と同様であり、パス上に存在する物体の体積に比例する値の属性毎の合計値である。パス特徴量は、パスを特徴付ける値であり、図4では、種別、BS側角度、UE側角度、パス長の4つの値を有する。種別は、直接パスであるか反射パスであるかを示す値である。また、BS側角度は、BS1とUE4とを結ぶ直線に対するBS1側でのパスの角度である。同様に、UE側角度は、BS1とUE4とを結ぶ直線に対するUE4側でのパスの角度である。パス長は、パスの長さである。なお、BS側角度及びUE側角度が0であることは直接パスであることを意味しているため、種別を使用しない構成とすることができる。また、BS側角度、US側角度及びパス長のうちのいずれか1つ、又は、2つを特徴量として使用する構成とすることもできる。さらに、物体特徴量のみを使用し、パス特徴量を使用しない構成とすることもできる。 FIG. 7 shows an example of feature amounts when the light ray model shown in FIG. 4 is used as the communication path space model. As shown in FIG. 7, the feature amount includes a path feature amount and an object feature amount. The object feature amount is the same as in the case of using the Fresnel zone, and is the total value for each attribute of values proportional to the volume of the object existing on the path. The path feature quantity is a value that characterizes a path, and in FIG. 4 has four values: type, BS side angle, UE side angle, and path length. The type is a value indicating whether it is a direct path or a reflection path. Also, the BS side angle is the angle of the path on the BS1 side with respect to the straight line connecting the BS1 and the UE4. Similarly, the UE side angle is the angle of the path on the UE4 side with respect to the straight line connecting BS1 and UE4. Path length is the length of the path. Since the BS-side angle and the UE-side angle being 0 means that the path is a direct path, it is possible to adopt a configuration in which the type is not used. Alternatively, one or both of the BS side angle, the US side angle, and the path length may be used as the feature amount. Furthermore, it is also possible to adopt a configuration in which only the object feature amount is used and the path feature amount is not used.

学習部34には、特徴量と通信品質の組み合わせが教師データとして入力される。例えば、BS1から、当該BS1とUE4との間の通信の通信品質情報と、そのときの位置情報を推定装置3が受信したものとする。この場合、当該通信品質が測定された時刻、或いは、当該通信品質が測定された時刻との差が短い時刻(所定値以下)において撮像された深度画像に基づき生成された3D空間モデルから、当該位置情報に基づき通信路空間モデルが抽出され、当該通信路空間モデルから生成された特徴量と当該通信品質情報が示す通信品質の組み合わせが教師データとなる。推定装置3は、各BS1から通信品質情報及び位置情報を取得する毎に、上記の様に教師データを生成する。そして、学習部34は、教師データの特徴量を入力としたときに、当該教師データが示す通信品質が出力される様に学習を行って学習データを出力する。 A combination of the feature amount and the communication quality is input to the learning unit 34 as training data. For example, it is assumed that the estimation device 3 receives the communication quality information of the communication between the BS1 and the UE4 and the position information at that time from the BS1. In this case, from the 3D space model generated based on the depth image captured at the time when the communication quality was measured or at a time when the difference from the time when the communication quality was measured is short (below a predetermined value), the A channel space model is extracted based on the position information, and a combination of the feature amount generated from the channel space model and the communication quality indicated by the communication quality information becomes training data. The estimation device 3 generates teacher data as described above each time it acquires communication quality information and location information from each BS 1 . Then, the learning unit 34 performs learning so that the communication quality indicated by the teacher data is output when the feature amount of the teacher data is input, and outputs the learning data.

