JP7458313B2 - 電子装置、電子システム、および方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電子装置、電子システム、および方法に関する。

複数の無線機間の伝搬特性（例えば、ＲＳＳＩ等）を測定し、当該複数の無線機の各々が設置されている位置を推定することが知られている。ここで、これら複数の無線機が設置されている状況によっては、測定される伝搬特性が変動し、推定に影響を及ぼす可能性がある。複数の無線機の各々が設置されている位置の推定の正確度を向上させることが望まれる。

特開２０２０－０９４８３７号公報

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、複数の無線機の各々が設置されている位置の推定の正確度を向上させることである。

上記課題を解決するために、実施形態の電子装置は、複数の位置候補から、第１電磁波および第２電磁波を用いて通信する無線機の位置を推定する電子装置であって、この無線機の位置候補を示す位置候補情報、前記複数の位置候補のいずれかに設置されている複数の無線機間の前記第１電磁波を用いた通信に関する第１通信情報、および前記複数の無線機間の前記第２電磁波を用いた通信に関する第２通信情報に基づいて、前記無線機が設置されている位置を前記複数の位置候補から推定する処理部を備える。

第１の実施形態の通信システム３００の模式図。 第１の実施形態の推定装置１００の構成図。 第１の実施形態の無線機２００の構成図。 アンテナごとに放射する電磁波を説明する図。 第１の実施形態における推定装置１００の推定動作のフローチャート。 通信システム３００の位置候補の一例を説明する図。 送信信号の一例を説明する図。 無線機２００ｄ１と２００ｄ２の通信に関して取得される第１通信情報の一例を表す図。 無線機２００ｄ１と２００ｄ２間の通信において、カテゴリごとに分類された第１通信情報および第２通信情報を表す図。 ステップＳ１０４を説明するフローチャート。 無線機２００のアンテナに応じて再度カテゴリ分けした統計量Ｓ１を表す図。 統計量Ｓ２を表す図。 周波数ＣＨごとの受信電力の一例を表す図。 アンテナごとの受信電力の一例を表す図。 受信電力と実距離の関係を表す図。 第１の実施形態において推定部１１３が推定した無線機２００のそれぞれの位置の一例を表す図。 電磁波として偏波を用いた場合を説明する図。 アンテナ２０２１～２０２Ｎが放射する電磁波の指向性（指向方向）が異なる場合を説明する図。 無線機２００の通信における時刻の同期を説明する図。 時刻の同期を行った場合における、無線機２００ｄ１と２０２ｄ２の通信の一例を説明する図。 無線機２００ｄ１と２０２ｄ２の通信の別の一例を説明する図。 無線機２００ｄＸにおける、受信無線機ＩＤを省略した通信情報を表す図。 図２２の場合からさらに送信アンテナ識別子と受信アンテナ識別子を省略した通信情報を表す図。 図２３の場合からさらに周波数ＣＨを省略した通信情報を表す図。 第１の実施形態の通信情報から送信アンテナ識別子と受信アンテナ識別子を省略した通信情報を表す図。 図２５の場合からさらに周波数ＣＨを省略した通信情報を表す図。 通信情報の出力の前に、通信情報の一部消去を行う場合を表す図。 第２の実施形態の通信システム３００’の構成図。 通信システム３００’における無線機２００ｄ１～２００ｄＸの位置候補を表す図。 第２の実施形態における無線機２００間の通信の模式図。 直接波と反射波が混在することによる影響を説明する図。 階層ごとの受信電力を模式的に表した図。 第２の実施形態における推定装置１００の推定動作のフローチャートである。 無線機２００間の第１電磁波を用いた第１通信情報に含まれる伝搬データの統計量をマッピングした図。 無線機２００間の第２電磁波を用いた第２通信情報に含まれる伝搬データの統計量をマッピングした図。 無線機２００間の第３電磁波を用いた第３通信情報に含まれる伝搬データの統計量をマッピングした図。 第１電磁波から第３電磁波を用いた第１通信情報から第３通信情報に含まれる伝搬データから決定した統計量をマッピングした図。 第１電磁波から第３電磁波のそれぞれ、および第１電磁波から第３電磁波の伝搬データに基づいてそれぞれグループ分けした結果を表す図。 第２の実施形態のグループ分けを説明する図。 第２の実施形態において推定部１１３が推定した無線機２００のそれぞれの位置の一例を表す図。 無線機２００ｄ１が位置候補ｐ１に設置されている既知情報を説明する図。

以下、発明を実施するための実施形態について図面を参照して説明する。開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る通信システム３００を表している。通信システム３００は、推定装置１００および複数の無線機２００を含む。推定装置１００は、無線機２００が設置される位置の候補（以降、位置候補とも称する）を表す情報および無線機２００間の通信に関する情報（以降、通信情報とも称する）を取得し、無線機２００のそれぞれがどの位置候補に設置されているかを推定する装置である。位置候補を表す情報は、位置候補情報とも称する。また、推定装置１００は電子装置とも称され、通信システム３００は電子システムとも称される。

応用例として、無線機２００は機器、例えば電池モジュール、照明器具、空調機器などに設けられている場合、推定装置１００は、無線機２００の位置を推定することで、無線機２００が設けられている機器の位置を推定することができる。図１では、無線機２００が格子状に配置されている通信システム３００を表しているが、無線機２００の配置はこの場合に限定されるものではない。推定装置１００および無線機２００は、推定装置１００および無線機２００、複数の無線機２００間で通信を行うことができる。通信は、通信に必要とされるやり取り、信号の送信および受信の少なくとも１つを含む。図１では、推定装置１００と無線機２００の通信が有線、無線機２００間の通信が無線により行われる場合が表されているが、これらの通信の接続は無線、有線任意である。無線通信規格はＷｉｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）など任意の規格が適用可能である。

推定装置１００は、無線機２００に位置を推定する際、無線機２００間の通信情報として、複数の電磁波による通信情報を取得する。例えば、無線機２００が第１電磁波から第Ｎ電磁波（Ｎは２以上の整数）により無線機２００間で通信を行う場合、推定装置１００は通信情報として、無線機２００間の第１電磁波の通信に関する第１通信情報、無線機２００間の第２電磁波の通信に関する第２通信情報、…、無線機２００間の第Ｎ電磁波の通信に関する第Ｎ通信情報を取得する。推定装置１００は、位置候補情報および第１通信情報から第Ｎ通信情報に基づいて、無線機２００が設置されている位置を位置候補の中から推定する。無線機２００間の通信は、電磁波によっては伝搬特性が一般的な傾向から外れることがある。そこで、複数の電磁波による無線機２００間の通信情報を用いることにより、無線機２００の推定の正確度を向上させることができる。

図２は、推定装置１００の構成図である。推定装置１００は、取得部１０１、処理部１１０、記憶部１０２、および出力部１０３を備える。処理部１１０は制御部１１１、データ決定部１１２、推定部１１３を有する。

取得部１０１は、位置候補情報および第１通信情報から第Ｎ通信情報を取得する。取得部１０１はこれらの情報を、入力または対象物に対して情報化処理を行うことにより取得する。例えば、取得部１０１はユーザからの入力によって位置候補情報を取得してもよいし、無線機２００が設置される位置が記載された図面を入力またはスキャン等し、画像処理等によって位置候補情報を取得してもよいし、無線機２００の設置状況を表す画像を撮影または入力し、画像処理等によって位置候補情報を取得してもよい。取得部１０１は、第１通信情報から第Ｎ通信情報を無線機２００から取得するが、有線通信によって取得してもよいし、無線通信によって取得してもよい。また、取得部１０１は、第１通信情報から第Ｎ通信情報のうち少なくとも一部を無線機２００から直接ではなく、収集装置、記録装置、データベース等を経由して取得するようにしてもよい。

