JP7635278B2 - Ｏｔａトラフィック分析装置、及びｏｔａトラフィック分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線端末が無線信号を送受信するＯＴＡ（Ｏｖｅｒ Ｔｈｅ Ａｉｒ）空間内で、受信した無線信号からＯＴＡ通信トラヒックパターンを推定し、その負荷変動を予測するＯＴＡトラフィック分析装置、及びＯＴＡトラフィック分析方法に関する。

次世代通信規格５Ｇの実用化が始まっており、５Ｇの多岐に渡るニーズに応えるため、自治体や地域の企業などの様々な主体が柔軟に構築、利用可能なローカル５Ｇの検討が進められている。

この中で、さらなるモバイルトラヒックの急増に対応するため、高効率な周波数利用技術である帯域内全二重通信（ＩｎＢａｎｄ Ｆｕｌｌ－Ｄｕｐｌｅｘ：以下、ＩＢＦＤという）の適用が検討されている。

ＩＢＦＤは、既存の複信方式に対して理想的には周波数利用効率を２倍にすることができるが、新たに多くの干渉が発生する課題があり、様々な干渉量を取得し、その結果からＩＢＦＤの適用可否を判定する制御技術が必要となる。その実現のためには、時空間における例えば５Ｇ無線端末或いは他の種々規格の端末の無線状況を把握し、複数の端末から空間に発射される電波の干渉状況を高速、高精度に測定する干渉モニタリング技術が必要であり、その一環として任意の地点における電磁波の到来方向を推定するシステムが必要となる。

到来方向推定を行う従来のシステムとしては、例えば、直交する３つの偏波信号をそれぞれ受信する複数のアンテナの同位置での受信信号に基づいて電磁波の到来方向を推定するもの（例えば、特許文献１等）などが知られている。

特開２０２１－９６１９１号公報

特許文献１に記載された電波到来方向推定システムでは、例えば、３つのアンテナを、順次、同一の測定位置まで移動させ、その同一の位置で受信した全て（３つ）の偏波成分を用いて当該位置での電磁波の到来方向を精度よく推定することが可能である。

しかしながら、従来の到来方向推定システムは、当該位置で受信された到来信号から、その到来信号による通信データの長さや間隔、データ量等の通信トラフィックを分析する機能については考慮されていなかった。このため、従来の到来方向推定システムでは、複数の無線端末が相互に無線信号を送受信するＯＴＡ環境下において、所望の観測地点で上記無線信号を受信し、受信した無線信号から、当該ＯＴＡ環境下における通信トラフィック（ＯＴＡトラフィック）を分析する処理への対応は困難であった。

特に、従来の到来方向推定システムでは、上記無線信号による通信データ、例えば、パケットやフレーム等のプロトコルデータユニット（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ：ＰＤＵ）がどのような長さや間隔、或いはどの程度の密度で通信されるのかのパターン（ＯＴＡ通信トラフィックパターン）を推定するや、その通信トラフィックパターンがどのように変動するかを予測することは極めて困難であった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、ＯＴＡ空間において、受信した無線信号からＯＴＡ通信のトラヒックパターンを効率よく推定できるとともに、その変動の予測を行うことも可能なＯＴＡトラフィック分析装置、及びＯＴＡトラフィック分析方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、基地局（Ｂ１）と複数の無線端末（Ａ１）の間で無線通信が行われるＯＴＡ環境下において、前記基地局と前記無線端末間で送受信される無線信号が混在する複数波混在信号を間欠的にキャプチャして取得される受信信号から前記無線端末たる信号源（１１０）ごとに分離した分離信号に基づいて前記無線通信の通信トラフィックを分析するＯＴＡトラフィック分析装置（１、１Ａ）であって、前記複数波混在信号の信号キャプチャ時間と受信間隔を制御するキャプチャ制御手段（３１ａ）と、キャプチャ後に分離された前記分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出し、選出された分離信号の信号パターンを前記同一の通信の構成要素ごとに推定するとともに、推定した前記分離信号の信号パターンに基づいて前記同一の通信の構成要素ごとに前記無線通信により送受信されるプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を推定するＰＤＵ推定手段（４３、４３Ａ）と、前記ＰＤＵ推定手段による前記プロトコルデータユニットの推定結果に基づき、ＰＤＵデータと前記ＰＤＵデータ間の間隔データとで規定される通信トラフィックパターンを推定する処理を行うトラフィックパターン推定手段（４４）と、前記トラフィックパターン推定手段による前記通信トラフィックパターンの推定結果に基づいて、前記通信トラフィックパターンの所定期間内のデータ量を推定し、推定したデータ量から前記通信トラフィックパターンのその後の通信トラフィックの負荷変動を予測する処理を行うトラフィック変動予測手段（４５）と、を具備することを特徴とする。

