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JP7580197B2 - Information processing device, information processing method, and program - Google Patents
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JP7580197B2 - Information processing device, information processing method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing device, an information processing method, and a program.

特許文献1に記載された受信電力推定装置では、空間的に配置された電波センサーでの受信電力と、遮蔽物を考慮した伝搬損失推定値から、無線局の送信アンテナ利得(EIRPの指向性)を推定することが行われる。また、当該受信電力推定装置では、送信アンテナ利得の推定値と、第2の伝搬損失推定値から、空間的な受信電力を推定することが行われる(特許文献1の段落0067~0076、図6~10などを参照。)。 The received power estimation device described in Patent Document 1 estimates the transmitting antenna gain (EIRP directivity) of a wireless station from the received power at spatially arranged radio wave sensors and a propagation loss estimate that takes into account obstructions. The received power estimation device also estimates the spatial received power from the estimated transmitting antenna gain and a second propagation loss estimate (see paragraphs 0067-0076 and figures 6-10 of Patent Document 1, etc.).

特開2017-208679号公報JP 2017-208679 A

しかしながら、上述のようなアンテナ指向性を推定する手法では、電波センサーでの受信電力をもとに1つのアンテナ指向性について送信アンテナ利得を推定するが、複数のアンテナ指向性について、それぞれの送信アンテナ利得を推定することができなかった。すなわち、従来の手法では、例えば、複数のアンテナ指向性について合成された電波について推定が行われるため、個々の送信アンテナ利得を推定することができなかった。なお、複数のアンテナ指向性が存在する状況としては、例えば、1箇所から複数の方向に電波を放射する無線局が存在する状況、あるいは、複数の無線局のそれぞれが電波を放射する状況、あるいは、これらの両方が発生する状況がある。 However, in the above-mentioned method for estimating antenna directivity, the transmitting antenna gain is estimated for one antenna directivity based on the received power at the radio wave sensor, but it is not possible to estimate the transmitting antenna gain for each of multiple antenna directivities. In other words, in the conventional method, for example, estimation is performed for radio waves combined for multiple antenna directivities, so it is not possible to estimate individual transmitting antenna gains. Note that examples of situations in which multiple antenna directivities exist include situations in which there is a radio station that radiates radio waves in multiple directions from one location, or situations in which multiple radio stations each radiate radio waves, or situations in which both of these occur.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、複数のアンテナ指向性が存在する場合においても、それぞれのアンテナ指向性のパターンの方向を精度良く推定することができる情報処理装置、情報処理方法およびプログラムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an information processing device, information processing method, and program that can accurately estimate the direction of each antenna directivity pattern even when multiple antenna directivities exist.

一構成例として、アンテナ指向性の推定対象となる1または異なる位置の2以上の無線局の周囲に存在する複数の電波センサーによる電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値に基づく空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の前記仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた前記相関係数のうちで最大の相関係数が得られた前記仮の方向の組み合わせを前記複数の前記アンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定する推定演算部を備え、前記相関係数は、前記複数の前記電波センサーによる電力の測定結果、および、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値をパラメータとして含む式により規定される、情報処理装置である。
一構成例として、情報処理装置において、前記推定演算部は、前記複数の前記アンテナ指向性のパターンのうちの1以上の前記パターンのそれぞれごとに、複数の前記パターンのそれぞれについて前記相関係数を演算し、最大の相関係数が得られた前記パターンおよび前記仮の方向を前記アンテナ指向性のパターンおよび方向の推定結果と判定する。
一構成例として、情報処理装置において、前記推定演算部は、2次元平面における前記パターンの情報を用いて前記相関係数を演算する。
一構成例として、情報処理装置において、前記推定演算部は、3次元空間における前記パターンの情報を用いて前記相関係数を演算する。
一構成例として、情報処理装置において、前記推定演算部は、電力の前記測定結果に基づく空間的な前記電力分布と、前記複数の前記アンテナ指向性の前記パターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに想定される空間的な前記電力分布との一方または両方について所定の重み付けを行い、前記重み付けが行われた結果に基づいて前記相関係数を演算する。
As one configuration example, the information processing device is provided with an estimation calculation unit that calculates a correlation coefficient between a spatial power distribution based on power measurement results by a plurality of radio wave sensors present around one or two or more radio stations at different locations that are the subject of antenna directivity estimation, and a spatial power distribution based on assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different locations is set as a respective hypothetical direction, and determines the combination of hypothetical directions that obtains the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as the estimation result of the direction of the plurality of antenna directivity patterns, wherein the correlation coefficient is specified by an equation that includes, as parameters, the power measurement results by the plurality of radio wave sensors and the assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different locations is set as the respective hypothetical direction.
As one configuration example, in an information processing device, the estimation calculation unit calculates the correlation coefficient for each of the multiple patterns, for one or more of the multiple antenna directivity patterns, and determines the pattern and the tentative direction for which the maximum correlation coefficient is obtained to be the estimation result of the antenna directivity pattern and direction.
As one configuration example, in the information processing device, the estimation calculation unit calculates the correlation coefficient using information of the pattern on a two-dimensional plane.
As one configuration example, in the information processing device, the estimation calculation unit calculates the correlation coefficient by using information on the pattern in a three-dimensional space.
As one configuration example, in an information processing device, the estimation calculation unit performs a predetermined weighting on one or both of the spatial power distribution based on the power measurement results and the spatial power distribution assumed when each direction of the patterns of the multiple antenna directivities is set as the respective hypothetical directions, and calculates the correlation coefficient based on the weighting result.

一構成例として、推定演算部が、アンテナ指向性の推定対象となる1または異なる位置の2以上の無線局の周囲に存在する複数の電波センサーによる電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値に基づく空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の前記仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた前記相関係数のうちで最大の相関係数が得られた前記仮の方向の組み合わせを前記複数の前記アンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定し、前記相関係数は、前記複数の前記電波センサーによる電力の測定結果、および、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値をパラメータとして含む式により規定される、情報処理方法である。 As one configuration example, this is an information processing method in which an estimation calculation unit calculates a correlation coefficient between a spatial power distribution based on power measurement results by a plurality of radio wave sensors present around one or two or more radio stations at different locations that are the subject of antenna directivity estimation, and a spatial power distribution based on assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different locations is set as a respective hypothetical direction, and determines the combination of hypothetical directions that obtains the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as an estimation result of the directions of the plurality of antenna directivity patterns, and the correlation coefficient is specified by an equation that includes, as parameters, the power measurement results by the plurality of radio wave sensors and the assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different locations is set as a respective hypothetical direction.

一構成例として、推定演算部が、アンテナ指向性の推定対象となる1または異なる位置の2以上の無線局の周囲に存在する複数の電波センサーによる電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値に基づく空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の前記仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた前記相関係数のうちで最大の相関係数が得られた前記仮の方向の組み合わせを前記複数の前記アンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定するステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記相関係数は、前記複数の前記電波センサーによる電力の測定結果、および、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値をパラメータとして含む式により規定される、プログラムである。 As one configuration example, the program causes a computer to execute a step in which an estimation calculation unit calculates a correlation coefficient between a spatial power distribution based on power measurement results by a plurality of radio wave sensors present around one or two or more radio stations at different locations that are the subject of antenna directivity estimation, and a spatial power distribution based on assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different locations is set as each hypothetical direction, and determines the combination of hypothetical directions that obtains the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as an estimation result of the direction of the plurality of antenna directivity patterns, wherein the correlation coefficient is defined by an equation that includes, as parameters, the power measurement results by the plurality of radio wave sensors, and the assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different locations is set as each hypothetical direction .

本発明に係る情報処理装置、情報処理方法およびプログラムによれば、複数のアンテナ指向性が存在する場合においても、それぞれのアンテナ指向性のパターンの方向を精度良く推定することができる。 The information processing device, information processing method, and program according to the present invention make it possible to accurately estimate the direction of each antenna directivity pattern even when multiple antenna directivities exist.

本発明の実施形態に係る情報処理システムの概略的な構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an information processing system according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係る無線局と電波センサーの配置および電力分布を示す図である。2 is a diagram showing the arrangement and power distribution of wireless stations and radio wave sensors according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係る無線局と電波センサーの配置および仮のアンテナ指向性のパターンの方向における電力分布を示す図である。1 is a diagram showing the arrangement of a wireless station and a radio wave sensor according to an embodiment of the present invention, and power distribution in the direction of a hypothetical antenna directivity pattern. 本発明の実施形態に係る情報処理装置において行われる処理の手順の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a procedure of a process performed in an information processing device according to an embodiment of the present invention. (A)~(D)は本発明の実施形態に係るアンテナ指向性のパターンの方向を推定する手法の一例を示す図である。5A to 5D are diagrams illustrating an example of a method for estimating the direction of an antenna directivity pattern according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るアンテナの最大本数の推定結果を格納するテーブルを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a table for storing an estimation result of the maximum number of antennas according to the embodiment of the present invention. (A)~(F)は本発明の実施形態に係る複数種類のアンテナ指向性のパターンの例を示す図である。1A to 1F are diagrams showing examples of a plurality of types of antenna directivity patterns according to an embodiment of the present invention. (A)~(B)は本発明の実施形態に係る無線局のアンテナおよび電波センサーの配置の例を示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating examples of the arrangement of antennas and radio wave sensors of a wireless station according to an embodiment of the present invention. (A)~(B)は本発明の実施形態に係る水平および垂直のアンテナ指向性のパターンの例を示す図である。1A and 1B are diagrams showing examples of horizontal and vertical antenna directivity patterns according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る無線局と電波センサーの配置および電力分布を示す図である。2 is a diagram showing the arrangement and power distribution of wireless stations and radio wave sensors according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係る無線局と電波センサーの配置および仮のアンテナ指向性のパターンの方向における電力分布を示す図である。1 is a diagram showing the arrangement of a wireless station and a radio wave sensor according to an embodiment of the present invention, and power distribution in the direction of a hypothetical antenna directivity pattern.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

(第1実施形態)
<情報処理システム>
図1は、本発明の実施形態に係る情報処理システム1の概略的な構成を示す図である。
情報処理システム1は、情報処理装置11と、複数の電波センサー21-11~21-MNと、ネットワーク31を備える。
情報処理装置11と、それぞれの電波センサー21-11~21-MNは、ネットワーク31と接続されている。そして、情報処理装置11と、それぞれの電波センサー21-11~21-MNとは、ネットワーク31を介して、通信することが可能である。
ネットワーク31は、有線のネットワークであってもよく、無線のネットワークであってもよく、あるいは、有線と無線の両方を含むネットワークであってもよい。
First Embodiment
<Information Processing System>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an information processing system 1 according to an embodiment of the present invention.
The information processing system 1 includes an information processing device 11, a plurality of radio wave sensors 21-11 to 21-MN, and a network 31.
The information processing device 11 and each of the radio wave sensors 21-11 to 21-MN are connected to a network 31. The information processing device 11 and each of the radio wave sensors 21-11 to 21-MN are capable of communicating with each other via the network 31.
The network 31 may be a wired network, a wireless network, or a network including both wired and wireless networks.