通信情報は例えば、複数の無線機２００間の通信における受信電力（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、信号対雑音比（ＳＮ比：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）、エラーレート（ＰＥＲ：Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）などの伝搬データと、複数の無線機２００間の通信における無線機２００の識別情報（以降、無線機識別情報とも称する）、無線機２００が通信に用いるアンテナの識別情報と（以降、アンテナ識別情報とも称する）、信号の受信時刻と、通信に使用した周波数帯を表す情報（以降、周波数情報とも称する）を含む。無線機識別情報は、それぞれの無線機２００を特定する情報である。無線機識別情報としては例えば、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスであるが、それぞれの無線機２００を個別に特定できれば任意の情報が適用可能である。アンテナ識別情報は、無線機２００にそれぞれ備えられるアンテナを特定する情報であり、それぞれのアンテナを個別に特定できれば任意の情報が適用可能である。推定装置１００は無線機識別情報、アンテナ識別情報により、通信システム３００に含まれるそれぞれの無線機２００およびそれぞれのアンテナを個別に特定することができる。第１通信情報から第Ｎ通信情報はデータ決定部１１２に送られ、位置候補情報は推定部１１３に送られる。

制御部１１１は、取得部１０１から送られた位置候補情報、第１通信情報から第Ｎ通信情報を記憶部１０２に保持させたり、記憶部１０２に保持されている情報の少なくとも１つの情報をデータ決定部１１２および推定部１１３に送る。また、制御部１１１は、推定部１１３が推定した無線機２００がそれぞれ設置されている位置を表す情報を記憶部１０２に保持させてもよい。

記憶部１０２は、制御部１１１から送られる情報を保持する。記憶部１０２はメモリ等であり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、レジスタなどである。また、記憶部１０２は推定装置１００の内部の他、外部に設けられてもよい。外部に設けられる場合、記憶部１０２はインターネットを経由して情報を保持するクラウドでもよい。

データ決定部１１２は、制御部１１１から送られた第１通信情報から第Ｎ通信情報に基づいて、無線機２００間の伝搬データの統計値を決定する。無線機２００間において、第１電磁波から第Ｎ電磁波までの通信、および通信に使用する複数の周波数帯における伝搬データがあるため、その伝搬データの統計値を取ることにより、電磁波、あるいは周波数帯による伝搬特性の外れ値を除外することができる。統計値とは例えば、最大値、最小値、平均値、中央値などである。決定した伝搬データの統計値は、推定部１１３に送られる。

推定部１１３は、制御部１１１から送られた位置候補情報、およびデータ決定部１１２から送られた伝搬データの統計値に基づいて、無線機２００がそれぞれ設置されている位置を位置候補から推定する。推定部１１３は、推定した無線機２００のそれぞれの位置を表す情報を制御部１１１および出力部１０３に送る。

出力部１０３は、推定部１１３から送られる、推定された無線機２００のそれぞれの位置を表す情報を出力する。推定された無線機２００のそれぞれの位置を表す情報の出力先は任意であり、例えば、推定された無線機２００のそれぞれの位置を表す情報を分析する装置や、視覚的に表示する装置、保持する装置などのいずれでもよい。これらの装置は、推定装置１００内部の図示しない要素でもよいし、推定装置１００の外部に設けられていてもよい。また、推定された無線機２００のそれぞれの位置を表す情報の形態は任意であり、テキストデータ、画像データ、フォーマット化されたデータなどのいずれでもよい。

以上、推定装置１００の構成を説明した。図２では、制御部１１１、データ決定部１１２、推定部１１３は処理部１１０に含まれる。処理部１１０は、制御装置と演算装置を含む１つ以上の電子回路である。電子回路は、アナログまたはデジタル回路等で実現される。例えば、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、およびその組み合わせが可能である。また、処理部１１０の機能はソフトウェアによってこれらの電子回路で実行されてもよい。

図３は、無線機２００の構成図である。無線機２００は、送信部２０１、アンテナ部２０２、受信部２０２、測定部２０４、処理部２１０、および出力部２０５を備える。アンテナ部２０２はアンテナ２０２１、…２０２ＮのＮ本のアンテナを含むアレイアンテナである。処理部２１０はデータ生成部２１１を備える。

送信部２０１は、送信先の無線機２００間の伝搬データを測定するための信号（以降、送信信号とも称される）を変調し、アンテナ部２０２を介して送信する。この送信信号には、送信元の無線機２００の無線機識別情報や、送信信号を放射するアンテナのアンテナ識別情報、通信に使用する周波数帯を表す周波数情報が含まれている。送信形態は任意であり、送信先の無線機を指定してもよいし、ブロードキャストで送信してもよいし、送信先の無線機と同期して送信するようにしてもよい。

アンテナ部２０２は、送信部２０１から送られた送信信号を放射する。アンテナ部２０２はアンテナ２０２１、…２０２ＮのＮ本のアンテナを含むアレイアンテナである。アンテナ部２０２が放射する電磁波はそれぞれのアンテナによって異なるとする。図４は、アンテナごとに放射する電磁波を説明する図である。例えばアンテナ２０２１が放射する電磁波は第１電磁波（ＥＷ１）、アンテナ２０２２が放射する電磁波は第２電磁波（ＥＷ２）、…、アンテナ２０２Ｎが放射する電磁波は第Ｎ電磁波（ＥＷＮ）である。アンテナ部２０２は、アンテナ２０２１～２０２Ｎの接続を変更しながら、それぞれ異なる時間に第１電磁波から第Ｎ電磁波を放射し分ける。これらの電磁波は、送信信号の内容、通信に用いる周波数帯、または送信先の無線機が同じであっても、異なる電磁波として扱うものとする。放射するアンテナが異なれば、電磁波の特性が異なる可能性があるためである。

アンテナ部２０２は、通信先の無線機２００から送られる、通信先の無線機２００間の伝搬データを測定するための信号（以降、受信信号とも称される）の受信にも用いられる。アンテナ部２０２は、受信信号を受信する場合もアンテナを切り替えながら受信する。送信および受信ともにアンテナ２０２１～２０２Ｎの切り替えは任意であり、例えば所定の時間ごとや通信先の無線機２００との同期を取るなどである。

受信部２０３は、アンテナ部２０２を介して受信信号を受信し、復調する。受信信号には、送信元の無線機２００の無線機識別情報、アンテナ識別情報、周波数情報が含まれているが、受信部２０３は、受信側（自身）の無線機識別情報およびアンテナ識別情報を付与してデータ生成部２１１に送る。受信部２０３は、受信信号を測定部２０４にも送る。

測定部２０４は、受信部２０３から送られた受信信号から、伝搬データを測定する。測定された伝搬データは、データ生成部２１１に送られる。

データ生成部２１１は、受信部２０３から送られた送信側と受信側の無線機の無線機識別情報およびアンテナ識別情報、並びに周波数情報と、測定部２０４から送られた受信信号の伝搬データを紐づけ、通信情報を生成する。データ生成部２１１は、生成した通信情報を出力部２０５に送る。また、データ生成部２１１は、送信信号を生成し、送信部２０１に送る。

出力部２０５は、データ生成部２１１から送られた通信情報を推定装置１００に出力する。この出力の態様は任意であり、例えば図１のように無線機２００と推定装置１００とが有線接続されている場合は有線にて出力される。無線機２００と推定装置１００とが無線接続されている場合は、出力部２０５は送信部２０１と統合され、アンテナ部２０２を介して推定装置１００に出力してもよい。

以上、無線機２００の構成を説明した。本実施形態の通信システム３００において、無線機２００は少なくとも上記に説明した構成要素を持つものとする。また、図３では、測定部２０４は処理部２１０に含まれていないが、測定する伝搬データによっては、処理部２１０に含まれていてもよい。例えば伝搬データの測定にデジタル処理が必要な場合などである。処理部２１０は、処理部１１０にて説明した装置と同様の装置を適用可能であるし、ソフトウェアによってその機能を実行するようにしてもよい。