この構成により、本発明の請求項１に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、ＯＴＡ空間において、受信した無線信号からＰＤＵを推定し、そのＰＤＵの推定結果からＯＴＡ通信における通信トラヒックパターンを効率よく推定できるとともに、その後の通信トラフィックの負荷変動の予測も行うことができる。

また、本発明の請求項２に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、前記通信トラフィックの分析に係るパラメータを設定する設定手段（４１）をさらに有し、前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、前記ＰＤＵの長さであるＰＤＵ長、２つの連続する前記ＰＤＵの間隔であるギャップ、前記ＰＤＵ長及び前記ギャップはエレメントとも呼ばれ、複数の連続する前記エレメントであるセグメントの各項目の値を設定し、前記トラフィックパターン推定手段は、前記ＰＤＵ推定手段により推定された連続する前記ＰＤＵの並びを前記各項目がそれぞれの設定値を満たす配列で選出し、前記通信トラフィックパターンとして抽出する構成であってもよい。

この構成により、本発明の請求項２に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、ＰＤＵ長、ギャップ、エレメント、セグメントの各項目のパラメータを設定することにより、ＰＤＵ推定結果を基に、当該各項目の設定値に対応するＰＤＵ長、ギャップ、エレメント、セグメントの値を有する配列の通信トラフィックパターンを容易かつ効率よく抽出することができる。

また、本発明の請求項３に係るＯＴＡトラフィック分析装置において、前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、次セグメントへの移動エレメント数を示す項目であるシフト幅をさらに設定し、前記トラフィックパターン推定手段は、前記ＰＤＵ推定手段により推定された前記ＰＤＵの並びを前記シフト幅に相当する時間をずらして複数回抽出する構成であってもよい。

この構成により、本発明の請求項３に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、シフト幅を小さくすると処理負担は大きくなるが推定精度を向上させることが可能となる一方、シフト幅を大きくすると推定精度は悪化するが処理負担を軽減することができる。これにより、推定精度と処理負担の両面から、望ましいシフト幅を選択的に設定して通信トラフィックパターンの推定処理を遂行することができる。

また、本発明の請求項４に係るＯＴＡトラフィック分析装置において、前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、１つの前記セグメントのエレメント数であるセグメント長、これより長い前記ＰＤＵは全て最長のＰＤＵ長属性に分類されることを示す情報であるＰＤＵ長リミット、前記ＰＤＵ長リミットを超えない前記ＰＤＵについて、前記ＰＤＵを何分割で分類するかを指定する情報であるＰＤＵエレメント数、これより長く最大ギャップ長を超えないギャップは全て最長のギャップ長属性に分類されることを指示する情報であるギャップ長リミット、前記ギャップ長リミットを超えないギャップについて、前記ギャップを何分割で分類するかを指定する情報であるギャップエレメント数、ギャップ長として認識する最大限界値である最大ギャップ長の各項目の値を設定する構成としてもよい。

この構成により、本発明の請求項４に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、セグメント長、ＰＤＵ長リミット、ＰＤＵエレメント数、ギャップ長リミット、ギャップエレメント数、最大ギャップ長の各項目も加えてさらに細分化されたパラメータ設定に基づく通信トラフィックパターンの推定が可能となり、通信トラフィックパターンの推定精度の向上が見込める。

また、本発明の請求項５に係るＯＴＡトラフィック分析装置において、前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、前記通信トラフィックパターンの負荷変動を集計する監視期間を設定し、前記トラフィック変動予測手段は、設定された前記監視期間中における前記データ量を推定する構成であってもよい。