それぞれの電波センサー21-11~21-MNは、空間的に分散されて設置されている。そして、それぞれの電波センサー21-11~21-MNは、所定の周波数について電波の受信電力を検出(測定)し、その検出結果を、ネットワーク31を介して、情報処理装置11に送信する。
ここで、本実施形態では、MおよびNをそれぞれ2以上の整数として、(M×N)個の電波センサー21-11~21-MNを示す。本実施形態では、説明の便宜上、(M×N)個の電波センサー21-11~21-MNは、所定の方向に等間隔にM行分が配置されており、各行ごとに当該所定の方向とは直交する方向に等間隔にN列分が配置されているとする。
なお、複数の電波センサーの数および配置は、それぞれ、任意であってもよい。MとNとは、例えば、同じ値であってもよく、あるいは、異なる値であってもよい。
The radio wave sensors 21-11 to 21-MN are installed in a spatially dispersed manner. Each of the radio wave sensors 21-11 to 21-MN detects (measures) the received power of radio waves at a predetermined frequency and transmits the detection results to the information processing device 11 via the network 31.
Here, in this embodiment, (M×N) radio wave sensors 21-11 to 21-MN are shown, where M and N are each integers equal to or greater than 2. For ease of explanation, in this embodiment, it is assumed that the (M×N) radio wave sensors 21-11 to 21-MN are arranged in M rows at equal intervals in a predetermined direction, and that for each row, N columns are arranged at equal intervals in a direction perpendicular to the predetermined direction.
The number and arrangement of the multiple radio wave sensors may be arbitrary. M and N may be the same value, or may be different values, for example.

<情報処理装置>
情報処理装置11は、入力部111と、出力部112と、通信部113と、記憶部114と、制御部115を備える。
制御部115は、取得部131と、推定演算部132と、出力制御部133を備える。
<Information processing device>
The information processing device 11 includes an input unit 111 , an output unit 112 , a communication unit 113 , a storage unit 114 , and a control unit 115 .
The control unit 115 includes an acquisition unit 131 , an estimation calculation unit 132 , and an output control unit 133 .

入力部111は、例えば、ユーザ(人)によって操作される操作部と、外部の装置から直接的に情報を入力する機能部などを備える。
出力部112は、例えば、情報を表示出力する画面と、情報を音出力するスピーカと、外部の装置に直接的に出力する機能部などを備える。
通信部113は、ネットワーク31を介して外部の装置(本実施形態では、電波センサー21-11~21-MN)と通信する。
記憶部114は、情報を記憶する。
The input unit 111 includes, for example, an operation unit operated by a user (person) and a functional unit for directly inputting information from an external device.
The output unit 112 includes, for example, a screen for displaying and outputting information, a speaker for outputting information as sound, and a functional unit for directly outputting information to an external device.
The communication unit 113 communicates with external devices (in this embodiment, the radio wave sensors 21-11 to 21-MN) via the network 31.
The memory unit 114 stores information.

制御部115は、各種の処理または制御を行う。
取得部131は、情報を取得する。本実施形態では、取得部131は、通信部113によって電波センサー21-11~21-MNから受信された検出結果の情報を取得する。
推定演算部132は、取得部131によって取得された情報に基づいて、所定のアンテナの指向性を推定するための演算を行う。
出力制御部133は、推定演算部132によって行われた演算の結果を出力部112により出力するように制御する。
The control unit 115 performs various types of processing and control.
The acquisition unit 131 acquires information. In this embodiment, the acquisition unit 131 acquires information on the detection results received by the communication unit 113 from the radio wave sensors 21-11 to 21-MN.
The estimation calculation unit 132 performs a calculation to estimate the directivity of a predetermined antenna based on the information acquired by the acquisition unit 131 .
The output control unit 133 controls the output unit 112 to output the result of the calculation performed by the estimation calculation unit 132 .

<本実施形態の前提条件>
本実施形態では、1個の無線局における複数のアンテナ指向性のパターンの方向を推定する。つまり、1個の無線局から複数の異なる方向に電波が放射される。本実施形態では、説明を簡易化するために、1個の無線局の位置は1点(1箇所)であるとして説明する。
ここで、1個の無線局から放射される電波の方向(アンテナ指向性のパターンの方向)の数としては、例えば、既存の手法によって推定などされてもよく、あるいは、ユーザなどにより設定されてもよい。無線局としては、無線により通信を行う局が用いられ、例えば、携帯電話システムなどの基地局装置あるいは中継装置などが用いられてもよい。
また、無線局の位置、空中線電力、および、伝搬損失は既知であるとする。これらの情報は、例えば、既知の技術により推定などにより求められてもよく、あるいは、ユーザなどにより設定されてもよい。
また、推定対象となるアンテナ指向性のパターンは既知であるとする。当該パターンは、例えば、無線局の登録情報などから得られてもよく、あるいは、ユーザなどにより設定されてもよい。
また、本実施形態では、説明の便宜上、アンテナ指向性のパターンは1種類のみであるとする。なお、他の例として、複数のアンテナ指向性のパターンが異なるパターンを含んでもよい。
また、空間として、地図上の2次元の平面を想定する。なお、本実施形態では、図示を簡易化するために、地図の情報の図示を省略するが、例えば、空間が表される場合に、2次元または3次元の地図の情報が組み合わされて表示等されてもよい。
<Prerequisites for this embodiment>
In this embodiment, the directions of multiple antenna directivity patterns in one wireless station are estimated. That is, radio waves are emitted in multiple different directions from one wireless station. In this embodiment, for the sake of simplicity, the position of one wireless station is described as one point (one location).
Here, the number of directions of radio waves radiated from one wireless station (directions of antenna directivity patterns) may be estimated by an existing method, or may be set by a user, etc. As the wireless station, a station that communicates wirelessly is used, and for example, a base station device or a relay device of a mobile phone system or the like may be used.
It is also assumed that the location, antenna power, and propagation loss of the wireless station are known. These pieces of information may be obtained by estimation using known techniques, or may be set by a user, for example.
It is also assumed that the pattern of the antenna directivity to be estimated is known. The pattern may be obtained from, for example, registration information of the wireless station, or may be set by a user.
In addition, in this embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that there is only one type of antenna directivity pattern. However, as another example, the plurality of antenna directivity patterns may include different patterns.
In addition, the space is assumed to be a two-dimensional plane on a map. Note that in this embodiment, in order to simplify the illustration, map information is omitted from the illustration, but for example, when a space is represented, two-dimensional or three-dimensional map information may be combined and displayed.

本実施形態では、推定演算部132は、電波センサー21-11~21-MNによる検出結果から得られる空間的な電力分布と、1箇所から複数の方向に電波を放射する無線局で使用されているそれぞれのアンテナ指向性のパターンの方向を仮の方向としたときに電波センサー21-11~21-MNで得られると想定される空間的な電力分布との相関係数を求める。そして、推定演算部132は、それぞれのアンテナ指向性のパターンの仮の方向を変化させて、相関係数の値が最も高くなった仮の方向(それぞれの仮の方向の組み合わせ)を推定結果とする。 In this embodiment, the estimation calculation unit 132 calculates a correlation coefficient between the spatial power distribution obtained from the detection results by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN and the spatial power distribution assumed to be obtained by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN when the directions of the antenna directivity patterns used by a wireless station that radiates radio waves in multiple directions from one location are taken as hypothetical directions. The estimation calculation unit 132 then changes the hypothetical directions of the antenna directivity patterns and determines the hypothetical direction (combination of the hypothetical directions) with the highest correlation coefficient value as the estimation result.

ここで、本実施形態では、1個の無線局から複数の異なる方向に電波が放射される場合について示すが、他の例として、複数の異なる無線局が存在し、それぞれの無線局から1以上のアンテナ指向性のパターンで電波が放射される場合に、本実施形態と同様な処理が適用されてもよい。具体例として、本実施形態と同様な処理が、複数の異なる無線局が近接させられて設置された場合に適用されてもよく、例えば、LTE(Long Term Evolution)の局などのようにセクター運用されている局に適用されてもよい。
他の例として、本実施形態と同様な処理が、1つのアンテナでアンテナ指向性のパターンまたはアンテナ指向性のパターンの方向を切り替えて運用する無線局に適用されてもよく、例えば、28GHz帯5G局などのように、ビームフォーミングを行う局に適用されてもよい。この場合、電波センサー21-11~21-MNによる受信電力には、例えば、切り替えられる2種類以上の電波(例えば、2種類以上のアンテナ指向性のパターンによる電波、あるいは、同一のアンテナ指向性のパターンについて2種類以上の方向)の電力が含まれるとする。
Here, in this embodiment, a case where radio waves are radiated from one radio station in multiple different directions is shown, but as another example, a process similar to this embodiment may be applied when multiple different radio stations are present and each of the radio stations radiates radio waves in one or more antenna directivity patterns. As a specific example, a process similar to this embodiment may be applied when multiple different radio stations are installed close to each other, for example, to stations operated in sectors such as LTE (Long Term Evolution) stations.
As another example, a process similar to that of this embodiment may be applied to a wireless station that operates by switching the antenna directivity pattern or the direction of the antenna directivity pattern with one antenna, and may be applied to a station that performs beamforming, such as a 28 GHz band 5G station, etc. In this case, the received power by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN includes, for example, the power of two or more types of radio waves that can be switched (for example, radio waves with two or more types of antenna directivity patterns, or two or more directions for the same antenna directivity pattern).

情報処理装置11において、推定演算部132によって行われる[処理T1]~[処理T5]を説明する。
[処理T1]
推定演算部132は、複数の電波センサー21-11~21-MNから取得された検出結果に基づいて、空間的な電力分布を取得する。
In the information processing device 11, the processes T1 to T5 performed by the estimation calculation unit 132 will be described.
[Process T1]
The estimation calculation unit 132 obtains a spatial power distribution based on the detection results obtained from the multiple radio wave sensors 21-11 to 21-MN.

図2は、本発明の実施形態に係る無線局211と電波センサー21-11~21-MNの配置および電力分布を示す図である。
図2の例では、アンテナ指向性の推定対象となる1個の無線局211と、その周囲に存在する電波センサー21-11~21-MNを示してある。なお、図2の例では、推定演算に使用される電波センサー21-11~21-MNを示してあるが、他の電波センサーが情報処理システム1に備えられていてもよい。
また、図2の例では、図示を簡易化するために、それぞれの電波センサー21-11~21-MNによる検出結果(受信電力の強度)の概略を示してあるが、当該検出結果は受信電力の数値[dB]であり、当該数値が情報処理装置11により取得される。
FIG. 2 is a diagram showing the arrangement and power distribution of a wireless station 211 and radio wave sensors 21-11 to 21-MN according to an embodiment of the present invention.
The example in Fig. 2 shows one wireless station 211 whose antenna directivity is to be estimated, and radio wave sensors 21-11 to 21-MN that exist around it. Note that, although the example in Fig. 2 shows the radio wave sensors 21-11 to 21-MN that are used for the estimation calculation, other radio wave sensors may be provided in the information processing system 1.
In addition, in the example of Figure 2, in order to simplify the illustration, an outline of the detection results (strength of received power) by each radio wave sensor 21-11 to 21-MN is shown, but the detection results are numerical values of the received power [dB], and these numerical values are acquired by the information processing device 11.