図５は、推定装置１００の推定動作のフローチャートである。以下、推定装置１００の動作の詳細を、図５を用いて説明する。なお、無線機２００間の通信に必要なやり取りはすでに済んでいるものとする。また、推定装置１００は、無線機２００のそれぞれおよびアンテナ２０２１～２０２Ｎのそれぞれの特定を、通信情報に含まれる無線機識別情報およびアンテナ識別情報に基づいて行うものとする。また、本実施形態では一例として、伝搬データが受信電力（ＲＳＳＩ）の場合を説明するものとし、無線機２００間の通信は２つの電磁波（第１電磁波、第２電磁波）で行う場合を説明するものとする。この場合、無線機２００はアンテナ２０２１とアンテナ２０２２を有し、第１電磁波はアンテナ２０２１を用いて放射され、第２電磁波はアンテナ２０２２を用いて放射されることとなる。

取得部１０１は、位置候補情報を取得する（ステップＳ１０１）。図６は、位置候補の一例を説明する図である。本実施形態の通信システム３００は、Ｘ個（Ｘは２以上の自然数）の位置候補ｐ１～ｐＸを有し、無線機２００ｄ１～２００ｄＸがそれぞれいずれかの位置候補に設置されているとする。位置候補ｐ１～ｐＸは位置候補情報により、それぞれの位置（座標が）明らかとなっている。例えば図６では、位置候補ｐ１～ｐＸのそれぞれはｘ座標とｙ座標により特定される。位置候補ｐ１は（ｘ，ｙ）＝（１，１）、位置候補ｐ２は（ｘ，ｙ）＝（２，１）、…、位置候補ｐＸは（ｘ，ｙ）＝（３，ｎ）（ｎは自然数）のように表される。推定装置１００は、のちに取得する通信情報に含まれる無線機識別情報によって、無線機２００が無線機２００ｄ１～２００ｄＸであることを認識する。推定装置１００は、この時点では無線機２００ｄ１～２００ｄＸが、いずれの位置候補に位置しているかについては未知である。取得された位置候補情報は、制御部１１１に送られ、制御部１１１によって記憶部１０２に保持させられる。

取得部１０１は、無線機２００間の第１電磁波を用いた通信に関する第１通信情報、無線機２００間の第２電磁波を用いた通信に関する第２通信情報を取得する（ステップＳ１０２）。取得部１０１は、第１通信情報および第２通信情報を無線機２００から取得するが、無線機２００のそれぞれが行う第１通信情報および第２通信情報の生成について、以下説明する。

送信側の無線機２００は、伝搬データの測定に用いる送信信号を変調し、アンテナ２０２１および２０２２を用いて送信する。図７は、送信信号の一例を説明する図である。送信信号には、送信側の無線機２００の無線機識別情報として送信無線機ＩＤ、周波数情報として周波数ＣＨ（チャネル）、送信側の無線機２００のアンテナ識別情報として送信アンテナ識別子が送信信号のヘッダに組み込まれている。アンテナ２０２１を用いて送信された送信信号は第１電磁波、アンテナ２０２２を用いて送信された送信信号は第２電磁波となる。また、無線機２００間の通信に用いる周波数ＣＨは周波数ＣＨ１と周波数ＣＨ２であるとする。

第１電磁波および第２電磁波は、受信側の無線機２００に受信信号として受信され、復調される。また、受信信号の受信電力が伝搬データとして測定される。受信側のデータ生成部２１１は、受信信号の受信電力と、受信側の無線機２００の無線機識別情報として受信無線機ＩＤと、受信側の無線機２００の無線機識別情報として受信アンテナ識別子と、受信信号に含まれる送信無線機ＩＤ、周波数ＣＨ、送信アンテナ識別子を紐づけ、第１通信情報および第２通信情報を生成する。第１通信情報および第２通信情報の識別は、内包されている送信アンテナ識別子により可能である。この第１通信情報および第２通信情報は、受信側の無線機２００の出力部２０５から出力され、取得部１０１によって取得される。以降、第１通信情報に含まれる伝搬データを第１伝搬データ、第２通信情報に含まれる伝搬データを第２伝搬データとも称する。

取得部１０１によって取得された第１通信情報および第２通信情報は制御部１１１に送られ、制御部１１１は第１通信情報および第２通信情報を記憶部１０２に保持させる。図８は一例として、無線機２００ｄ１と２００ｄ２間の通信に関して取得される第１通信情報を表す図である。送信無線機ＩＤ、受信無線機ＩＤ、受信電力、周波数ＣＨ、送信アンテナ識別子、受信アンテナ識別子がデータ化され、時系列順に並べられている。なお図８では、受信電力はデシベル（ｄＢｍ、絶対値が小さい方がより受信電力が大きい）で表されている。送信アンテナ識別子の２０２１ｄ１は、無線機２００ｄ１のアンテナ２０２１を意味し、受信アンテナ識別子の２０２１ｄ２は無線機２００ｄ２のアンテナ２０２１を意味する。第２通信情報についても、図８の第１通信情報と同様にデータ化され、記憶部１０２に保持される。

制御部１１１は、取得された第１通信情報および第２通信情報を、送信側の無線機２００の無線機識別情報、送信側の無線機２００のアンテナ識別情報、受信側の無線機２００の無線機識別情報、受信側の無線機２００のアンテナ識別情報、周波数情報の少なくとも１つに基づくカテゴリに分類してもよい。図９は一例として、無線機２００ｄ１と２００ｄ２間の通信において、カテゴリごとに分類された第１通信情報および第２通信情報を表す図であるる。図９では、周波数ＣＨ１または２、送信アンテナ識別子２０２１ｄ１または２０２２ｄ１、受信アンテナ識別子２０２１ｄ２または２０２２ｄ２の８通りにより分類されている。それぞれのカテゴリをＣ１～Ｃ８として表す。同カテゴリ内で複数のデータが存在するのは、無線機２００はそれぞれ繰り返し通信して伝搬データを生成するためである。制御部１１１は、分類された第１通信情報および第２通信情報を記憶部１０２に保持させてもよい。

制御部１１１は、記憶部１０２に保持されている第１通信情報および第２通信情報のデータが、所定の量だけあるかを確認する（ステップＳ１０３）。この量の種類は任意に定められ、例えばデータ容量でもよいし、データの数でもよい。また、量についても任意に定められる。本実施形態では、あらかじめ制御部１１１にデータの種類と量を設定しておき、ステップＳ１０３の確認を行う。第１通信情報および第２通信情報のデータが所定の量を満たしていない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻り、第１通信情報および第２通信情報の取得を継続する。なお、ステップＳ１０３以降は、ステップＳ１０２の第１通信情報および第２通信情報の取得とは別に、所定の時間ごとに行ってもよい。

一方、第１通信情報および第２通信情報のデータが所定の量を満たしている場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部１１１は、第１通信情報および第２通信情報を記憶部１０２から読み出し、データ決定部１１２に送る。制御部１１１は、位置候補情報を記憶部１０２から読み出し、推定部１１３に送る。

データ決定部１１２は、制御部１１１から送られた第１通信情報および第２通信情報に基づいて、無線機２００の組合せに応じた統計量Ｓを決定する（ステップＳ１０４）。統計量Ｓは、無線機２００の位置の推定に使われる。図１０は、ステップＳ１０４を説明するフローチャートである。以降、図１０を用いてステップＳ１０４の詳細を説明する。

データ決定部１１２は、第１通信情報に含まれる第１伝搬データおよび第２通信情報に含まれる第２伝搬データから、カテゴリに応じた統計量Ｓ１を決定する（ステップＳ１０４１）。データ決定部１１２は、図９のように分類したカテゴリごとに、伝搬データの統計量を決定する。本実施形態では、カテゴリごとに受信電力の最大値を決定する。また、統計値の決定においては、最大値の他に平均値、中央値を決定してもよい。また、伝搬データの種類によって統計量の種類を選択してもよい。例えばデータ決定部１１２は、伝搬データが信号対雑音比である場合には最大値を決定し、伝搬データがエラーレートである場合には最大値の代わりに最小値を決定するようにしてもよい。