この構成により、本発明の請求項５に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、トラフィックパターン推定手段が推定した通信トラフィックパターンについて、ユーザが設定した監視期間中のデータ量を集計することができ、ユーザ主体の設定によるトラフィック変動予測が行える。

また、本発明の請求項６に係るＯＴＡトラフィック分析装置において、前記設定手段は、順に長い短期、中期、長期の監視期間を選択的に設定し、前記トラフィック変動予測手段は、設定された前記短期、中期、長期のいずれかの前記監視期間中の前記データ量を推定する構成としてもよい。

この構成により、本発明の請求項６に係るＯＴＡトラフィック分析装置は、トラフィックパターン推定手段が推定した通信トラフィックパターンについて、ユーザが所望する短期、中期、長期のいずれかの監視期間の通信トラフィックの負荷変動を推定し、各監視期間長に対応してその後のトラフィック変動の予測も円滑に行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明の請求項７に係るＯＴＡトラフィック分析方法は、基地局（Ｂ１）と複数の無線端末（Ａ１）の間で無線通信が行われるＯＴＡ環境下において、前記基地局と前記無線端末間で送受信される無線信号が混在する複数波混在信号を間欠的にキャプチャして取得される受信信号から前記無線端末たる信号源（１１０）ごとに分離した分離信号に基づいて前記無線通信の通信トラフィックを分析するＯＴＡトラフィック分析方法であって、前記キャプチャ後に分離された前記分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出し、選出された分離信号の信号パターンを前記同一の通信の構成要素ごとに推定するステップ（Ｓ６１～Ｓ６６）と、推定した前記分離信号の信号パターンに基づいて前記同一の通信の構成要素ごとに前記無線通信により送受信されるプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を推定するＰＤＵ推定ステップ（Ｓ７）と、前記ＰＤＵ推定ステップによる前記プロトコルデータユニットの推定結果に基づき、ＰＤＵデータと前記ＰＤＵデータ間の間隔データとで規定される通信トラフィックパターンを推定するトラフィックパターン推定ステップ（Ｓ８）と、前記トラフィックパターン推定ステップによる前記通信トラフィックパターンの推定結果に基づいて、前記通信トラフィックパターンの所定期間内のデータ量を推定し、推定したデータ量から前記通信トラフィックパターンのその後の通信トラフィックの負荷変動を予測する処理を行うトラフィック変動予測ステップ（Ｓ９）と、を含むことを特徴とする。

この構成により、本発明の請求項７に係るＯＴＡトラフィック分析方法は、請求項１ないし６に記載の構成を有するＯＴＡトラフィック分析装置に適用することで、ＯＴＡ空間において、受信した無線信号からＰＤＵを推定し、そのＰＤＵの推定結果からＯＴＡ通信における通信トラヒックパターンを効率よく推定できるとともに、その後の通信トラフィックの負荷変動を予測することも可能になる。

本発明は、ＯＴＡ空間において、受信した無線信号からＯＴＡ通信のトラヒックパターンを効率よく推定できるとともに、その変動の予測を行うことも可能なＯＴＡトラフィック分析装置、及びＯＴＡトラフィック分析方法を提供することができる。