図8は、本実施形態による推定装置3の構成図である。なお、図8においては、学習データに基づく通信品質の推定に関する機能ブロックのみを示している。通信路抽出部32には、通信品質の推定を行いたいUEの位置とBSの位置が入力される。通信路抽出部32は、最新の深度画像に基づき生成された3D空間モデルから通信路空間モデルを抽出し、特徴量算出部33は、当該通信路空間モデルの特徴量を算出する。通信路抽出部32及び特徴量算出部33での処理は学習データの生成時と同様である。なお、学習データが、フレネルゾーンモデルを利用して生成されたものである場合、推定時にもフレネルゾーンモデルを利用し、学習データが、光線モデルを利用して生成されたものである場合、推定時にも光線モデルを利用する。 FIG. 8 is a configuration diagram of the estimation device 3 according to this embodiment. Note that FIG. 8 shows only functional blocks related to estimation of communication quality based on learning data. The position of the UE and the position of the BS whose communication quality is to be estimated are input to the channel extraction unit 32 . The channel extraction unit 32 extracts a channel space model from the 3D space model generated based on the latest depth image, and the feature quantity calculation unit 33 calculates the feature quantity of the channel space model. The processing in the channel extraction unit 32 and the feature amount calculation unit 33 is the same as that in generating learning data. If the learning data is generated using the Fresnel zone model, the Fresnel zone model is also used during estimation, and if the learning data is generated using the light ray model, the estimation Sometimes we use the ray model.

推定部35は、学習データを有し、特徴量が入力されると、通信品質を推定結果として出力する。 The estimation unit 35 has learning data, and when the feature amount is input, outputs communication quality as an estimation result.

例えば、UEのハンドオーバ先のBSが複数ある場合、推定結果に基づきUEのハンドオーバ先のBSを決定することができる。また、あるBSと通信中のUEの移動状況に基づき、所定時間後のUEの位置を判定し、判定した位置のUSと当該BSとの通信品質を推定し、通信品質が所定値より劣化すると推定された場合、ハンドオーバを行う様に制御することができる。 For example, if there are multiple BSs to which the UE is to be handed over, the BS to which the UE is to be handed over can be determined based on the estimation result. Further, based on the movement status of a UE communicating with a certain BS, the position of the UE after a predetermined time is determined, the communication quality between the US at the determined position and the BS is estimated, and if the communication quality deteriorates below a predetermined value. If so, it can be controlled to perform handover.

なお、本実施形態において、BS1は、当該BS1の位置を位置情報に含めるとしたが、UEとは異なりBS1の位置は変化しないため、各BS1の位置を推定装置3に格納しておき、BS1は、位置情報としてUEの位置のみを推定装置3に送信する構成とすることができる。また、本実施形態の推定装置3は、複数のBS1によりサービス提供される所定領域の3D空間モデルを生成するものであったが、BS1毎の3D空間モデルを生成する構成とすることができる。この場合、推定装置3については、対応するBS1内に設ける構成とすることができる。 In this embodiment, BS1 includes the position of BS1 in the position information, but unlike UE, the position of BS1 does not change. can be configured to transmit only the position of the UE to the estimation device 3 as position information. Also, the estimation device 3 of the present embodiment generates a 3D space model of a predetermined area serviced by a plurality of BSs 1, but may be configured to generate a 3D space model for each BS1. In this case, the estimation device 3 can be configured to be provided in the corresponding BS1.

なお、本実施形態では特徴量を物体の属性毎に求めていたが属性を判定することなく、所定の大きさ(Sが閾値以上)の物体の合計体積を特徴量とすることができる。また、上述したSと閾値との比較による、小さな物体の削除を行わない構成とすることもできる。 Note that in the present embodiment, the feature amount is obtained for each attribute of the object, but the total volume of an object having a predetermined size (where S is equal to or greater than the threshold value) can be used as the feature amount without determining the attribute. Also, it is possible to adopt a configuration in which small objects are not deleted by comparing S with the threshold value.