データ選択部１１２は、カテゴリに応じた統計量Ｓ１から、無線機２００のアンテナに応じた統計量Ｓ２を決定する（ステップＳ１０４２）。図１１は、無線機２００のアンテナに応じて再度カテゴリ分けした統計量Ｓ１を表す図である。図１１では、送信アンテナ識別子２０２１ｄ１または２０２２ｄ１、受信アンテナ識別子２０２１ｄ２または２０２２ｄ２の４通りにより分類されている。カテゴリＣ１３はカテゴリＣ１の統計量とカテゴリＣ３の統計量が含まれ、カテゴリＣ２４はカテゴリＣ２の統計量とカテゴリＣ４の統計量が含まれ、カテゴリＣ５７はカテゴリＣ５の統計量とカテゴリＣ７の統計量が含まれ、カテゴリＣ６８はカテゴリＣ６の統計量とカテゴリＣ８の統計量が含まれる。データ決定部１１２は、無線機２００のアンテナに応じて分類されたカテゴリごとに、再度伝搬データの統計量を決定する。本実施形態ではカテゴリごとに受信電力の最大値を決定する。

データ選択部１１３は、無線機２００のアンテナに応じた統計量Ｓ２から、無線機２００の組合せに応じた統計量Ｓを決定する（ステップＳ１０４３）。図１２は、統計量Ｓ２を表す図である。データ選択部１１３は、この統計量Ｓ２から無線機２００の組合せに応じた統計量Ｓを決定する。本実施形態では、受信電力の最大値を決定する。図１２では、受信電力の最大値は－３０ｄＢｍとなり、この値が無線機２００ｄ１および無線機２００ｄ２間の通信の受信電力として決定され、無線機２００ｄ１および無線機２００ｄ２の位置の推定に使われる。データ決定部１１２は、決定した統計量Ｓを推定部１１３に送る。

伝搬データの統計量の決定にあたり、カテゴリごとに伝搬データの統計量を決定したのは、外れ値の伝搬データの影響をより小さくすることができるためである。例えば図１３は、周波数ＣＨごとの受信電力の一例を表す図である。通常、周波数ＣＨごとに受信電力のレベルにはさほどの差はないが、周波数ＣＨ１ではある時間において受信電力が急激に低下した場合（外れ値）があるとする。複数の周波数ＣＨで伝搬データの測定および統計量の決定をしない場合、この外れ値が無線機２００の位置の推定の正確度に影響を及ぼす可能性がある。また、図１４は、アンテナごとの受信電力の一例を表す図である。通常、受信電力は送信側の無線機と受信側の無線機の距離が離れるほど低下する。しかし、この例ではアンテナ２０２１でもアンテナ２０２２でも、無線機間の距離が遠くなっていくにも関わらず受信電力が上昇することがある。複数のアンテナ（電磁波）の伝搬データの測定および統計量の決定を行うことにより、無線機間の距離が遠くなるにしたがって受信電力が低下する一般的な傾向を維持することができる。これにより、無線機２００の位置の推定の正確度を向上させることができる。

また、本実施形態で説明したカテゴリごとの統計量の決定の一部を省略するようにしてもよい。例えば、統計量Ｓ１を決定した後に統計量Ｓを決定してもよいし、統計量Ｓ１を決定せず、統計量Ｓ２から決定するようにしてもよい。

図８～図１２では、一例として無線機２００ｄ１および無線機２００ｄ２の通信における統計量の決定Ｓを説明してきた。以降同様に、無線機２００ｄ１～２００ｄＸまで、データ決定部１１２は無線機２００の組合せごとに統計量Ｓを決定し、推定部１１３に送る。

以上、無線機２００の組合せに応じた統計量Ｓの決定（ステップＳ１０４）を説明した。図５に戻ると、推定部１１３は、制御部１１１から送られた位置候補情報、およびデータ決定部１１２から送られた統計量Ｓに基づいて、無線機２００のそれぞれが設置されている位置を、位置候補から推定する（ステップＳ１０５）。

無線機２００の位置の推定においては、受信電力と距離との関係を用いる。図１５は受信電力と実距離の関係を表す図である。複数の無線機２００間の受信電力は、距離のべき乗に比例して減衰する。例えば自由空間中では、受信電力は距離の２乗に比例して減衰する。同じ距離の差であっても、距離の差に対応する受信電力の差は一定ではない。図１５では、無線機２００のうち、送信信号を送信する１つの無線機と、その無線機からの距離に応じた受信電力が表されている。距離ｄ_ＡではＲ_Ａ、距離ｄ_ＢではＲ_Ｂ、距離ｄ_ＣではＲ_Ｃ、距離ｄ_ＤではＲ_Ｄであるとする。距離ｄ_Ａから距離ｄ_Ｂまでの差分Δｄ_１と、距離ｄ_Ｃから距離ｄ_Ｄまでの差分Δｄ_２は等しい。しかし、Ｒ_ＡとＲ_Ｂの差分ΔＲ_１と、Ｒ_ＣとＲ_Ｄの差分ΔＲ_２では、ΔＲ_２はΔＲ_１よりも小さい。このように、送信信号を送信する無線機から離れるほど、測定される受信電力の変化は小さくなる。

推定部１１３は、位置候補ｐ１～ｐＸに、無線機２００ｄ１～２００ｄＸを仮に配置した組合せ（以降、仮説とも称する）を複数生成する。推定部１１３は、仮説ごとに評価値を算出し、最も無線機２００ｄ１～２００ｄＸの配置として適切な組合せを無線機２００のそれぞれの位置として推定する。

仮説における評価値の例として、仮説ごとに無線機２００ｄ１～２００ｄＸの距離を求め、求めた距離と受信電力の相関関係を用いる。２つの無線機２００間の受信電力は図１５で説明したように距離の相関が強いため、受信電力が大きいほど２つの無線機２００間の距離が近いとされる。そこで推定部１１３は、仮説における無線機２００ｄ１～２００ｄＸのそれぞれの距離が小さいほど受信電力が大きくなっているかを評価する。例えば推定部１１３は、仮説における無線機２００ｄ１～２００ｄＸのそれぞれの距離と、受信電力との相関関係が－１に最も近い組合せを無線機２００のそれぞれの位置として推定する。推定部１１３は、評価値として仮説ごとに無線機２００ｄ１～２００ｄＸの距離を求め、求めた距離と受信電力に基づく矛盾度を求めてもよい。その場合、推定部１１３は、求めた矛盾度が最も小さい組合せを無線機２００のそれぞれの位置として推定する。

図１６は、推定部１１３が推定した無線機２００のそれぞれの位置の一例を表す図である。本実施形態の一例として、推定部１１３は、位置候補ｐ１には無線機２００ｄ１、位置候補ｐ２には無線機２００ｄ２、…、位置候補ｐＸには無線機２００ｄＸが位置すると推定する。推定部１１３は、推定した無線機２００のそれぞれの位置を表す情報を出力部１０３に送る。

出力部１０３は、送られた無線機２００のそれぞれの位置を表す情報を出力する。または、推定部１１３は推定した無線機２００のそれぞれの位置を表す情報を制御部１１１に送り、制御部１１１は記憶部１０２に保持させる（ステップＳ１０６）。

制御部１１１は、推定装置１００の動作を終了させる終了指令が届いているか否かを確認する（ステップＳ１０７）。この終了指令は、推定装置１００の動作を本フローで終了させる指令である。この終了指令は、ユーザによる推定装置１００への入力や、終了指令を含んだ信号を推定装置１００が取得するなどして制御部１１１に伝えられる。この終了指令は、直ちに推定装置１００の動作を終了させる指令であってもよい。

制御部１１１にこの終了指令が届いていない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。位置候補情報に変更がない場合は、ステップＳ１０２に戻ってもよい。一方、制御部１１１にこの終了指令が届いている場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、フローは終了し、推定装置１００は動作を終了する。推定装置１００は、ステップＳ１０１またはＳ１０２に戻った後、任意の条件によって本フローの動作を再び行うようにしてもよい。フローが戻る場合、制御部１１１は、所定の回数（例えば、一度）無線機２００の推定に用いた第１通信情報および第２通信情報については、記憶部１０２から削除させるようにしてもよい。