本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置が配置されるＯＴＡ空間内の無線環境を説明するための概念図である。 本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置の分析対象とされるＰＤＵを送受信する無線フレームの構成例を示す図であり、（ａ）は無線フレーム全体の構成を示し、（ｂ）から（ｆ）はそれぞれ異なるシンボル数を有するスロットの構成を示している。 本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置によるＰＤＵ推定処理に係るタイミングチャートを示す図であり、（ａ）～（ｆ）は推定対象の各ＰＤＵパターン、（ｇ）は各ＰＤＵパターンをそれぞれ送受信する無線信号が混在する複数波混在信号、（ｈ）は複数波混在信号を間欠的にキャプチャして得られる受信信号、（ｉ）は受信信号から信号源ごとに分離した分離信号、（ｊ）は分離信号から推定された推定ＰＤＵのタイミングチャートをそれぞれ示している。 本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置における複数波混在信号のキャプチャ方式を示すタイミングチャートであり、（ａ）は逐次処理方式の例を示し、（ｂ）はパイプライン処理方式の例を示している。 本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置における受信信号からの分離信号の到来方向及び信号強度の推定結果を加味して実施するＰＤＵ推定処理のタイミングチャートを示す図であり、（ａ）は信号キャプチャ時間、（ｂ）～（ｇ）はそれぞれの分離信号、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）はそれぞれの分離信号を構成要素とする各データのタイミングチャートをそれぞれ示している。 本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置の分析対象とされるＰＤＵのサイズと信号キャプチャ間隔の関係の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のＰＤＵ推定部におけるＰＤＵ推定処理動作を示すフローチャートである。 図８のステップＳ７で同一の通信の構成要素として選出される分離信号の組ごとにＰＤＵを推定するための分離信号パターン判断処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のＰＤＵ推定処理に係る受信信号、分離信号パターン、及び推定ＰＤＵの対応関係の一例を示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、受信されたタイミングと受信されなくなったタイミングが異なる各分離信号と、図９に示す判断処理手順による判断結果に応じて推定される推定ＰＤＵとの関係をそれぞれ示している。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定及びトラフィック変動予測処理のための機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定処理に係るパラメータを説明するための通信シーケンスの例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定処理に係るパラメータ設定例とデータ領域の関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定処理で用いるエレメント定義テーブルの構成例を示す表図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定処理に係るセグメント情報の管理について説明するための図であり、（ａ）はセグメント定義テーブルの構成例を示し、（ｂ）は（ａ）のセグメント定義テーブルが構成される対象となる通信シーケンスの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定処理で用いるトラフィックパターンテーブルの構成例を示す表図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定部におけるトラフィックパターン推定処理動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィック変動予測部におけるトラフィック変動予測処理動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のトラフィックパターン推定処理の対象となる通信シーケンスの他の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置の図１９に示す通信シーケンスを対象とするトラフィックパターン推定処理で扱う情報を例示した図であり、（ａ）はパラメータ設定例、（ｂ）は各エレメントのタイプとサイズの一例、（ｃ）は各セグメントの構成例をそれぞれ示している。 本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置の図１９に示す通信シーケンスを対象とするトラフィックパターン推定処理で用いるテーブルを例示した図であり、（ａ）エレメント定義テーブルの構成例、（ｂ）はセグメント定義テーブルの構成例をそれぞれ示している。 本発明の第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置のＰＤＵ推定部におけるＰＤＵ推定処理動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置によるＰＤＵ推定処理のタイミングチャートを示す図であり、（ａ）は間欠的に実施する信号受信、（ｂ）は間欠的に受信した信号に対する信号処理、（ｃ）は信号処理によって信号源ごとに分離される分離信号、（ｄ）は分離信号に基づくＰＤＵ推定処理、（ｅ）はＰＤＵ推定処理によって得られる推定ＰＤＵのタイミングチャートをそれぞれ示している。

以下、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置、及びＯＴＡトラフィック分析方法の実施形態について図面を用いて説明する。

（概要）
本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１（ここでは、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１を例示しているが、第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａについても同様である）は、例えば、図１に示すように、無線基地局Ｂ１（或いは、交換局Ｂ２）と各種の無線端末Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４の間で無線通信が行われるＯＴＡ空間内に配置されて運用される。無線端末Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４は、例えば、基地局Ｂ１と無線信号（ＯＦＤＭで多重化し、ＲＦ信号に変換されて送出される。以下、ＯＦＤＭ信号ということもある）の送受信を行い、基地局Ｂ１を介して、通信相手と通信を行うことができる。ここで、無線端末Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４は、例えば、当該基地局Ｂ１に接続されているネットワーク内の通信端末と基地局Ｂ１を介して通信することができる。また、無線端末Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４は、互いに他の無線端末と基地局Ｂ１を介して通信を行うこともできる。図１において、無線端末Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４（以下、これらをまとめて無線端末Ａ１ということもある）としては、例えば、タブレット端末、スマートフォン、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、無線ルータ等、種々の無線通信機器が挙げられる。