[処理T2]
推定演算部132は、無線局211の複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれを仮の方向に配置した場合について、電波センサー21-11~21-MNによる検出結果(空間的な電力分布)を推定する。この推定結果は、これら複数のアンテナ指向性のパターンによる電力分布の合成結果に相当する。
推定演算部132は、例えば、無線局211の空中線電力(送信機出力電力)、無線局211から電波センサー21-11~21-MNへの方向におけるアンテナ利得、伝搬損失に基づいて、電波センサー21-11~21-MNによる受信電力を推定する。なお、空中線電力(送信機出力電力)、アンテナ利得、伝搬損失といった情報は、例えば、それぞれのアンテナ指向性のパターンごとの情報であってもよい。
[Process T2]
The estimation calculation unit 132 estimates the detection results (spatial power distribution) of the radio wave sensors 21-11 to 21-MN when each of the multiple antenna directivity patterns of the wireless station 211 is arranged in a hypothetical direction. This estimation result corresponds to the combined result of the power distribution due to the multiple antenna directivity patterns.
The estimation calculation unit 132 estimates the received power by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN based on, for example, the antenna power (transmitter output power) of the radio station 211, and the antenna gain and propagation loss in the direction from the radio station 211 to the radio wave sensors 21-11 to 21-MN. Note that information such as the antenna power (transmitter output power), antenna gain, and propagation loss may be information for each antenna directivity pattern, for example.

図3は、本発明の実施形態に係る無線局211と電波センサー21-11~21-MNの配置および仮のアンテナ指向性のパターン311、312の方向における電力分布を示す図である。当該電力分布は、2つのアンテナ指向性のパターン311、312による電力分布が合成されたものに相当する。
図3には、仮のアンテナ指向性のパターン311について、中心方向331と、角度幅351を示してある。
また、図3には、仮のアンテナ指向性のパターン312について、中心方向332と、角度幅352を示してある。
なお、図3の例では、図2の例と同様に、図示を簡易化するために、それぞれの電波センサー21-11~21-MNによる検出結果(受信電力の強度)の概略を示してあるが、当該検出結果は受信電力の数値[dB]である。
また、情報処理装置11では、それぞれのパターン311、312について、中心方向331、332および角度幅351、352は、例えば、それぞれのパターン311、312の情報として、記憶部114に記憶され、制御部115によって処理される。
3 is a diagram showing the arrangement of the wireless station 211 and the radio wave sensors 21-11 to 21-MN according to the embodiment of the present invention, and power distribution in the directions of the tentative antenna directivity patterns 311 and 312. The power distribution corresponds to a combination of the power distributions due to the two antenna directivity patterns 311 and 312.
FIG. 3 shows a central direction 331 and an angular width 351 for a tentative antenna directivity pattern 311 .
FIG. 3 also shows a central direction 332 and an angular width 352 for the hypothetical antenna directivity pattern 312 .
In the example of Figure 3, as in the example of Figure 2, in order to simplify the illustration, an outline of the detection results (strength of received power) by each radio wave sensor 21-11 to 21-MN is shown, and the detection results are numerical values of the received power [dB].
In the information processing device 11 , the central directions 331 , 332 and angular widths 351 , 352 for the respective patterns 311 , 312 are stored in the storage unit 114 as information on the respective patterns 311 , 312 , for example, and are processed by the control unit 115 .

[処理T3]
推定演算部132は、電波センサー21-11~21-MNによる検出結果に基づいて得られた空間的な電力分布(測定値に基づく電力分布)と、無線局211について仮のアンテナ指向性のパターン311、312の方向を想定した場合に電波センサー21-11~21-MNにより得られると想定される空間的な電力分布(想定値に基づく電力分布)との相関係数を演算する。
[Process T3]
The estimation calculation unit 132 calculates a correlation coefficient between the spatial power distribution (power distribution based on measured values) obtained based on the detection results by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN and the spatial power distribution (power distribution based on assumed values) assumed to be obtained by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN when assuming the directions of the hypothetical antenna directivity patterns 311, 312 for the wireless station 211.

本実施形態では、式(1)に示される相関係数rが用いられる。
式(1)において、t(t=1~T)は変数であり、Tは電波センサー21-11~21-MNの数(本実施形態では、M×N)を表しており、P0,tはt番目の電波センサーによる受信電力(測定値)を表しており、P1,tは仮のアンテナ指向性のパターン311、312の方向を想定した場合におけるt番目の電波センサーによる受信電力(想定値)を表している。また、P0,tの上に横線が引かれたものはP0,tの平均値を表しており、P1,tの上に横線が引かれたものはP1,tの平均値を表している。
ここで、t=1~Tのそれぞれに対応する複数の電波センサー21-11~21-MNの順序は任意であってもよい。
なお、相関係数としては、例えば、他のパラメータを含む演算式が用いられてもよく、あるいは、同じパラメータであっても他の演算式による相関係数が用いられてもよい。
In this embodiment, the correlation coefficient r shown in equation (1) is used.
In formula (1), t (t=1 to T) is a variable, T represents the number of radio wave sensors 21-11 to 21-MN (M×N in this embodiment), P0 ,t represents the received power (measured value) by the t-th radio wave sensor, and P1 ,t represents the received power (estimated value) by the t-th radio wave sensor when assuming the direction of tentative antenna directivity patterns 311, 312. In addition, a horizontal line drawn above P0 ,t represents the average value of P0 , t, and a horizontal line drawn above P1, t represents the average value of P1 ,t .
Here, the order of the multiple radio wave sensors 21-11 to 21-MN corresponding to t=1 to T may be arbitrary.
As the correlation coefficient, for example, an arithmetic expression including other parameters may be used, or a correlation coefficient using the same parameters but other arithmetic expressions may be used.

Figure 0007580197000001
Figure 0007580197000001

ここで、相関係数を求めるときに、演算対象とする電波センサー21-11~21-MNの範囲が一部の電波センサーに設定されてもよく、また、電波センサー21-11~21-MNによる受信電力(測定値と想定値の一方または両方)に重み付けが行われてもよい。 Here, when calculating the correlation coefficient, the range of radio wave sensors 21-11 to 21-MN to be calculated may be set to a portion of the radio wave sensors, and the received power (measured value, estimated value, or both) by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN may be weighted.

具体例として、演算対象とする電波センサー21-11~21-MNの範囲としては、必ずしもすべての電波センサーが相関係数の演算に用いられなくてもよく、無線局211からの距離が一定の範囲内に存在する電波センサーが相関係数の演算に用いられてもよく、これにより、無線局211に対して遠方に存在する別の無線局の影響を低減することができる。 As a specific example, the range of radio wave sensors 21-11 to 21-MN to be calculated does not necessarily need to include all radio wave sensors used to calculate the correlation coefficient, and radio wave sensors located within a certain distance range from wireless station 211 may be used to calculate the correlation coefficient, thereby reducing the influence of other wireless stations located far away from wireless station 211.

また、相関係数の演算において、無線局211からの距離に応じた重み付けが、電波センサー21-11~21-MNによる受信電力(測定値と想定値の一方または両方)に行われてもよい。具体例として、無線局211に近いほど重み付けの値を高くし、無線局211から遠いほど重み付け値を低くしてもよく、これにより、無線局211に対して遠方に存在する別の無線局の影響を低減し、また、無線局211からの電力が低い領域でのノイズの影響を低減することができる。逆に、無線局211に近いほど重み付けの値を低くし、無線局211から遠いほど重み付け値を高くしてもよい。 In addition, in calculating the correlation coefficient, the received power (either or both of the measured value and the estimated value) by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN may be weighted according to the distance from the radio station 211. As a specific example, the weighting value may be increased the closer to the radio station 211 and decreased the farther from the radio station 211, thereby reducing the influence of other radio stations located far away from the radio station 211 and reducing the influence of noise in areas where the power from the radio station 211 is low. Conversely, the weighting value may be decreased the closer to the radio station 211 and increased the farther from the radio station 211.

[処理T4]
推定演算部132は、仮のアンテナ指向性のパターン311、312の方向を初期値から変化させながら、それぞれの仮定の方向の組み合わせについて相関係数を演算する。
[Process T4]
The estimation calculation unit 132 changes the directions of the tentative antenna directivity patterns 311, 312 from the initial values and calculates a correlation coefficient for each combination of assumed directions.

[処理T5]
推定演算部132は、算出された相関係数の値が最も高くなったアンテナ指向性のパターン311、312の方向の組み合わせを、推定結果とする。
[Process T5]
The estimation calculation unit 132 determines the combination of the directions of the antenna directivity patterns 311 and 312 that results in the highest calculated correlation coefficient as the estimation result.

ここで、相関係数を演算する仮定の方向の数としては、任意に設定されてもよい。
また、仮定の方向を変化させる手法としては、任意の手法が用いられてもよい。
Here, the number of hypothetical directions for calculating the correlation coefficient may be set arbitrarily.
Moreover, any method may be used to change the direction of the assumption.

一例として、均等なステップで仮定の方向を変化させる手法が用いられてもよい。
図4は、本発明の実施形態に係る情報処理装置11において行われる処理の手順の一例を示す図である。
図4の例では、無線局211(1点とみなす)を中心として全方向を360度の角度として、これをL(Lは2以上の整数)で等分割したステップ(一定の角度ステップ)が用いられている。また、n1(n1=1~L)およびn2(n2=1~L)を変数とする。Lは、例えば、36などであってもよい。本実施形態では、n1はアンテナ指向性のパターン311に対応し、n2はアンテナ指向性のパターン312に対応する。
ここで、本実施形態では、説明を簡易化するために、n1の角度ステップとn2の角度ステップとが同じである場合を示すが、これらが異なっていてもよい。
As an example, a technique may be used that changes the direction of the assumption in uniform steps.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a procedure of processing performed in the information processing device 11 according to the embodiment of the present invention.
4, an angle of 360 degrees in all directions with the wireless station 211 (regarded as one point) at the center is used, and this angle is equally divided by L (L is an integer of 2 or more) into steps (fixed angle steps). Also, n1 (n1=1 to L) and n2 (n2=1 to L) are variables. L may be, for example, 36. In this embodiment, n1 corresponds to antenna directivity pattern 311, and n2 corresponds to antenna directivity pattern 312.
In this embodiment, for the sake of simplicity, the angle step of n1 and the angle step of n2 are the same, but they may be different.

(ステップS1)
推定演算部132は、n1=0およびn2=0に設定する。そして、推定演算部132は、ステップS2の処理へ移行する。
(Step S1)
The estimation calculation unit 132 sets n1 = 0 and n2 = 0. Then, the estimation calculation unit 132 proceeds to the process of step S2.

(ステップS2)
推定演算部132は、相関係数r(θn1,θn2)を計算する。そして、推定演算部132は、ステップS3の処理へ移行する。ここで、相関係数r(θn1,θn2)は、パターン311について仮定の方向を角度θn1とし且つパターン312について仮定の方向を角度θn2とした場合における相関係数である。
(Step S2)
The estimation calculation unit 132 calculates the correlation coefficient r(θn1, θn2). Then, the estimation calculation unit 132 proceeds to the process of step S3. Here, the correlation coefficient r(θn1, θn2) is the correlation coefficient when the assumed direction for the pattern 311 is the angle θn1 and the assumed direction for the pattern 312 is the angle θn2.