以上、本実施形態における推定装置１００について説明した。本実施形態で説明した推定装置１００は一例であり、変形例は様々に実装、実行可能である。以下、推定装置１００を含めた通信システム３００の変形例を説明する。

（変形例１）
本変形例では、アンテナ部２０２が放射する電磁波の変形例を説明する。図１７は、電磁波として偏波を用いた場合を説明する図である。アンテナ２０２１からは第１電磁波として垂直偏波ＥＷ１’が、アンテナ２０２２からは第２電磁波として水平偏波ＥＷ２’が放射される。偏波面が異なる電磁波であれば、電磁波による伝搬データの外れ値が生じる箇所（時間帯、周波数帯、受信アンテナなどを指す）が異なる可能性が高くなる。その場合、本実施形態のように統計量Ｓを決定することで外れ値の影響を低減させることができる。垂直偏波ＥＷ１’、水平偏波ＥＷ２’のように、偏波面が直交した電磁波を用いるようにしてもよい。偏波の関係は偏波面が直交するだけでなく、偏波面が異なる複数の偏波を第１電磁波～第Ｎ電磁波として用いてもよい。

図１８は、アンテナ２０２１～２０２Ｎが放射する電磁波の指向性（指向方向）が異なる場合を説明する図である。アンテナ２０２１が放射する電磁波ＥＷ１”、 アンテナ２０２２が放射する電磁波ＥＷ２”、…、 アンテナ２０２Ｎが放射する電磁波ＥＷＮ”はそれぞれ指向性が異なる。それぞれ指向性が異なる電磁波を用いることにより、電磁波による伝搬データの外れ値が生じる箇所が異なる可能性が高くなり、外れ値の影響を低減させることができる。

（変形例２）
本変形例では、送信側の無線機２００による送信信号の送信と、受信側の無線機２００による受信信号の受信の変形例を説明する。図１９は、無線機２００の通信における時刻の同期を説明する図である。時刻の同期は、基準となる無線機２００から他の無線機２００に対してプリアンブルを送信し、他の無線機２００がこのプリアンブルを受信することにより行われる。図１９では、無線機２００ｄ１が時刻ｔ１において無線機２００ｄ２～２００ｄＸに対してプリアンブルをブロードキャスト送信する。送信されたプリアンブルが受信されることにより、無線機２００ｄ１の時刻と無線機２００ｄ２～２００ｄＸの時刻を同期することができる。図１９では、無線機２００ｄ１～２００ｄＸの時刻がｔ１に同期される。

無線機２００ｄ１からの第１電磁波から第Ｎ電磁波の切り替え（送信アンテナ２０２１ｄ１から２０２Ｎｄ１の切り替え）と、受信側の無線機２００のアンテナ２０２１から２０２Ｎの切り替えが時間に応じて行われる場合、第１通信情報から第Ｎ通信情報から一部の情報を省略することができる。第１通信情報から第Ｎ通信情報に含まれる、受信信号の受信時刻を参照することにより、送信側の無線機２００のアンテナ部２０２と、受信側の無線機２００のアンテナ部２０２の組合せを識別することが可能であるためである。

図２０は、時刻の同期を行った場合における、無線機２００ｄ１と２０２ｄ２の通信の一例を説明する図である。図２０の例では、無線機２００ｄ１と無線機２００ｄ２はそれぞれ時間ごとのアンテナの切り替えの順番をあらかじめ定めている。例えば時刻ｔ１１において無線機２００ｄ１からアンテナ２０２１ｄ１を介して第１電磁波が放射され、無線機２００ｄ２はアンテナ２０２１ｄ２を用いてこの第１電磁波を受信する。第１電磁波の受信はアンテナ２０２２ｄ２～２０２Ｎｄ２まで行われ、次に第２電磁波の放射と受信がアンテナ２０２１ｄ２～２０２Ｎｄ２まで繰り返される。このようにして、第Ｎ電磁波の放射とアンテナ２０２Ｎｄ２による受信が時刻ｔ１２に完了すると、無線機２００ｄ１と無線機２００ｄ２の通信について一通りの伝搬データが測定されることになる。無線機２００ｄ１と無線機２００ｄ２は時間ごとにアンテナの切り替えの順番を定めているので、送信信号からは送信アンテナ識別子を除いてもよいし、第１通信情報から第Ｎ通信情報まで、受信アンテナ識別子を除くようにしてもよい。また、時間に応じて通信に用いる周波数帯まで定めている場合は、第１通信情報から第Ｎ通信情報まで周波数ＣＨを除くようにしてもよい。時間ごとのアンテナの切り替えの順番および周波数ＣＨの切り替えの順番が推定装置１００に取得されている場合は、推定装置１００にて送信アンテナ、受信アンテナの組合せと、通信に用いる周波数帯が認識可能なためである。第１通信情報から第Ｎ通信情報までの容量を減らすことにより、無線機２００の処理の高速化や、無線機２００の簡素化が可能である。

図２１は、無線機２００ｄ１と２０２ｄ２の通信の別の一例を説明する図である。図２１の例では、無線機２００ｄ１と無線機２００ｄ２はそれぞれ時間ごとのアンテナ部２０２の切り替えの順番を定めておらず、ランダムである。この場合、送信信号には周波数ＣＨと送信アンテナ識別子が含まれ、第１通信情報から第Ｎ通信情報まで受信アンテナ識別子が含まれる。アンテナ部２０２の切り替えがランダムであっても、長時間第１電磁波から第Ｎ電磁波を受信することで、それぞれ同等数の第１通信情報から第Ｎ通信情報を生成することができる。図２１の例では、時刻ｔ２１ではアンテナ２０２１ｄ１から第１電磁波が放射され、アンテナ２０２Ｎｄ２を用いて受信される。時刻ｔ２２ではアンテナ２０２Ｎｄ１から第Ｎ電磁波が放射され、アンテナ２０２１ｄ２を用いて受信される。時刻ｔ２３ではアンテナ２０２Ｎｄ１から第Ｎ電磁波が放射され、アンテナ２０２Ｎｄ２を用いて受信される。アンテナ部２０２の切り替えがランダムであれば、送信側の無線機２００と受信側の無線機２００の取り決めが不要となり、無線機２００の処理の高速化や、無線機２００の簡素化が可能である。

（変形例３）
本変形例では、通信情報の簡素化について説明する。これらの情報の一部を省略することで、通信情報の容量を低減させることができる。図２２は、無線機２００ｄＸにおける、受信無線機ＩＤを省略した通信情報を表す図である。通信情報は、送信信号を受信した無線機２００によって生成され、推定装置１００に送られるため、推定装置１００は受信側の無線機２００について通信情報の取得により認識することができる。受信無線機ＩＤは推定装置１００側で付与し、通信情報からは省略してもよい。また、送信アンテナ識別子が送信無線機ＩＤと紐づけて与えられている場合は送信無線機ＩＤを省略することができる。

図２３は、図２２の場合からさらに送信アンテナ識別子と受信アンテナ識別子を省略した通信情報を表す図である。送信アンテナ識別子と受信アンテナ識別子が存在すると、本実施形態のようにカテゴリごと、アンテナの組合せごとに統計量を決定することができるため、外れ値の影響を低減させることができる。簡素化のために送信アンテナ識別子と受信アンテナ識別子を省略しても、本実施形態の統計量Ｓを決定することは可能である。

図２４は、図２３の場合からさらに周波数ＣＨを省略した通信情報を表す図である。周波数ＣＨが存在すると、本実施形態のようにカテゴリごとに統計量を決定することができるため、外れ値の影響を低減させることができる。簡素化のために周波数ＣＨを省略しても、本実施形態の統計量Ｓを決定することは可能である。

図２５は、本実施形態の通信情報から送信アンテナ識別子と受信アンテナ識別子を省略した通信情報を表す図である。図２３で説明した場合と同様に、簡素化のために送信アンテナ識別子と受信アンテナ識別子を省略しても、本実施形態の統計量Ｓを決定することは可能である。