以上、複数の深度画像に基づき3D空間モデルを生成することにより、個々の深度画像では被写体に隠れている物体による推定精度の劣化を防ぐことができる。また、3D空間モデルから通信路空間モデルを抽出し、通信路空間モデルの特徴量を算出し、特徴量に基づき学習処理を行う。この構成により、深度画像や通信路空間モデルそのものを使用して学習処理を行うことと比較して学習処理の処理量を少なくすることができる。さらに、通信路空間モデルから通信に影響を与えない小さな物体を削除することで推定精度を高め、処理量を小さくすることができる。 As described above, by generating a 3D space model based on a plurality of depth images, it is possible to prevent degradation of estimation accuracy due to objects hidden behind the subject in each depth image. Also, a communication channel space model is extracted from the 3D space model, a feature amount of the communication channel space model is calculated, and learning processing is performed based on the feature amount. With this configuration, the processing amount of the learning process can be reduced compared to performing the learning process using the depth image or the channel space model itself. Furthermore, by deleting small objects that do not affect communication from the channel space model, it is possible to improve the estimation accuracy and reduce the amount of processing.

なお、本発明による推定装置3は、例えば、コンピュータといった装置の1つ以上のプロセッサで実行されると、当該1つ以上のプロセッサを上記推定装置3として機能・動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。 Note that the estimating device 3 according to the present invention can be realized by, for example, a program that, when executed by one or more processors of a device such as a computer, causes the one or more processors to function and operate as the estimating device 3. . These computer programs can be stored in a computer-readable storage medium or distributed via a network.

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。 The invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the invention.

31:モデル生成部、32:通信路抽出部、33:特徴量算出部、34:学習部 31: model generation unit, 32: communication channel extraction unit, 33: feature amount calculation unit, 34: learning unit

Claims (8)