(ステップS3)
推定演算部132は、n1に1を追加(加算)する。そして、推定演算部132は、ステップS4の処理へ移行する。
(Step S3)
The estimation calculation unit 132 adds 1 to n1. Then, the estimation calculation unit 132 proceeds to the process of step S4.

(ステップS4)
推定演算部132は、n1がLよりも小さいか否かを判定する。
この判定の結果、推定演算部132は、n1がLよりも小さいと判定した場合(ステップS4:YES)、ステップS2の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、推定演算部132は、n1がLよりも小さくないと判定した場合(ステップS4:NO)、ステップS5の処理へ移行する。
(Step S4)
The estimation calculation unit 132 determines whether n1 is smaller than L.
As a result of this determination, when the estimation calculation unit 132 determines that n1 is smaller than L (step S4: YES), the process proceeds to step S2.
On the other hand, if it is determined that n1 is not smaller than L (step S4: NO), the estimation calculation unit 132 proceeds to the process of step S5.

(ステップS5)
推定演算部132は、n2に1を追加(加算)する。そして、推定演算部132は、ステップS6の処理へ移行する。
(Step S5)
The estimation calculation unit 132 adds 1 to n2. Then, the estimation calculation unit 132 proceeds to the process of step S6.

(ステップS6)
推定演算部132は、n2がLよりも小さいか否かを判定する。
この判定の結果、推定演算部132は、n2がLよりも小さいと判定した場合(ステップS6:YES)、ステップS2の処理へ移行する。この場合、推定演算部132は、n1を0にする。
一方、この判定の結果、推定演算部132は、n2がLよりも小さくないと判定した場合(ステップS6:NO)、ステップS7の処理へ移行する。
(Step S6)
The estimation calculation unit 132 determines whether n2 is smaller than L.
As a result of this determination, when the estimation calculation unit 132 determines that n2 is smaller than L (step S6: YES), the process proceeds to step S2. In this case, the estimation calculation unit 132 sets n1 to 0.
On the other hand, if it is determined that n2 is not smaller than L (step S6: NO), the estimation calculation unit 132 proceeds to the process of step S7.

(ステップS7)
推定演算部132は、算出された(L×L)個の相関係数のうち最大となる相関係数MAX(r(θn1,θn2))が求められた角度θn1および角度θn2をアンテナ指向性のパターン311の方向およびパターン312の方向の推定結果と判定して、当該推定結果の情報を出力する。そして、推定演算部132は、本フローの処理を終了する。
(Step S7)
The estimation calculation unit 132 determines the angle θn1 and the angle θn2 at which the maximum correlation coefficient MAX(r(θn1, θn2)) is found among the calculated (L×L) correlation coefficients as the estimation results of the directions of the antenna directivity patterns 311 and 312, and outputs information on the estimation results. Then, the estimation calculation unit 132 ends the processing of this flow.

このように、本フローの処理では、推定演算部132は、2つのパターン311、312のそれぞれについて仮の方向を変化させて、2つのパターン311、312の仮の方向の組み合わせごとに、すべての組み合わせについて、相関係数を演算する。
なお、ここでは、2つのパターン311、312の仮の方向の組み合わせについて説明したが、他の例として、3つ以上のパターンの仮の方向の組み合わせについて、同様に、相関係数が演算されてもよい。
In this manner, in the processing of this flow, the estimation calculation section 132 changes the tentative direction for each of the two patterns 311, 312, and calculates the correlation coefficient for every combination of the tentative directions of the two patterns 311, 312.
Although the combination of tentative directions of the two patterns 311 and 312 has been described here, as another example, the correlation coefficient may be calculated in a similar manner for a combination of tentative directions of three or more patterns.

他の例として、相関係数が高い領域の角度分割を繰り返す手法が用いられてもよい。
ここでは、説明を簡易化するために、1つのアンテナ指向性のパターン311について説明するが、2つ以上のアンテナ指向性のパターンの組み合わせに適用されてもよく、この場合、それぞれのアンテナ指向性のパターンごとに方向が仮定されればよい。
図5の(A)~(D)は、本発明の実施形態に係るアンテナ指向性のパターン311の方向を推定する手法の一例を示す図である。
図5(A)は、アンテナ指向性のパターン311の方向の角度の定義を示してある。
本例では、北の方向を0度(°)とし、右回り(時計回り)に360度の角度を定義する。この場合、東の方向が90度となり、南の方向が180度となり、西の方向が270度となる。
As another example, a method of repeatedly dividing the angles of a region with a high correlation coefficient may be used.
Here, for simplicity of explanation, one antenna directivity pattern 311 will be described, but the present invention may also be applied to a combination of two or more antenna directivity patterns, in which case a direction may be assumed for each antenna directivity pattern.
5A to 5D are diagrams showing an example of a method for estimating the direction of an antenna directivity pattern 311 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5A shows the definition of the angle of the direction of the antenna directivity pattern 311.
In this example, the north direction is defined as 0 degrees (°), and angles are defined clockwise as 360 degrees. In this case, the east direction is 90 degrees, the south direction is 180 degrees, and the west direction is 270 degrees.

推定演算部132は、初期の領域から始めて、対象となる領域(対象領域)を2つ以上の分割領域に分けて、それぞれの分割領域ごとに1つの仮定の方向を設定して相関係数を計算し、相関係数が最も高い仮定の方向を含む分割領域を次の対象領域とする。そして、推定演算部132は、最終的に絞り込まれた分割領域に含まれる仮定の方向を採用する。初期の領域としては、例えば、360度の領域が用いられてもよい。 Starting from an initial region, the estimation calculation unit 132 divides the target region (target region) into two or more divided regions, sets one hypothetical direction for each divided region, calculates the correlation coefficient, and sets the divided region containing the hypothetical direction with the highest correlation coefficient as the next target region. The estimation calculation unit 132 then adopts the hypothetical direction contained in the final narrowed-down divided region. For example, a 360-degree region may be used as the initial region.

具体例として、推定演算部132は、図5(B)、図5(C)、図5(D)の順に処理を行う。図5(B)、図5(C)、図5(D)において、矢印は、相関係数を算出するアンテナ指向性のパターン311の仮定の方向を表している。
図5(B)では、推定演算部132は、初期の対象領域を0度~360度の領域として、0度~180度の分割領域に90度の仮定の方向を設定して相関係数を算出し、180度~360度の分割領域に270度の仮定の方向を設定して相関係数を算出する。そして、推定演算部132は、これらの相関係数を比較して、90度の仮定の方向の相関係数の方が高いと判定して、0度~180度の分割領域を次の対象領域とする。
As a specific example, the estimation calculation unit 132 performs the processes in the order of Fig. 5(B), Fig. 5(C), and Fig. 5(D). In Fig. 5(B), Fig. 5(C), and Fig. 5(D), the arrows indicate the hypothetical directions of the antenna directivity pattern 311 for which the correlation coefficient is calculated.
5B, the estimation calculation unit 132 sets the initial target region as a region from 0 degrees to 360 degrees, sets an assumed direction of 90 degrees for the divided region from 0 degrees to 180 degrees, calculates a correlation coefficient, and sets an assumed direction of 270 degrees for the divided region from 180 degrees to 360 degrees, and calculates a correlation coefficient.The estimation calculation unit 132 then compares these correlation coefficients, determines that the correlation coefficient for the assumed direction of 90 degrees is higher, and sets the divided region from 0 degrees to 180 degrees as the next target region.

図5(C)では、推定演算部132は、対象領域を0度~180度の領域として、0度~90度の分割領域に45度の仮定の方向を設定して相関係数を算出し、90度~180度の分割領域に135度の仮定の方向を設定して相関係数を算出する。そして、推定演算部132は、これらの相関係数を比較して、45度の仮定の方向の相関係数の方が高いと判定して、0度~90度の分割領域を次の対象領域とする。 In FIG. 5(C), the estimation calculation unit 132 sets the target region to the region from 0 degrees to 180 degrees, sets an assumed direction of 45 degrees in the divided region from 0 degrees to 90 degrees, and calculates the correlation coefficient, and sets an assumed direction of 135 degrees in the divided region from 90 degrees to 180 degrees, and calculates the correlation coefficient. The estimation calculation unit 132 then compares these correlation coefficients, determines that the correlation coefficient for the assumed direction of 45 degrees is higher, and sets the divided region from 0 degrees to 90 degrees as the next target region.

図5(D)では、推定演算部132は、対象領域を0度~90度の領域として、0度~45度の分割領域に22.5度の仮定の方向を設定して相関係数を算出し、45度~90度の分割領域に67.5度の仮定の方向を設定して相関係数を算出する。そして、推定演算部132は、これらの相関係数を比較して、22.5度の仮定の方向の相関係数の方が高いと判定して、0度~45度の分割領域を次の対象領域とする。 In FIG. 5(D), the estimation calculation unit 132 sets the target region to the region from 0 degrees to 90 degrees, sets an assumed direction of 22.5 degrees in the divided region from 0 degrees to 45 degrees, and calculates the correlation coefficient, and sets an assumed direction of 67.5 degrees in the divided region from 45 degrees to 90 degrees, and calculates the correlation coefficient. The estimation calculation unit 132 then compares these correlation coefficients, determines that the correlation coefficient for the assumed direction of 22.5 degrees is higher, and sets the divided region from 0 degrees to 45 degrees as the next target region.

これ以降の処理も同様である。推定演算部132は、例えば、分割領域の角度幅が所定値以下となるという条件あるいは処理回数が所定値以上となる条件などの所定の条件が満たされると、そのときの仮定の方向を最終的な推定結果とする。ここで、目標とするアンテナ指向性のパターン311の方向の粒度としては、任意に設定されてもよい。 The same applies to subsequent processing. When a predetermined condition is met, such as the condition that the angular width of the divided region is equal to or less than a predetermined value, or the number of processing times is equal to or greater than a predetermined value, the estimation calculation unit 132 sets the assumed direction at that time as the final estimation result. Here, the granularity of the direction of the target antenna directivity pattern 311 may be set arbitrarily.

ここで、2つの仮定の方向について算出された相関係数が同じであった場合、推定演算部132は、例えば、あらかじめ設定された決定手法によって、いずれか一方を選択して採用してもよい。例えば、推定演算部132は、2つの仮定の方向のうちの一方または両方をずらして相関係数の算出をやり直してもよく、あるいは、他の手法によって1つの仮定の方向を選択してもよい。 Here, if the correlation coefficients calculated for the two assumed directions are the same, the estimation calculation unit 132 may select and adopt one of them, for example, by a preset decision method. For example, the estimation calculation unit 132 may shift one or both of the two assumed directions and recalculate the correlation coefficient, or may select one assumed direction by another method.

図6を参照して、無線局211におけるアンテナの数の推定について説明する。
無線局211で使用されるアンテナの本数が既知である場合には既知の本数が用いられればよいが、他の例として、無線局211で使用されるアンテナの本数が不明である場合には、当該本数が推定されてもよい。
Referring to FIG. 6, the estimation of the number of antennas in the wireless station 211 will be described.
If the number of antennas used by the wireless station 211 is known, the known number may be used, but as another example, if the number of antennas used by the wireless station 211 is unknown, the number may be estimated.