図２６は、図２５の場合からさらに周波数ＣＨを省略した通信情報を表す図である。図２４で説明した場合と同様に、簡素化のために周波数ＣＨを省略しても、本実施形態の統計量Ｓを決定することは可能である。

図２７は、通信情報の出力の前に、通信情報の一部消去を行う場合を表す図である。図２７の第１通信情報を一例とすると、伝搬データ（受信電力）は、送信無線機ＩＤ、周波数ＣＨ、送信アンテナ識別子、および受信アンテナ識別子のカテゴリごとに分類することができる。データ生成部２１１は、カテゴリごとに伝搬データの統計値を決定し、決定された統計値以外の同じカテゴリのデータを消去してもよい。図２７の場合、送信無線機ＩＤｄ１、周波数ＣＨ１、送信アンテナ識別子２０２１ｄ１、受信アンテナ識別子２０２１ｄＸのカテゴリでは、受信電力は－５０ｄＢｍ、－４５ｄＢｍ、－５２ｄＢｍの３つのデータが存在する。データ生成部２１１は、このカテゴリにおける統計量として、最大値の受信電力が－４５ｄＢｍのデータのみを残し、同じカテゴリの他のデータを消去する。通信情報を推定装置１００に出力する前に一部消去を行うことで、通信情報の容量を低減させることができる。

（変形例４）
以下、推定装置１００の機能をプログラムによって実現する変形例を説明する。推定装置１００の構成要素が行う機能は、処理部１１０と同様の処理装置がプログラムを処理することにより実現してもよい。このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ－ＲおよびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などのコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由で提供されるようにしてもよいし、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどの記憶媒体に組み込んで提供されるようにしてもよい。

以上、推定装置１００を含めた通信システム３００の変形例を説明した。本実施形態の推定装置１００は、位置候補情報、および無線機２００間の第１電磁波の通信に関する第１通信情報、無線機２００間の第２電磁波の通信に関する第２通信情報、…、無線機２００間の第Ｎ電磁波の通信に関する第Ｎ通信情報を取得する。推定装置１００は、位置候補情報および第１通信情報から第Ｎ通信情報に基づいて、無線機２００が設置されている位置を位置候補の中から推定する。複数の電磁波による無線機２００間の通信情報を用いることにより、無線機２００の推定の正確度を向上させることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態の適用例を説明する。図２８は、通信システム３００の適用例の、通信システム３００’の構成図である。通信システム３００’は、推定装置１００、無線機２００ｄ１～２００ｄＸ、筐体部３０１、遮蔽部３０２を備える。説明のために、図２８は筐体部の一部を透過させて内部に設置される推定装置１００、無線機２００ｄ１～２００ｄＸ、および遮蔽部３０２を視覚化している。無線機２００ｄ１～２００ｄＸ、および遮蔽部３０２は筐体部３０１の内部に備えるための構成要素である。推定装置１００は図２８では筐体部３０１の内部に備えられているが、筐体部３０１の外部に備えられてもよい。また、筐体部３０１と遮蔽部３０２により、透過部３０３が形成される。なお、図２８では一部省略しているが、推定装置１００と無線機２００は有線により接続されている。無線で接続してもよい。

推定装置１００、無線機２００ｄ１～２００ｄＸは、第１の実施形態と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。筐体部３０１は、無線機２００ｄ１～２００ｄＸを内部に備えるための筐体である。筐体部３０１の材質は任意である。例えば金属でもよいし、樹脂でもよいし、これらのハイブリッド材でもよい。

遮蔽部３０２は、筐体部３０１の内部に備えられ、無線機２００を支持する。すなわち、筐体部３０１に遮蔽部３０２が備えられることで、無線機２００を支持する棚になる。遮蔽部３０２により、異なる遮蔽部３０２上に備えられる無線機２００は、互いに直線的に視認できない。筐体部３０１の材質は任意である。例えば金属でもよいし、樹脂でもよいし、これらのハイブリッド材でもよい。

透過部３０３は、筐体部３０１の内部に遮蔽部３０２が備えられることによって形成される領域である。図２８では、遮蔽部３０２の面上において、幅Ｗ、奥行きＤの領域が形成される。すなわち、筐体部３０１の内部は遮蔽部３０２によって完全に仕切られるわけではなく、一部に透過部３０３による吹き抜けが存在することとなる。この透過部３０３により、無線機２００ｄ１～２００ｄＸが通信に用いる第１電磁波から第Ｎ電磁波は、少なくとも一部は異なる電力で透過する。図２８では透過部３０３は空間であるが、遮蔽部３０２の一部に設けられてもよい。また、遮蔽部３０２は空間ではなく物体であってもよい。その場合、透過部３０３の材質は遮蔽部３０２よりも電磁波を透過させやすい材質である。なお、遮蔽部３０２の一部に透過部３０３が設けられている場合でも、透過部３０３は筐体部３０１および遮蔽部３０２により形成されるものとする。

以上、通信システム３００’の構成要素を説明した。図２９は、通信システム３００’における無線機２００ｄ１～２００ｄＸの位置候補を表す図である。本実施形態では、筐体部３０１および遮蔽部３０２によって仕切られている。以降、この仕切られた領域を階層と称する。本実施形態では、階層はｙ座標に垂直に設定されるため、位置候補を階層ごとに分類することができる。例えば、位置候補ｐ１～ｐ３は階層Ｌ１、位置候補ｐ４～ｐ６は階層Ｌ２、…、位置候補ｐＸ－２～ｐＸは階層Ｌｎ（ｎ＝Ｘ／３）である。本実施形態では、位置候補ｐ１に無線機２００ｄ１、位置候補ｐ２に無線機２００ｄ２、…、位置候補ｐＸに無線機２００ｐＸが設置されているとするが、推定装置１００には未知である。

図３０は、本実施形態における無線機２００間の通信の模式図である。第１の実施形態と同様に、無線機２００はそれぞれの組合せにおいて通信を行い、伝搬データの計測を行う。ここで、無線機２００の通信における電磁波は、受信側の無線機２００に、直接受信されるか、筐体部３０１や遮蔽部３０２によって反射された後に受信されるかにより、受信電力が異なる。以降、直接受信される電磁波を直接波、筐体部３０１や遮蔽部３０２によって反射されてから受信される電磁波を反射波とも称する。

通信システム３００’では、直接波と反射波が混在した環境となる。図３１は、直接波と反射波が混在することによる影響を説明する図である。先述したように、直接波は反射波より受信電力が高い。また、反射波は一旦筐体部３０１や遮蔽部３０２によって反射された後に受信されるため、直接波よりも受信までの経路が長い。したがって、直接波に遅れて反射波は受信されることとなる。図３１左側の図では、直接波は電磁波が放射されてから時間Ｔ１、受信電力Ｑ１で受信される。一方反射波は、電磁波が放射されてからの時間Ｔ２、受信電力Ｑ２で受信される。時間Ｔ２はＴ１よりも長く、受信電力Ｑ２はＱ１よりも小さい。直接波と反射波が混在することによって、直接波に反射波が逆相合成または同相合成されることがありうる。結果、周波数によって受信電力の弱め合いや強め合いが起こり、伝搬データの測定の正確度が低下する。図３１右側の図では、周波数によって受信電力が異なる一例を表している。第１の実施形態と同様に、無線機２００間の通信に複数の電磁波を用い、統計量を決定することにより、直接波と反射波の合成を考慮した無線機２００の位置の推定を行うことができる。

図３２は、階層ごとの受信電力を模式的に表した図である。通信システム３００’は、筐体部３０１および遮蔽部３０２によって階層Ｌ１～Ｌｎに分けられている。図３２では、通信の受信電力を矢印の太さで表している。階層が異なる無線機２００の通信では、透過部３０３によって電磁波が透過するとはいえ、遮蔽部３０２によって遮蔽されているため、階層が同じ無線機２００の通信と比べて受信電力が小さくなる。本実施形態の推定装置１００は、通信する無線機２００が設置される階層によって、受信電力が異なることを利用し、階層ごとに無線機２００をグループ化する。推定装置１００は、グループごとに無線機２００が設置されている位置を推定する。複数の電磁波による無線機２００間の通信情報を用いることにより、無線機２００の推定の正確度を向上させることができ、さらに無線機２００をグループ化することにより、グループ化しない場合と比較して無線機２００の位置の推定に係る計算量を削減することが可能である。