複数のカメラが取得した複数の深度画像に基づき所定領域の3次元空間モデルを生成する生成手段と、
基地局装置から当該基地局装置と通信しているユーザ装置の位置と、当該通信の通信品質に関する情報を取得する取得手段と、
前記基地局装置の位置と前記ユーザ装置の位置とに基づき前記3次元空間モデルから前記通信に関する部分を通信路空間モデルとして抽出する抽出手段と、
前記通信路空間モデルにおける所定の物体を判定し、判定した物体に基づき前記通信路空間モデルの特徴量を判定する判定手段と、
前記通信路空間モデルの特徴量と前記通信の通信品質とに基づき特徴量から通信品質を推定するための学習データを生成する学習手段と、
を備え
前記抽出手段は、前記基地局装置の位置と前記ユーザ装置の位置との間のフレネルゾーンを前記通信路空間モデルとして抽出し、
前記判定手段は、前記フレネルゾーンを複数のゾーンに分割し、前記複数のゾーンそれぞれに存在する前記所定の物体の体積に比例する値を前記特徴量とすることを特徴とする推定装置。
generating means for generating a three-dimensional spatial model of a predetermined area based on a plurality of depth images acquired by a plurality of cameras;
Acquisition means for acquiring from a base station apparatus the position of a user apparatus communicating with the base station apparatus and information on the communication quality of the communication;
extracting means for extracting, as a channel space model, a portion related to the communication from the three-dimensional space model based on the position of the base station device and the position of the user device;
determining means for determining a predetermined object in the communication path space model and determining a feature amount of the communication path space model based on the determined object;
learning means for generating learning data for estimating communication quality from the feature quantity based on the feature quantity of the channel space model and the communication quality of the communication;
with
the extracting means extracts a Fresnel zone between the position of the base station apparatus and the position of the user apparatus as the channel space model;
The estimating device, wherein the determining means divides the Fresnel zone into a plurality of zones, and sets a value proportional to the volume of the predetermined object existing in each of the plurality of zones as the feature quantity.
前記判定手段は、種別の異なる複数の物体を判定し、前記複数のゾーンそれぞれに存在する前記所定の物体の種別毎の体積に比例する値を前記特徴量とすることを特徴とする請求項に記載の推定装置。 2. The determining means determines a plurality of objects of different types, and sets a value proportional to the volume of each type of the predetermined object existing in each of the plurality of zones as the feature quantity . The estimating device described in . 複数のカメラが取得した複数の深度画像に基づき所定領域の3次元空間モデルを生成する生成手段と、
基地局装置から当該基地局装置と通信しているユーザ装置の位置と、当該通信の通信品質に関する情報を取得する取得手段と、
前記基地局装置の位置と前記ユーザ装置の位置とに基づき前記3次元空間モデルから前記通信に関する部分を通信路空間モデルとして抽出する抽出手段と、
前記通信路空間モデルにおける所定の物体を判定し、判定した物体に基づき前記通信路空間モデルの特徴量を判定する判定手段と、
前記通信路空間モデルの特徴量と前記通信の通信品質とに基づき特徴量から通信品質を推定するための学習データを生成する学習手段と、
を備え、
前記抽出手段は、前記基地局装置の位置と前記ユーザ装置の位置とを結ぶ1つ以上のパスの経路を前記通信路空間モデルとして抽出し、
前記判定手段は、前記1つ以上のパスそれぞれに存在する前記所定の物体の体積に比例する値を前記特徴量とすることを特徴とする推定装置。
generating means for generating a three-dimensional spatial model of a predetermined area based on a plurality of depth images acquired by a plurality of cameras;
Acquisition means for acquiring from a base station apparatus the position of a user apparatus communicating with the base station apparatus and information on the communication quality of the communication;
extracting means for extracting, as a channel space model, a portion related to the communication from the three-dimensional space model based on the position of the base station device and the position of the user device;
determining means for determining a predetermined object in the communication path space model and determining a feature amount of the communication path space model based on the determined object;
learning means for generating learning data for estimating communication quality from the feature quantity based on the feature quantity of the channel space model and the communication quality of the communication;
with
The extracting means extracts one or more path routes connecting the position of the base station apparatus and the position of the user apparatus as the communication path space model,
The estimating device, wherein the determining means uses a value proportional to the volume of the predetermined object present in each of the one or more paths as the feature amount.
前記判定手段は、種別の異なる複数の物体を判定し、前記1つ以上のパスそれぞれに存在する前記所定の物体の種別毎の体積に比例する値を前記特徴量とすることを特徴とする請求項に記載の推定装置。 The determination means determines a plurality of objects of different types, and sets a value proportional to the volume of each type of the predetermined object present in each of the one or more paths as the feature amount. Item 4. The estimation device according to item 3 . 前記特徴量は、前記1つ以上のパスそれぞれについて、パスの長さと、前記基地局装置と前記ユーザ装置とを結ぶ直線に対する前記基地局装置での前記パスの角度と、前記基地局装置と前記ユーザ装置とを結ぶ直線に対する前記ユーザ装置での前記パスの角度と、の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項又はに記載の推定装置。 The feature amount includes, for each of the one or more paths, a path length, an angle of the path at the base station device with respect to a straight line connecting the base station device and the user device, the base station device and the 5. The estimating device according to claim 3 , comprising at least one of: and an angle of the path at the user device with respect to a straight line connecting the user device. 前記判定手段は、前記抽出手段が抽出した前記通信路空間モデルから所定の条件を満たす物体を削除し、削除後の前記通信路空間モデルにおける前記所定の物体を判定し、判定した物体に基づき前記通信路空間モデルの特徴量を判定することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の推定装置。 The determination means deletes an object satisfying a predetermined condition from the communication path space model extracted by the extraction means, determines the predetermined object in the communication path space model after deletion, and determines the determined object based on the determined object. 6. The estimating device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the feature quantity of the channel space model is determined. 前記所定の条件を満たす物体は、前記基地局装置の位置及び前記ユーザ装置の位置から見たときのサイズが閾値より小さい物体であることを特徴とする請求項に記載の推定装置。 7. The estimation apparatus according to claim 6 , wherein the object satisfying the predetermined condition is an object whose size when viewed from the position of the base station apparatus and the position of the user apparatus is smaller than a threshold. 1つ以上のプロセッサを有する装置の前記1つ以上のプロセッサで実行されると、前記装置を請求項1からのいずれか1項に記載の推定装置として機能させることを特徴とするプログラム。 A program, characterized in that, when executed on said one or more processors of a device having one or more processors, it causes said device to function as an estimating device according to any one of claims 1 to 7 .
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