例えば、推定演算部132は、アンテナ指向性のパターンの半値角から、アンテナの最大本数を推定してもよい。そして、推定演算部132は、アンテナの本数として1本から最大本数までのそれぞれの本数を仮定して、それぞれの仮の本数について[処理T1]~[処理T5]の手法によって相関係数が最大となるアンテナ指向性のパターンの方向の組み合わせを求めて、そのなかで相関係数が最大となる、アンテナの本数、および、それぞれのアンテナ指向性のパターンの方向の組み合わせを、推定結果としてもよい。つまり、アンテナの本数についても変数として、相関係数が求められてもよい。 For example, the estimation calculation unit 132 may estimate the maximum number of antennas from the half-value angle of the antenna directivity pattern. Then, the estimation calculation unit 132 may assume the number of antennas to be each number from 1 to the maximum number, and use the methods of [Process T1] to [Process T5] to find the combination of antenna directivity pattern directions that maximizes the correlation coefficient for each hypothetical number of antennas, and obtain the number of antennas and the combination of antenna directivity pattern directions that maximizes the correlation coefficient among them as the estimation result. In other words, the correlation coefficient may be found using the number of antennas as a variable.

図6は、本発明の実施形態に係るアンテナの最大本数の推定結果を格納するテーブル2011を示す図である。
図6の例では、推定演算部132は、アンテナの水平面指向性の半値角をもとに、無線局211で使用されるアンテナの最大本数を推定している。他の例として、水平面指向性の代わりに、垂直面指向性が用いられてもよく、あるいは、水平面指向性および垂直面指向性の両方が用いられてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing a table 2011 for storing the estimation result of the maximum number of antennas according to the embodiment of the present invention.
6, the estimation calculation unit 132 estimates the maximum number of antennas to be used in the wireless station 211 based on the half-value angle of the horizontal directivity of the antennas. As another example, instead of the horizontal directivity, the vertical directivity may be used, or both the horizontal directivity and the vertical directivity may be used.

図6の例では、水平面半値角が60°である場合、計算例として360°/60°=6という計算が為されて、最大本数の推定結果は6本となる。
また、水平面半値角が90°である場合、計算例として360°/90°=4という計算が為されて、最大本数の推定結果は4本となる。
また、水平面半値角が120°である場合、計算例として360°/120°=3という計算が為されて、最大本数の推定結果は3本となる。
In the example of FIG. 6, when the horizontal plane half-value angle is 60°, the calculation is performed as 360°/60°=6, and the estimated maximum number is six.
Furthermore, when the horizontal plane half-value angle is 90°, as an example of the calculation, 360°/90°=4 is performed, and the estimated maximum number is four.
Furthermore, when the horizontal plane half-value angle is 120°, as an example of the calculation, 360°/120°=3 is performed, and the estimated maximum number is three.

ここでは、無線局211におけるアンテナの数の推定について説明したが、例えば、無線局で1つのアンテナについてアンテナ指向性のパターンを切り替えて運用する場合(例えば、ビームフォーミングが行われる場合)において、それぞれのアンテナ指向性のパターンの方向を推定する処理に適用されてもよい。この場合、アンテナの最大本数の代わりに、1つのアンテナで切り替えられるアンテナ指向性のパターンの最大数が推定される。 Here, we have described the estimation of the number of antennas in the wireless station 211, but for example, when a wireless station operates by switching the antenna directivity pattern for one antenna (for example, when beamforming is performed), this may also be applied to the process of estimating the direction of each antenna directivity pattern. In this case, instead of the maximum number of antennas, the maximum number of antenna directivity patterns that can be switched by one antenna is estimated.

なお、テーブル2011の情報は、例えば、記憶部114に記憶されてもよい。
また、ここでは、アンテナの最大本数(または、アンテナ指向性のパターンの最大数)が推定される場合を示したが、他の例として、アンテナの最大本数(または、アンテナ指向性のパターンの最大数)が設定されて、推定演算部132がアンテナの数(または、アンテナ指向性のパターンの数)を変数として、相関係数を演算してもよい。
The information in table 2011 may be stored in, for example, the storage unit 114 .
Further, although the case where the maximum number of antennas (or the maximum number of antenna directivity patterns) is estimated has been shown here, as another example, the maximum number of antennas (or the maximum number of antenna directivity patterns) may be set, and the estimation calculation unit 132 may calculate the correlation coefficient using the number of antennas (or the number of antenna directivity patterns) as a variable.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態とは異なる点について詳しく説明し、同様な点については説明を省略する。
ここでは、説明を簡易化するために、1つのアンテナ指向性のパターン311について説明するが、2つ以上のアンテナ指向性のパターンの組み合わせに適用されてもよく、この場合、それぞれのアンテナ指向性のパターンごとに適用されればよい。
本実施形態では、概略的には、無線局211に複数種類のアンテナ指向性のパターンが想定されており、推定演算部132は、アンテナ指向性のパターンの種類および方向を推定する。
Second Embodiment
In this embodiment, the differences from the first embodiment will be described in detail, and a description of the similarities will be omitted.
Here, for simplicity of explanation, one antenna directivity pattern 311 will be described, but it may also be applied to a combination of two or more antenna directivity patterns, in which case it is sufficient to apply it to each antenna directivity pattern.
In this embodiment, generally, a plurality of types of antenna directivity patterns are assumed for the wireless station 211, and the estimation calculation unit 132 estimates the type and direction of the antenna directivity pattern.

第1実施形態では、アンテナ指向性のパターンとして、既知の1種類が想定されていた。これに対して、無線局211の登録情報などに複数のアンテナが登録されている場合などには、複数種類のアンテナ指向性のパターンが使用され得る。
そこで、本実施形態では、推定演算部132は、複数種類のアンテナ指向性のパターンを順番に用いて第1実施形態の場合と同様に各パターンについて相関係数の最大値を求め、複数種類のパターンのなかで相関係数の最大値が最大となるパターンを推定結果とする。そして、推定演算部132は、当該パターンにおいて、相関係数の最大値が得られた方向を推定結果とする。これにより、推定演算部132は、アンテナ指向性のパターンおよび方向の推定結果を得る。
In the first embodiment, one known type of antenna directivity pattern is assumed. In contrast, in cases where multiple antennas are registered in the registration information of the wireless station 211, multiple types of antenna directivity patterns may be used.
Therefore, in this embodiment, the estimation calculation unit 132 uses multiple types of antenna directivity patterns in order to find the maximum value of the correlation coefficient for each pattern in the same way as in the first embodiment, and determines the pattern with the largest maximum value of the correlation coefficient among the multiple types of patterns as the estimation result.The estimation calculation unit 132 then determines the direction in which the maximum value of the correlation coefficient is obtained in that pattern as the estimation result.In this way, the estimation calculation unit 132 obtains the estimation results of the antenna directivity pattern and direction.

図7の(A)~(F)は本発明の実施形態に係る複数種類のアンテナ指向性のパターン511~513の例を示す図である。
図7(A)は、1番目のアンテナ指向性のパターン511を示してある。
図7(B)は、無線局211に対して1番目のパターン511の方向が想定されたパターン531が配置された場合の様子を示してある。なお、図7(B)に示される電力分布の概略は、図3の例の場合と同様である。
7A to 7F are diagrams showing examples of a plurality of types of antenna directivity patterns 511 to 513 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7A shows a first antenna directivity pattern 511 .
Fig. 7B shows a state in which a pattern 531 is arranged assuming a direction of the first pattern 511 with respect to the wireless station 211. The outline of the power distribution shown in Fig. 7B is similar to that in the example of Fig. 3.

図7(C)は、2番目のアンテナ指向性のパターン512を示してある。
図7(D)は、無線局211に対して2番目のパターン512の方向が想定されたパターン532が配置された場合の様子を示してある。なお、図7(D)に示される電力分布の概略は、図3の例の場合と同様である。
FIG. 7C shows a second antenna directivity pattern 512 .
Fig. 7D shows a state in which a pattern 532 is arranged assuming a direction of the second pattern 512 with respect to the wireless station 211. The outline of the power distribution shown in Fig. 7D is similar to that in the example of Fig. 3.

図7(E)は、3番目のアンテナ指向性のパターン513を示してある。
図7(F)は、無線局211に対して3番目のパターン513の方向が想定されたパターン533が配置された場合の様子を示してある。なお、図7(D)に示される電力分布の概略は、図3の例の場合と同様である。
FIG. 7E shows a third antenna directivity pattern 513 .
Fig. 7F shows a state in which a pattern 533 is arranged assuming a direction of the third pattern 513 with respect to the wireless station 211. The outline of the power distribution shown in Fig. 7D is similar to the example in Fig. 3.

(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態~第2実施形態とは異なる点について詳しく説明し、同様な点については説明を省略する。
ここでは、説明を簡易化するために、1つのアンテナ指向性のパターン311について説明するが、2つ以上のアンテナ指向性のパターンの組み合わせに適用されてもよく、この場合、それぞれのアンテナ指向性のパターンごとに適用されればよい。
本実施形態では、概略的には、推定演算部132は、アンテナ指向性のパターンの方向を推定する際に、三次元の空間を考慮した演算を行う。
Third Embodiment
In this embodiment, differences from the first and second embodiments will be described in detail, and a description of similarities will be omitted.
Here, for simplicity of explanation, one antenna directivity pattern 311 will be described, but it may also be applied to a combination of two or more antenna directivity patterns, in which case it is sufficient to apply it to each antenna directivity pattern.
In this embodiment, generally speaking, the estimation calculation unit 132 performs calculations taking into account three-dimensional space when estimating the direction of the antenna directivity pattern.

第1実施形態における[処理T4]では、推定演算部132は、仮定するアンテナ指向性のパターンの方向を変化させて相関係数を求める際、アンテナ指向性のパターンの方向を均等なステップで変化させる場合に、仮の方向を二次元の水平方向で変化させる。つまり、第1実施形態では、無線局211のアンテナと電波センサー21-11~21-MNとで設置高が同じであり、かつ、無線局211のアンテナが大地に対して垂直に設置されている場合を想定している。この場合、電波センサー21-11~21-MNは無線局211のアンテナから見て水平方向に存在するため、アンテナ指向性のパターンは、アンテナの水平面における指向性のパターンを用いることで十分である。
なお、アンテナ指向性のパターンの方向を推定する空間的な範囲と比べて、無線局211および無線局211のアンテナは、1点であるとみなしている。
In [Process T4] in the first embodiment, when the estimation calculation unit 132 changes the direction of the assumed antenna directivity pattern to obtain the correlation coefficient, if the direction of the antenna directivity pattern is changed in equal steps, the tentative direction is changed in a two-dimensional horizontal direction. That is, in the first embodiment, it is assumed that the antenna of the wireless station 211 and the radio wave sensors 21-11 to 21-MN are installed at the same height, and the antenna of the wireless station 211 is installed vertically to the ground. In this case, since the radio wave sensors 21-11 to 21-MN are present in the horizontal direction as seen from the antenna of the wireless station 211, it is sufficient to use the directivity pattern of the antenna in the horizontal plane as the antenna directivity pattern.
In addition, compared to the spatial range in which the direction of the antenna directivity pattern is estimated, the wireless station 211 and the antenna of the wireless station 211 are considered to be one point.