図３３は、本実施形態の推定装置１００の推定動作のフローチャートである。本フローチャートは、図５と類似するため、同じステップには同じステップ番号を付して説明を省略し、類似するステップは相違点を説明する。なお、本実施形態では、無線機２００間の通信は第１電磁波、第２電磁波、第３電磁波を用いた例を説明するため、２つの電磁波であっても、４つ以上の電磁波であっても同様である。無線機２００において、第１電磁波はアンテナ２０２１から放射され、第２電磁波はアンテナ２０２２から放射され、第３電磁波はアンテナ２０２３から放射される。

ステップＳ１０２’は、通信に用いる電磁波が３つとなったため、取得部１０１は第１通信情報、第２通信情報、および第３通信情報を取得する。ステップＳ１０４’は、通信に用いる電磁波が３つとなったため、データ決定部１１２は第１通信情報、第２通信情報、および第３通信情報に基づいて、無線機２００の組合せに応じた統計量Ｓを決定する。ステップＳ１０４１では、無線機の組合せごとに、周波数ＣＨ、送信アンテナ識別子、受信アンテナ識別子で分類される８つのカテゴリがあったが、通信に用いる電磁波が増加したため、送信アンテナ、受信アンテナの数が増加し、カテゴリの数が増える。しかし、データ決定部１１２は第１の実施形態と同様に、カテゴリに応じた統計量Ｓ１を決定し、統計量Ｓ１から無線機２００のアンテナに応じた統計量Ｓ２を決定し、統計量Ｓ２から無線機２００の組合せに応じた統計量Ｓを決定する。

ステップＳ１０４’の後、推定部１１３は統計量Ｓに基づいて、階層の数だけ無線機２００をグループ化する（ステップＳ２０１）。統計量Ｓに基づいた、無線機２００のグループ分けの実例について以下説明する。

実例では、本実施形態の通信システム３００’を２つ用いた。以降、通信システム３００Ａおよび３００Ｂとも称する。通信システム３００Ａおよび３００Ｂにはそれぞれ２３個ずつの無線機２００を設置されている。無線機２００には無線機ＩＤとして通し番号をつけ、通信システム３００Ａには無線機ＩＤが１～２３、通信システムＢには無線機ＩＤが２４～４６の無線機２００が設置されている。１つの階層には無線機２００を３つずつ設置し、それぞれ１つの階層だけ無線機２００が２つ設置されている。通信システム３００Ａでは無線機ＩＤ（１，２）、（３，４，５）、…、（２１，２２，２３）がそれぞれグループであり、通信システム３００Ｂでは無線機ＩＤ（２４，２５）、（２６，２７，２８）、…、（４４，４５，４６）がそれぞれグループである。

図３４は、無線機２００間の第１電磁波を用いた第１通信情報に含まれる伝搬データの統計量をマッピングした図である。色が暗くなるほど統計量が大きいことを示す。なお、同じ無線機２００の通信は無視するため、マッピングでは黒塗りされている。実例では、伝搬データは受信電力、統計量は最大値を用いている。図３５は、無線機２００間の第２電磁波を用いた第２通信情報に含まれる伝搬データの統計量をマッピングした図である。図３６は、無線機２００間の第３電磁波を用いた第３通信情報に含まれる伝搬データの統計量をマッピングした図である。図３７は、第１電磁波から第３電磁波を用いた第１通信情報から第３通信情報に含まれる伝搬データから、第１の実施形態と同様に決定した無線機２００ごとの統計量をマッピングした図である。図３７は、図３４から図３６と比較して、無線機ＩＤが近い無線機２００は統計量がより大きくなっている。

図３８は、第１電磁波から第３電磁波のそれぞれ、および第１電磁波から第３電磁波の伝搬データに基づいてそれぞれグループ分けした結果を表す図である。第１電磁波から第３電磁波のそれぞれのみの伝搬データに基づいてグループ分けした結果は、実際のグループとは異なる場合があったが、第１電磁波から第３電磁波の伝搬データに基づいてグループ分けした結果は、実際のグループと一致した。第１電磁波から第３電磁波の伝搬データに基づくことにより、電磁波による伝搬特性の外れ値を除外することができ、１つの電磁波の場合よりも無線機２００のグループ化および無線機２００が設置されている位置の推定の正確度を向上させることができる。

図３９は、本実施形態のグループ分けを説明する図である。推定部１１３は、実例と同様に、無線機２００ｄ１～２００ｄＸをグループ分けし、それぞれのグループを決定する。推定部１１３は、無線機２００ｄ１～２００ｄ３、無線機２００ｄ４～２００ｄ６、…、無線機２００ｄＸ－２～２００ｄＸがそれぞれグループＧ１、Ｇ２、…、Ｇｎとして決定される。

図３３のフローチャートに説明を戻す。推定部１１３は、決定したグループとおよび位置候補情報に基づいて、無線機２００のそれぞれが設置されている位置を推定する（ステップＳ２０２）。推定部１１３は、第１の実施形態と同様に、無線機２００ｄ１～２００ｄＸの位置の推定を行う。本実施形態では、推定部１１３は、グループＧ１～Ｇｎを階層Ｌ１～Ｌｎにそれぞれ仮に配置し、さらに階層に含まれる位置候補とグループに含まれる無線機２００を仮に配置し、仮説を生成する。推定部１１３は、仮説ごとに評価値を算出し、最も無線機２００ｄ１～２００ｄＸの配置として適切な組合せを無線機２００のそれぞれの位置として推定する。図４０は、推定部１１３が推定した無線機２００のそれぞれの位置の一例を表す図である。本実施形態の一例として、推定部１１３は、位置候補ｐ１には無線機２００ｄ１、位置候補ｐ２には無線機２００ｄ２、…、位置候補ｐＸには無線機２００ｄＸが位置すると推定する。

ステップＳ１０６、Ｓ１０７については第１の実施形態と同様である。なお、ステップＳ１０６においては、無線機２００が配置されている位置を表す情報を、グループごとに出力または保存してもよいし、推定部１１３が決定したグループＧ１～Ｇｎや、階層Ｌ１～Ｌｎを表す情報を出力または保存するようにしてもよい。

以上、本実施形態における推定装置１００について説明した。本実施形態で説明した推定装置１００は一例であり、変形例は様々に実装、実行可能である。例えば、第１の実施形態で説明した変形例は、本実施形態にも適用可能である。以下、推定装置１００を含めた通信システム３００’の変形例を説明する。

（変形例５）
本変形例では、無線機２００の位置の推定の正確度を向上させ、推定の計算量を削減する。取得部１０１は、無線機２００ｄ１～２００ｄＸのうち、少なくとも１つの無線機２００の位置を示す情報（以降、既知情報とも称する）をさらに取得する。図４１は、本変形例の一例として、無線機２００ｄ１が位置候補ｐ１に設置されている既知情報を説明する図である。推定部１１３は、既知情報にさらに基づいて、無線機２００ｄ２～２００ｄＸが設置されている位置を位置候補ｐ２～ｐＸから推定する。このようにすることで、無線機２００ｄ１～２００ｄＸが規則的に配置されている場合に、点対称や回転対称の場合を排除することができるため、無線機２００の位置の推定の正確度を向上させ、推定の計算量を削減することができる。なお、本変形例は第１の実施形態にも適用可能である。