本実施形態では、無線局211のアンテナと電波センサー21-11~21-MNとで設置高が異なる場合、あるいは、無線局211のアンテナが大地に対して傾けて設置される場合などに対応する。 This embodiment deals with cases where the antenna of the wireless station 211 and the radio wave sensors 21-11 to 21-MN are installed at different heights, or where the antenna of the wireless station 211 is installed at an angle to the ground.

図8の(A)~(B)は本発明の実施形態に係る無線局211のアンテナ611および電波センサー21-11~21-MNの配置の例を示す図である。
図8(A)は、無線局211のアンテナ611の設置高と、電波センサー21-11の設置高とが同じである場合を示してある。また、アンテナ611は、大地に対して垂直に設置されている。
図8(A)には、アンテナ611と、電波センサー21-11と、アンテナ611から見た水平方向の水平面631と、アンテナ611から電波センサー21-11への相対方向651を示してある。なお、図8(A)の例では、複数の電波センサー21-11~21-MNのうち、電波センサー21-11以外のものについては図示を省略してある。
8A and 8B are diagrams showing examples of the arrangement of the antenna 611 and the radio wave sensors 21-11 to 21-MN of the wireless station 211 according to the embodiment of the present invention.
8A shows a case where the installation height of the antenna 611 of the wireless station 211 is the same as the installation height of the radio wave sensor 21-11. The antenna 611 is also installed perpendicular to the ground.
8A shows an antenna 611, a radio wave sensor 21-11, a horizontal plane 631 in the horizontal direction as seen from the antenna 611, and a relative direction 651 from the antenna 611 to the radio wave sensor 21-11. Note that in the example of FIG. 8A, of the multiple radio wave sensors 21-11 to 21-MN, those other than the radio wave sensor 21-11 are omitted from the illustration.

図8(B)は、無線局211のアンテナ611の設置高と、電波センサー21-11の設置高とが異なる場合を示してある。また、アンテナ611は、大地に対して垂直に設置されている。
図8(B)には、アンテナ611と、電波センサー21-11と、アンテナ611から見た水平方向の水平面631と、アンテナ611から電波センサー21-11への相対方向671を示してある。なお、図8(B)の例では、複数の電波センサー21-11~21-MNのうち、電波センサー21-11以外のものについては図示を省略してある。
8B shows a case where the installation height of the antenna 611 of the wireless station 211 is different from the installation height of the radio wave sensor 21-11. The antenna 611 is installed perpendicular to the ground.
Fig. 8(B) shows the antenna 611, the radio wave sensor 21-11, a horizontal plane 631 in the horizontal direction as seen from the antenna 611, and a relative direction 671 from the antenna 611 to the radio wave sensor 21-11. Note that in the example of Fig. 8(B), of the multiple radio wave sensors 21-11 to 21-MN, those other than the radio wave sensor 21-11 are omitted from the illustration.

このように、無線局211のアンテナ611と電波センサー21-11とで設置高が異なる場合には、無線局211のアンテナ611から見た電波センサー21-11の方向が、水平方向に対して垂直方向にずれて傾斜する。なお、無線局211のアンテナ611が大地に対して傾けられて設置される場合についても同様である。 In this way, when the antenna 611 of the wireless station 211 and the radio wave sensor 21-11 are installed at different heights, the direction of the radio wave sensor 21-11 as seen from the antenna 611 of the wireless station 211 is tilted and shifted vertically from the horizontal direction. The same applies when the antenna 611 of the wireless station 211 is installed at an angle to the ground.

図9の(A)~(B)は本発明の実施形態に係る水平および垂直のアンテナ指向性のパターンの例を示す図である。
図9(A)は、アンテナ指向性のパターンのうち、水平面(図8(A)、(B)の例では、水平面631)におけるパターン711を示してある。また、図9(A)には、所定の360度の水平面が定められた場合における45度の方向731を示してある。
図9(B)は、アンテナ指向性のパターンのうち、垂直面(水平面に対して垂直な面)におけるパターン712を示してある。また、図9(B)には、所定の360度の垂直面が定められた場合における15度の方向732を示してある。
9A-9B are diagrams showing examples of horizontal and vertical antenna directivity patterns according to an embodiment of the present invention.
Fig. 9A shows a pattern 711 in a horizontal plane (horizontal plane 631 in the examples of Figs. 8A and 8B) among the antenna directivity patterns. Fig. 9A also shows a 45 degree direction 731 in the case where a predetermined 360 degree horizontal plane is determined.
Fig. 9B shows a vertical plane (a plane perpendicular to the horizontal plane) 712 of the antenna directivity pattern. Fig. 9B also shows a 15 degree direction 732 when a predetermined 360 degree vertical plane is defined.

本実施形態では、推定演算部132は、第1実施形態における[処理T4]において、第1実施形態の場合の代わりに、アンテナ指向性の方向(水平方向)とアンテナの傾きを変化させて、相関係数を求める。
また、推定演算部132は、電波センサー21-11~21-MNでの受信電力を、例えば、無線局211の空中線電力(送信機出力電力)、無線局211のアンテナから見たその場所(電波センサー21-11~21-MNの場所)の指向方向(水平方向)およびアンテナから見た水平方向に対する垂直方向の角度から求まるアンテナ利得、伝搬損失、から演算により求める。また、当該受信電力の演算において、例えば、ビルなどの障害物の情報が用いられてもよい。なお、これらの値は、それぞれ、例えば、既知の手法によって求められてもよく、あるいは、ユーザなどによって設定されてもよい。
In this embodiment, in [Process T4] in the first embodiment, the estimation calculation unit 132 changes the direction of the antenna directivity (horizontal direction) and the inclination of the antenna to obtain the correlation coefficient, instead of the first embodiment.
Furthermore, the estimation calculation unit 132 calculates the received power at the radio wave sensors 21-11 to 21-MN, for example, from the antenna power (transmitter output power) of the wireless station 211, the direction of orientation (horizontal direction) of the location (location of the radio wave sensors 21-11 to 21-MN) as seen from the antenna of the wireless station 211, and the antenna gain and propagation loss calculated from the angle of the vertical direction relative to the horizontal direction as seen from the antenna. Furthermore, in calculating the received power, information on obstacles such as buildings may be used. Note that these values may be calculated, for example, by known methods, or may be set by a user, etc.

具体例として、無線局211のアンテナから電波センサー21-11を見た指向方向(水平方向)が45度であり、無線局211のアンテナから電波センサー21-11を見た水平方向に対する垂直方向の角度が15度である場合、無線局211のアンテナの利得は垂直方向の利得と水平方向の利得との積(dBの単位では、値の加算)となる。 As a specific example, if the directional direction (horizontal direction) when looking at the radio wave sensor 21-11 from the antenna of the radio station 211 is 45 degrees, and the angle of the vertical direction relative to the horizontal direction when looking at the radio wave sensor 21-11 from the antenna of the radio station 211 is 15 degrees, the gain of the antenna of the radio station 211 is the product of the vertical gain and the horizontal gain (in dB units, the addition of values).

図9(A)、(B)の例では、方向731に対応する垂直方向の利得が-5dBであり、方向732に対応する水平方向の利得が-10dBである場合、これらの利得の積は-15dB(=-5dB+(-10dB))となる。
ここで、図9(A)、(B)の例では、無線局211のアンテナの最大利得で正規化してある。例えば、アンテナの最大利得が23dBiである場合、方向731および方向732の方向の利得は8dBi(=23dBi-15dB)となる。
In the examples of Figures 9(A) and (B), if the vertical gain corresponding to direction 731 is -5 dB and the horizontal gain corresponding to direction 732 is -10 dB, the product of these gains is -15 dB (=-5 dB + (-10 dB)).
9A and 9B, normalization is performed using the maximum gain of the antenna of the wireless station 211. For example, if the maximum gain of the antenna is 23 dBi, the gain in the directions 731 and 732 is 8 dBi (=23 dBi-15 dB).

(第4実施形態)
本実施形態では、第1実施形態~第3実施形態とは異なる点について詳しく説明し、同様な点については説明を省略する。
第1実施形態では、1つの無線局211から放射される複数の電波について同時に(同じ演算式で)推定する場合を示したが、本実施形態では、複数の異なる無線局から放射される電波(複数の指向性パターンの方向)を同時に推定する。
すなわち、推定演算部132は、第1実施形態における1つの無線局211の複数のアンテナ指向性のパターン311、312の方向を同時に推定する代わりに、複数の無線局のアンテナ指向性のパターンの方向を同時に推定する。これら複数の無線局は、例えば、互いに離隔している。
Fourth Embodiment
In this embodiment, differences from the first to third embodiments will be described in detail, and a description of similarities will be omitted.
In the first embodiment, a case was shown in which multiple radio waves radiated from one wireless station 211 were estimated simultaneously (using the same calculation formula), but in this embodiment, radio waves radiated from multiple different wireless stations (directions of multiple directivity patterns) are estimated simultaneously.
That is, instead of simultaneously estimating the directions of the multiple antenna directivity patterns 311, 312 of one wireless station 211 in the first embodiment, the estimation calculation unit 132 simultaneously estimates the directions of the antenna directivity patterns of multiple wireless stations. These multiple wireless stations are, for example, spaced apart from each other.

図10は、本発明の実施形態に係る無線局811、812と電波センサー21-11~21-MNの配置および電力分布を示す図である。
ここで、図10に示される態様は、第1実施形態における図2に示される態様と比べて、図2の例における1つの無線局211に関する電力分布の代わりに、2つの無線局811、812に関する電力分布である点で相違する。
FIG. 10 is a diagram showing the arrangement and power distribution of wireless stations 811 and 812 and radio wave sensors 21-11 to 21-MN according to an embodiment of the present invention.
Here, the aspect shown in Figure 10 differs from the aspect shown in Figure 2 in the first embodiment in that, instead of the power distribution for one wireless station 211 in the example of Figure 2, the power distribution is for two wireless stations 811, 812.

図11は、本発明の実施形態に係る無線局811、812と電波センサー21-11~21-MNの配置および仮のアンテナ指向性のパターン911、912の方向における電力分布を示す図である。
ここで、図11に示される態様は、第1実施形態における図3に示される態様と比べて、図3の例における1つの無線局211の2つのアンテナ指向性のパターン311、312に関する電力分布の代わりに、2つの無線局811、812のそれぞれのアンテナ指向性のパターン911、912に関する電力分布である点で相違する。
なお、図11には、無線局811のアンテナ指向性のパターン911の中心方向931および角度幅951と、無線局812のアンテナ指向性のパターン912の中心方向932および角度幅952が示されている。
FIG. 11 is a diagram showing the arrangement of wireless stations 811, 812 and radio wave sensors 21-11 to 21-MN according to the embodiment of the present invention, and power distribution in the directions of tentative antenna directivity patterns 911, 912.
Here, the aspect shown in FIG. 11 differs from the aspect shown in FIG. 3 in the first embodiment in that, instead of the power distribution for the two antenna directivity patterns 311, 312 of one wireless station 211 in the example of FIG. 3, the aspect shown in FIG. 11 is a power distribution for antenna directivity patterns 911, 912 of two wireless stations 811, 812, respectively.
FIG. 11 shows a center direction 931 and an angle width 951 of an antenna directivity pattern 911 of a wireless station 811 , and a center direction 932 and an angle width 952 of an antenna directivity pattern 912 of a wireless station 812 .

本実施形態では、推定演算部132は、第1実施形態におけるパターン311の代わりに図11に示されるパターン911を用いるとともに、第1実施形態におけるパターン312の代わりに図11に示されるパターン912を用いることで、相関係数の演算などを行って、それぞれのパターン911、912の方向の推定などを行う。
ここで、図10および図11の例では、2つの無線局811、812のアンテナ指向性のパターン911、912について推定が行われる場合を示したが、他の例として、3つ以上の無線局のアンテナ指向性のパターンについて推定が行われてもよい。
また、本実施形態のように複数の異なる無線局について推定が行われる態様と、これら複数の無線局のうちの1つ以上について第1実施形態のように複数のアンテナ指向性のパターンについて推定が行われる態様との両方が行われてもよい。
In this embodiment, the estimation calculation unit 132 uses pattern 911 shown in FIG. 11 instead of pattern 311 in the first embodiment, and uses pattern 912 shown in FIG. 11 instead of pattern 312 in the first embodiment, thereby calculating correlation coefficients and estimating the directions of each of patterns 911 and 912.
Here, in the examples of Figures 10 and 11, a case is shown in which estimation is performed for antenna directivity patterns 911, 912 of two wireless stations 811, 812, but as another example, estimation may be performed for antenna directivity patterns of three or more wireless stations.
In addition, both a configuration in which estimation is performed for multiple different wireless stations as in this embodiment and a configuration in which estimation is performed for multiple antenna directivity patterns for one or more of these multiple wireless stations as in the first embodiment may be performed.

(以上の実施形態について)
以上のように、実施形態に係る情報処理システム1における情報処理装置11では、無線システムにおいて無線送信を行う無線局のアンテナ指向性のパターンを推定する。
実施形態に係る情報処理装置11では、複数の電波センサーを用いて取得された空間的な電力分布と、複数のアンテナ指向性のパターンの方向を仮の方向としたときに電波センサーで得られると想定される空間的な電力分布との相関係数を求める。そして、実施形態に係る情報処理装置11では、それぞれの仮の方向を変化させて、相関係数の値が最も高くなった仮の方向を、推定結果の方向とする。
(Regarding the above embodiment)
As described above, the information processing device 11 in the information processing system 1 according to the embodiment estimates the antenna directivity pattern of a wireless station that performs wireless transmission in a wireless system.
In the information processing device 11 according to the embodiment, a correlation coefficient is calculated between the spatial power distribution acquired using a plurality of radio wave sensors and the spatial power distribution assumed to be obtained by the radio wave sensors when the directions of the patterns of the antenna directivities are assumed to be tentative directions. Then, in the information processing device 11 according to the embodiment, each tentative direction is changed, and the tentative direction with the highest correlation coefficient value is set as the direction of the estimated result.

したがって、実施形態に係る情報処理装置11では、複数のアンテナ指向性が存在する場合においても、それぞれのアンテナ指向性のパターンの方向を精度良く推定することが可能となる。そして、実施形態に係る情報処理装置11では、例えば、電波センサーがない方向の場所の受信電力の推定誤差を低減して、当該受信電力を高精度に推定することができる。また、実施形態に係る情報処理装置11では、例えば、それぞれのアンテナ指向性のパターンごとに、任意の場所の受信電力の推定誤差を低減して、当該受信電力を高精度に推定することができる。
なお、アンテナ指向性のパターンの推定、あるいは、受信電力の推定においては、例えば、無線局の空中線電力(送信機出力電力)、無線局のアンテナから見た対象となる場所の方向のアンテナ利得、伝搬損失などの情報が用いられてもよく、これにより、推定の精度を向上させることができる。
Therefore, in the information processing device 11 according to the embodiment, even when a plurality of antenna directivities exist, it is possible to accurately estimate the direction of each antenna directivity pattern. In addition, in the information processing device 11 according to the embodiment, for example, the estimation error of the received power in a location in a direction where there is no radio wave sensor can be reduced, and the received power can be estimated with high accuracy. In addition, in the information processing device 11 according to the embodiment, for example, the estimation error of the received power in an arbitrary location can be reduced for each antenna directivity pattern, and the received power can be estimated with high accuracy.
In addition, when estimating the antenna directivity pattern or the received power, information such as the antenna power (transmitter output power) of the wireless station, the antenna gain in the direction of the target location as seen from the wireless station antenna, and the propagation loss may be used, thereby improving the accuracy of the estimation.

また、複数のアンテナ指向性のパターンは、例えば、1つの無線局におけるパターンであってもよく、あるいは、複数の無線局におけるパターンであってもよい。また、複数のアンテナ指向性のパターンは、例えば、複数のアンテナによって実現されてもよく、あるいは、1つのアンテナのビームフォーミングによって実現されてもよい。また、複数のアンテナは、例えば、実質的に同じ場所に設置されていてもよく、あるいは、近接して設置されていてもよく、あるいは、離隔して設置されていてもよい。 The multiple antenna directivity patterns may be, for example, patterns in one wireless station, or may be patterns in multiple wireless stations. The multiple antenna directivity patterns may be realized, for example, by multiple antennas, or may be realized by beamforming of one antenna. The multiple antennas may be installed, for example, in substantially the same location, or may be installed close to each other, or may be installed at a distance from each other.

なお、情報処理装置11では、推定演算部132は、例えば、電波センサー21-11~21-MNによって検出された電力分布を元の電力分布として、2回以上の推定(実施形態では、それぞれの回で複数のアンテナ指向性のパターンの方向の推定)を段階的に行ってもよい。
具体例として、推定演算部132は、1回目は、元の受信電力に基づいて、複数のアンテナ指向性のパターンの方向の推定を行う。推定演算部132は、2回目は、元の電力分布から当該推定により得られた電力分布が差し引かれた(除かれた)結果の電力分布に基づいて、複数のアンテナ指向性のパターンの方向の推定を行う。さらに、3回目以降の推定が行われる場合には、推定演算部132は、同様な処理を繰り返して行うことで、3回目以降について複数のアンテナ指向性のパターンの推定を行う。
In addition, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 may, for example, perform two or more estimations in stages (in an embodiment, estimating the directions of multiple antenna directivity patterns in each estimation) using the power distribution detected by the radio wave sensors 21-11 to 21-MN as the original power distribution.
As a specific example, the estimation calculation unit 132 estimates the directions of the patterns of the multiple antenna directivities based on the original received power the first time. The estimation calculation unit 132 estimates the directions of the patterns of the multiple antenna directivities based on the power distribution resulting from subtracting (removing) the power distribution obtained by the estimation from the original power distribution the second time. Furthermore, when the third or subsequent estimation is performed, the estimation calculation unit 132 repeats the same process to estimate the patterns of the multiple antenna directivities from the third time onward.

このように、情報処理装置11では、推定演算部132によって、電力の測定結果に基づく空間的な電力分布から対象パターン(実施形態では、対象となる複数のアンテナ指向性のパターン)以外のアンテナ指向性のパターン(実施形態では、複数のアンテナ指向性のパターン)について推定された電力分布を差し引いた結果の電力分布と、当該対象パターンの方向を仮の方向(実施形態では、対象となる複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの仮の方向の組み合わせ)としたときに想定される空間的な電力分布との相関係数を演算する。そして、情報処理装置11では、推定演算部132は、複数の仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた相関係数のうちで最大の相関係数が得られた仮の方向の組み合わせを推定結果と判定する。 In this way, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 calculates a correlation coefficient between the power distribution obtained by subtracting the power distribution estimated for antenna directivity patterns (in an embodiment, multiple antenna directivity patterns) other than the target pattern (in an embodiment, the multiple target antenna directivity patterns) from the spatial power distribution based on the power measurement results, and the spatial power distribution assumed when the direction of the target pattern is set as a hypothetical direction (in an embodiment, a combination of the hypothetical directions of the multiple target antenna directivity patterns). Then, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 determines that the hypothetical direction combination with the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each of the multiple hypothetical direction combinations is the estimation result.

<構成例>
一構成例として、情報処理装置11では、推定演算部132によって、電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに想定される空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた相関係数のうちで最大の相関係数が得られた仮の方向の組み合わせを複数のアンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定する。
一構成例として、情報処理装置11では、推定演算部132によって、複数のアンテナ指向性のパターンのうちの1以上のパターンのそれぞれごとに、複数のパターンのそれぞれについて相関係数を演算し、最大の相関係数が得られたパターンおよび仮の方向をアンテナ指向性のパターンおよび方向の推定結果と判定する。
一構成例として、情報処理装置11では、推定演算部132によって、2次元平面におけるパターンの情報を用いて相関係数を演算する。
一構成例として、情報処理装置11では、推定演算部132によって、3次元空間におけるパターンの情報を用いて相関係数を演算する。
一構成例として、情報処理装置11では、推定演算部132によって、電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに想定される空間的な電力分布との一方または両方について所定の重み付けを行い、重み付けが行われた結果に基づいて相関係数を演算する。
一構成例として、情報処理方法(実施形態では、情報処理装置11において行われる方法)では、推定演算部によって、電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに想定される空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた相関係数のうちで最大の相関係数が得られた仮の方向の組み合わせを複数のアンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定する。
一構成例として、プログラム(実施形態では、情報処理装置11においてプロセッサーにより実行されるプログラム)は、推定演算部によって、電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに想定される空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた相関係数のうちで最大の相関係数が得られた仮の方向の組み合わせを複数のアンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定するステップを、コンピュータ(実施形態では、情報処理装置11を構成するコンピュータ)に実行させるためのプログラムである。
<Configuration example>
As one configuration example, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 calculates a correlation coefficient between the spatial power distribution based on the power measurement results and the spatial power distribution assumed when each direction of a plurality of antenna directivity patterns is set as each hypothetical direction, and determines the combination of hypothetical directions that obtains the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as the estimation result of the direction of the plurality of antenna directivity patterns.
As one configuration example, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 calculates a correlation coefficient for each of the multiple patterns, for one or more patterns among the multiple antenna directivity patterns, and determines the pattern and tentative direction for which the maximum correlation coefficient is obtained as the estimated result of the antenna directivity pattern and direction.
As one configuration example, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 calculates a correlation coefficient by using information on a pattern in a two-dimensional plane.
As one configuration example, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 calculates a correlation coefficient by using information on a pattern in a three-dimensional space.
As one configuration example, in the information processing device 11, the estimation calculation unit 132 performs a predetermined weighting on one or both of the spatial power distribution based on the power measurement results and the spatial power distribution assumed when each direction of a plurality of antenna directivity patterns is set as each hypothetical direction, and calculates a correlation coefficient based on the weighting result.
As one configuration example, in an information processing method (in an embodiment, a method performed in information processing device 11), an estimation calculation unit calculates a correlation coefficient between a spatial power distribution based on the power measurement results and a spatial power distribution assumed when each direction of a plurality of antenna directivity patterns is set as each hypothetical direction, and determines the combination of hypothetical directions that obtains the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as the estimation result of the direction of the plurality of antenna directivity patterns.
As one configuration example, the program (in an embodiment, a program executed by a processor in the information processing device 11) is a program for causing a computer (in an embodiment, a computer constituting the information processing device 11) to execute the steps of: calculating, by an estimation calculation unit, a correlation coefficient between a spatial power distribution based on the power measurement results and a spatial power distribution assumed when each direction of a plurality of antenna directivity patterns is set as each hypothetical direction; and determining, as the estimation result of the direction of the plurality of antenna directivity patterns, the combination of hypothetical directions for which the maximum correlation coefficient is obtained among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions.