以上、推定装置１００を含めた通信システム３００’の変形例を説明した。本実施形態の推定装置１００は、位置候補情報、および無線機２００間の第１電磁波の通信に関する第１通信情報、無線機２００間の第２電磁波の通信に関する第２通信情報、…、無線機２００間の第Ｎ電磁波の通信に関する第Ｎ通信情報を取得する。推定装置１００は、位置候補情報および第１通信情報から第Ｎ通信情報に基づいて、無線機２００が設置されている位置を位置候補の中から推定する。本実施形態の推定装置１００は、筐体部３０１や遮蔽部３０２で形成される棚の上に無線機２００ｄ１～２００ｄＸを設置した実例においても、複数の電磁波による無線機２００間の通信情報を用いることにより、無線機２００の推定の正確度を向上させることができる。

また、本実施形態の推定装置１００は、無線機２００ｄ１～２００ｄＸをグループ分けすることにより、グループを分けずに推定する場合と比較して推定に必要な計算量を削減することができる。通信システム３００’には位置候補がＸ個、無線機２００がＸ台含まれているため、グループを分けずに一度に無線機２００が設置されている位置を推定する場合はＸ！通りの組合せから最も適切な組合せを推定する必要がある。本実施形態のように、３つずつＸ／３個（ｎ個）のグループに分ける場合は、Ｘ／３×３！通りの組合せから最も適切な組合せを選択すればよく、推定装置１００の計算量を削減することができる。計算量の削減は、推定時間を削減することができ、一定の推定時間における推定精度を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００：推定装置
１０１：取得部
１０２：記憶部
１０３：出力部
１１０：処理部
１１１：制御部
１１２：データ決定部
１１３：推定部
２００、２００ｄ１、２００ｄ２、…、２００ｄＸ：無線機
２０１：送信部
２０２、２０２ｄ１、２０２ｄ２：アンテナ部
２０２１、２０２２、…、２０２Ｎ、２０２１ｄ１、２０２２ｄ１…、２０２Ｎｄ１、２０２１ｄ２、２０２２ｄ２、…、２０２Ｎｄ２、…、２０２１ｄＸ、２０２２ｄＸ、…、２０２ＮｄＸ：アンテナ
２０３：受信部
２０４：測定部
２０５：出力部
２１０：処理部
２１１：データ生成部
３００、３００’：通信システム
３０１：筐体部
３０２：遮蔽部
３０３：透過部

Claims (18)

1. 複数の位置候補から、複数の無線機の位置を推定する電子装置であって、
   前記無線機の位置候補を示す位置候補情報、前記複数の無線機の組み合わせにおける前記無線機間の第１電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第１伝搬データに基づく第１の値、および前記組み合わせにおける前記無線機間の第２電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第２伝搬データに基づく第２の値に基づいて、前記無線機が設置されている位置を前記複数の位置候補から推定する処理部と、
   を備える、
   電子装置。
2. 前記第１の値は前記複数の無線機の前記組み合わせに含まれる異なる前記無線機の２つのアンテナ間の第１電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第１伝搬データに基づき、
   前記第２の値は前記複数の無線機の前記組み合わせに含まれる異なる前記無線機の２つのアンテナ間の第２電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第２伝搬データに基づく、請求項１に記載の電子装置。
3. 前記第１の値は、前記複数の無線機の前記組み合わせに含まれる前記無線機間において単一の周波数帯を有する第１電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第１伝搬データに基づき、
   前記第２の値は、前記複数の無線機の前記組み合わせに含まれる前記無線機間において単一の周波数帯を有する第２電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第２伝搬データに基づく、
   請求項１に記載の電子装置。
4. 前記第１の値は、前記複数回の通信により得られる第１伝搬データの最大値、最小値、平均値、中央値のうちの一つであり、
   前記第２の値は、前記複数回の通信により得られる第２伝搬データの最大値、最小値、平均値、中央値のうちの一つである、
   請求項１に記載の電子装置。
5. 前記処理部は、前記第１の値及び前記第２の値に基づいて、前記複数の無線機のうち、同じ階層に存在すると推定される無線機からなるグループを決定する、
   請求項２～４のいずれか一項に記載の電子装置。
6. 前記処理部は、前記位置候補情報に基づいて、前記グループに含まれる無線機が設置されている位置を、前記複数の位置候補から推定する、
   請求項５に記載の電子装置。
7. 前記第１伝搬データは、前記無線機間の前記第１電磁波を用いた通信における第１受信電力、第１信号対雑音比、および第１エラーレートの少なくとも１つを示し、
   前記第２伝搬データは、前記無線機間の前記第２電磁波を用いた通信における第２受信電力、第２信号対雑音比、および第２エラーレートの少なくとも１つを示す、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子装置。
8. 前記処理部は、前記無線機間の通信における、送信側の無線機の第１無線機識別情報および受信側の無線機の第２無線機識別情報にさらに基づいて、前記無線機が設置されている位置を前記複数の位置候補から推定する、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子装置。
9. 前記処理部は、前記第１電磁波を放射した無線機が用いた第１アンテナの識別情報と、前記第１電磁波を受信した無線機が用いた第２アンテナの識別情報と、前記第２電磁波を放射した無線機が用いた第３アンテナの識別情報と、前記第２電磁波を受信した無線機が用いた第４アンテナの識別情報にさらに基づいて、前記無線機が設置されている位置を前記複数の位置候補から推定する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電子装置。
10. 前記処理部は、前記第１電磁波の周波数帯を示す第１周波数情報と、前記第２電磁波の周波数帯を示す第２周波数情報にさらに基づいて、前記無線機が設置されている位置を前記複数の位置候補から推定する、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子装置。
11. 前記処理部は、前記第１伝搬データおよび前記第２伝搬データを、前記無線機間の通信における、送信側の無線機、受信側の無線機、前記送信側の無線機が前記通信に用いたアンテナ、前記受信側の無線機が前記通信に用いたアンテナ、および前記通信に用いられた周波数帯の少なくともいずれかに基づいて分類する、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電子装置。
12. 前記第１伝搬データおよび前記第２伝搬データを保持する記憶部をさらに備え、
    前記処理部は、分類した前記第１伝搬データおよび前記第２伝搬データを前記記憶部に保持させる、
    請求項１１に記載の電子装置。
13. 推定された前記無線機が設置されている位置を示す情報を出力する出力部をさらに備える、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電子装置。
14. 前記第１電磁波および前記第２電磁波は、それぞれ異なる時間に放射される、
    請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電子装置。
15. 前記第１電磁波および前記第２電磁波は、偏波面が直交する、
    請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の電子装置。
16. 請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の電子装置と、
    前記複数の無線機と、
    を備える、
    電子システム。
17. 筐体部と、
    前記筐体部に備えるための、第１電磁波および第２電磁波を用いて通信する第１無線機と、
    前記筐体部に備えるための、前記第１電磁波および前記第２電磁波を用いて前記第１無線機と通信する第２無線機と、
    前記第１無線機および前記第２無線機の位置候補から、前記第１無線機および前記第２無線機が設置されている位置を推定する電子装置と、
    前記筐体部内において、前記第１無線機および前記第２無線機の間に備えるための遮蔽部と、
    を備え、
    前記筐体部および前記遮蔽部により形成される透過部は、前記第１電磁波および前記第２電磁波を異なる電力で透過させ、
    前記電子装置は、
    前記第１無線機及び前記第２無線機の前記位置候補を示す位置候補情報、前記第１無線機及び前記第２無線機間の前記第１電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第１伝搬データに基づく第１の値、および前記第１無線機及び前記第２無線機間の前記第２電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第２伝搬データに基づく第２の値に基づいて、前記第１無線機及び前記第２無線機が設置されている位置を前記位置候補から推定する、
    電子システム。
18. 複数の位置候補から、複数の無線機の位置を推定する方法であって、
    前記無線機の位置候補を示す位置候補情報、前記複数の無線機の組み合わせにおける前記無線機間の第１電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第１伝搬データに基づく第１の値、および前記組み合わせにおける前記無線機間の第２電磁波を用いた複数回の通信によって得られる第２伝搬データに基づく第２の値に基づいて、前記無線機が設置されている位置を前記複数の位置候補から推定する
    方法。

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