なお、以上に説明した情報処理装置11などの任意の装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティングシステム(OS:Operating System)あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD(Compact Disc)-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 A program for implementing the functions of any component in any device such as the information processing device 11 described above may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program may be read and executed by a computer system. Note that the term "computer system" as used herein includes hardware such as an operating system (OS) or peripheral devices. Furthermore, the term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and compact disc (CD)-ROMs, as well as storage devices such as hard disks built into computer systems. Furthermore, the term "computer-readable recording medium" refers to storage devices that hold a program for a certain period of time, such as volatile memory (RAM) inside a computer system that serves as a server or client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
The above program may be transmitted from a computer system in which the program is stored in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium, or by transmission waves in the transmission medium. Here, the "transmission medium" that transmits the program refers to a medium that has a function of transmitting information, such as a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
The above program may be for implementing some of the above functions. Furthermore, the above program may be a so-called differential file that can implement the above functions in combination with a program already recorded in the computer system. The differential file may be called a differential program.

以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能は、プロセッサーにより実現されてもよい。例えば、実施形態における各処理は、プログラム等の情報に基づき動作するプロセッサーと、プログラム等の情報を記憶するコンピュータ読み取り可能な記録媒体により実現されてもよい。ここで、プロセッサーは、例えば、各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよく、あるいは、各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサーはハードウェアを含み、当該ハードウェアは、デジタル信号を処理する回路およびアナログ信号を処理する回路のうちの少なくとも一方を含んでもよい。例えば、プロセッサーは、回路基板に実装された1または複数の回路装置、あるいは、1または複数の回路素子のうちの一方または両方を用いて、構成されてもよい。回路装置としてはIC(Integrated Circuit)などが用いられてもよく、回路素子としては抵抗あるいはキャパシターなどが用いられてもよい。 The functions of any of the components in any of the devices described above may be realized by a processor. For example, each process in the embodiment may be realized by a processor that operates based on information such as a program and a computer-readable recording medium that stores information such as a program. Here, the functions of each part of the processor may be realized by individual hardware, or the functions of each part may be realized by integrated hardware. For example, the processor may include hardware, and the hardware may include at least one of a circuit for processing digital signals and a circuit for processing analog signals. For example, the processor may be configured using one or more circuit devices mounted on a circuit board, or one or both of one or more circuit elements. An IC (Integrated Circuit) or the like may be used as the circuit device, and a resistor or a capacitor may be used as the circuit element.

ここで、プロセッサーは、例えば、CPUであってもよい。ただし、プロセッサーは、CPUに限定されるものではなく、例えば、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)等のような、各種のプロセッサーが用いられてもよい。また、プロセッサーは、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)によるハードウェア回路であってもよい。また、プロセッサーは、例えば、複数のCPUにより構成されていてもよく、あるいは、複数のASICによるハードウェア回路により構成されていてもよい。また、プロセッサーは、例えば、複数のCPUと、複数のASICによるハードウェア回路と、の組み合わせにより構成されていてもよい。また、プロセッサーは、例えば、アナログ信号を処理するアンプ回路あるいはフィルター回路等のうちの1以上を含んでもよい。 Here, the processor may be, for example, a CPU. However, the processor is not limited to a CPU, and various processors such as a GPU (Graphics Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor) may be used. The processor may be, for example, a hardware circuit using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The processor may be, for example, a plurality of CPUs, or a hardware circuit using a plurality of ASICs. The processor may be, for example, a combination of a plurality of CPUs and a hardware circuit using a plurality of ASICs. The processor may include, for example, one or more of an amplifier circuit or a filter circuit that processes an analog signal.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The above describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment and includes designs that do not deviate from the gist of the present invention.

1…情報処理システム、11…情報処理装置、21-11~21-MN…電波センサー、31…ネットワーク、111…入力部、112…出力部、113…通信部、114…記憶部、115…制御部、131…取得部、132…推定演算部、133…出力制御部、211、811、812…無線局、311、312、511~513、711~712、911、912…パターン、331、332、931、932…中心方向、351、352、951、952…角度幅、611…アンテナ、631…水平面、651…相対方向、731~732…方向、2011…テーブル 1...information processing system, 11...information processing device, 21-11 to 21-MN...radio wave sensor, 31...network, 111...input unit, 112...output unit, 113...communication unit, 114...storage unit, 115...control unit, 131...acquisition unit, 132...estimation calculation unit, 133...output control unit, 211, 811, 812...radio station, 311, 312, 511 to 513, 711 to 712, 911, 912...pattern, 331, 332, 931, 932...center direction, 351, 352, 951, 952...angle width, 611...antenna, 631...horizontal plane, 651...relative direction, 731 to 732...direction, 2011...table

Claims (7)

アンテナ指向性の推定対象となる1または異なる位置の2以上の無線局の周囲に存在する複数の電波センサーによる電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値に基づく空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の前記仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた前記相関係数のうちで最大の相関係数が得られた前記仮の方向の組み合わせを前記複数の前記アンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定する推定演算部を備え、
前記相関係数は、前記複数の前記電波センサーによる電力の測定結果、および、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値をパラメータとして含む式により規定される、
情報処理装置。
an estimation calculation unit that calculates a correlation coefficient between a spatial power distribution based on power measurement results by a plurality of radio wave sensors present around one or two or more radio stations at different positions that are targets of antenna directivity estimation, and a spatial power distribution based on assumed values of power measurement results that are assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different positions is set as a hypothetical direction , and determines the combination of hypothetical directions that has the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as an estimation result of the direction of the plurality of antenna directivity patterns,
the correlation coefficient is determined by an equation including, as parameters, the power measurement results obtained by the plurality of radio wave sensors, and assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when the directions of the plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more wireless stations at different positions are set as the tentative directions ,
Information processing device.
前記推定演算部は、前記複数の前記アンテナ指向性のパターンのうちの1以上の前記パターンのそれぞれごとに、複数の前記パターンのそれぞれについて前記相関係数を演算し、最大の相関係数が得られた前記パターンおよび前記仮の方向を前記アンテナ指向性のパターンおよび方向の推定結果と判定する、
請求項1に記載の情報処理装置。
the estimation calculation unit calculates the correlation coefficient for each of one or more of the plurality of antenna directivity patterns, and determines the pattern and the tentative direction for which a maximum correlation coefficient is obtained as an estimation result of the antenna directivity pattern and direction;
The information processing device according to claim 1 .
前記推定演算部は、2次元平面における前記パターンの情報を用いて前記相関係数を演算する、
請求項1または請求項2に記載の情報処理装置。
the estimation calculation unit calculates the correlation coefficient using information of the pattern in a two-dimensional plane;
3. The information processing device according to claim 1 or 2.
前記推定演算部は、3次元空間における前記パターンの情報を用いて前記相関係数を演算する、
請求項1または請求項2に記載の情報処理装置。
the estimation calculation unit calculates the correlation coefficient using information of the pattern in a three-dimensional space;
3. The information processing device according to claim 1 or 2.
前記推定演算部は、電力の前記測定結果に基づく空間的な前記電力分布と、前記複数の前記アンテナ指向性の前記パターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに想定される空間的な前記電力分布との一方または両方について所定の重み付けを行い、前記重み付けが行われた結果に基づいて前記相関係数を演算する、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
the estimation calculation unit performs a predetermined weighting on one or both of the spatial power distribution based on the measurement result of power and the spatial power distribution assumed when each direction of the pattern of the plurality of antenna directivities is set as the respective tentative directions, and calculates the correlation coefficient based on the weighting result.
The information processing device according to claim 1 .
推定演算部が、アンテナ指向性の推定対象となる1または異なる位置の2以上の無線局の周囲に存在する複数の電波センサーによる電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値に基づく空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の前記仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた前記相関係数のうちで最大の相関係数が得られた前記仮の方向の組み合わせを前記複数の前記アンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定し、
前記相関係数は、前記複数の前記電波センサーによる電力の測定結果、および、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値をパラメータとして含む式により規定される、
情報処理方法。
an estimation calculation unit calculates a correlation coefficient between a spatial power distribution based on power measurement results by a plurality of radio wave sensors present around one or two or more radio stations at different locations that are the subject of antenna directivity estimation, and a spatial power distribution based on assumed values of power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more radio stations at different locations is set as each hypothetical direction, and determines the combination of hypothetical directions that obtains the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as the estimation result of the directions of the plurality of antenna directivity patterns;
the correlation coefficient is determined by an equation including, as parameters, the power measurement results obtained by the plurality of radio wave sensors, and assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when the directions of the plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more wireless stations at different positions are set as the tentative directions ,
Information processing methods.
推定演算部が、アンテナ指向性の推定対象となる1または異なる位置の2以上の無線局の周囲に存在する複数の電波センサーによる電力の測定結果に基づく空間的な電力分布と、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値に基づく空間的な電力分布との相関係数を演算し、複数の前記仮の方向の組み合わせのそれぞれについて得られた前記相関係数のうちで最大の相関係数が得られた前記仮の方向の組み合わせを前記複数の前記アンテナ指向性のパターンの方向の推定結果と判定するステップを、
コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記相関係数は、前記複数の前記電波センサーによる電力の測定結果、および、前記1または異なる位置の2以上の無線局により放射される複数のアンテナ指向性のパターンのそれぞれの方向をそれぞれの前記仮の方向としたときに前記複数の前記電波センサーにより得られると想定される電力の測定結果の想定値をパラメータとして含む式により規定される、
プログラム。
an estimation calculation unit calculating a correlation coefficient between a spatial power distribution based on power measurement results by a plurality of radio wave sensors present around one or two or more wireless stations at different locations that are targets of antenna directivity estimation, and a spatial power distribution based on assumed values of power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when each direction of a plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more wireless stations at different locations is taken as a hypothetical direction, and determining the combination of hypothetical directions that has the maximum correlation coefficient among the correlation coefficients obtained for each combination of the plurality of hypothetical directions as an estimation result of the direction of the plurality of antenna directivity patterns;
A program for causing a computer to execute the program,
the correlation coefficient is determined by an equation including, as parameters, the power measurement results obtained by the plurality of radio wave sensors, and assumed values of the power measurement results assumed to be obtained by the plurality of radio wave sensors when the directions of the plurality of antenna directivity patterns radiated by the one or two or more wireless stations at different positions are set as the tentative directions ,
program.
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