上述したＯＴＡ環境下においては、基地局Ｂ１と複数の無線端末Ａ１が同時に無線信号（ＯＦＤＭ信号）を送受信する場合には、これらの無線信号が混在する無線通信状況が生じる。本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間の通信中、観測エリア６内の適宜な配置地点で、各無線端末Ａ１を信号源１１０としてそれぞれ送出される無線信号（ＯＦＤＭ信号）が混在した複数波混在信号を受信し、当該複数波混在信号から混在しているそれぞれの無線信号を分離し、該分離した信号（分離信号）ごと、すなわち、それぞれの信号源１１０ごとにその到来方向及び信号強度を推定する到来方向／信号強度推定機能（後述する到来方向推定処理部２４、信号解析部２５に相当）を有している。

また、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、例えば、到来方向／信号強度推定機能による信号源１１０ごとの信号到来方向及び信号強度の推定結果に基づき、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間の通信に関する通信トラフィックの分析を行うＯＴＡトラフィック分析機能をさらに有している。本発明では、ＯＴＡトラフィック分析機能として、特に、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間での通信により送受信される通信データの間隔と長さを推定するデータ推定機能、データ推定機能によるデータ推定結果に基づきＯＴＡ通信の通信トラフィックパターンを推定するトラフィックパターン推定機能、トラフィックパターン推定機能が推定した通信トラフィックパターンを集計、分析してその後の通信トラフィックの負荷変動を予測するトラフィック変動予測機能を想定している。

＜データ推定機能＞
本発明において、基地局Ｂ１と複数の無線端末Ａ１間での通信データの送受信には、例えば、図２に示す構成を有する無線フレームが用いられる。

図２は、一例として、５Ｇ ＮＲ規格のＩＢＦＤ通信に用いられる無線フレームの構成例を示している。図２（ａ）に示すように、無線フレームは例えば１０ミリ秒（ｍｓ）の長さを有し、均等な時間長、例えば、１ｍｓの１０個のサブフレームで構成されている。サブフレームは、１スロットが、１４シンボル１組で構成されるもの（図２（ｂ）参照）、１４シンボル２組で構成されるもの（図２（ｃ）参照）、１４シンボル４組で構成されるもの（図２（ｄ）参照）、１４シンボル８組で構成されるもの（図２（ｅ）参照）、１４シンボル１６組で構成されるもの（図２（ｆ）参照）等が存在する。シンボルの構成については、例えば、低データレート動作の場合は１４シンボル１組、高データレート動作の場合は１４シンボル１６組となる。

５Ｇ規格のＩＢＦＤ通信において、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間では図２に示す無線フレームを用いて例えばパケットデータの送受信を行うようになっている。パケットデータにより送受信するデータ種別としては、例えば、メール、データ、音声、画像・映像等がある。これらデータは、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間での無線通信の実施中、送信側においては、送信するデータをプロトコル仕様に基づいて標本化・量子化、符号化、暗号化、圧縮の処理を経てパケット化し、ＰＤＵとして組み立てた後、変調処理を経て無線信号として送信する。他方、受信側においては、送信側から送られてくる無線信号を受信し、復調処理を行った後、プロトコル仕様に基づいてＰＤＵを再構した後、さらに伸長、復号化の処理を経て元のデータを再生するようになっている。

上述した無線フレームによる基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間での各種データの無線通信に際し、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１では、通信中の基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で送受信される無線信号が混在する複数波混在信号を所定の間隔で所定の時間長、間欠的にキャプチャし、その複数波混在信号からそこに混在している信号源源１１０ごとの信号を分離する処理を行う。複数波混在信号を間欠的に受信、処理するのは、データ処理装置３０（図７参照）の信号処理能力の観点から、複数の無線端末から送出される無線信号が混在した複数波混在信号を、常時、受信して処理するには既存の処理能力では対応できない可能性が高く、これを極力回避するための措置である。

上記運用の妨げとなる要因の一つとして、例えば、信号処理能力が挙げられる。上述した従来の到来方向推定システムでは、ＯＴＡ環境下での通信トラフィック（ＯＴＡトラフィック）の分析を行うべく、複数の無線端末から送出される無線信号が混在した複数波混在信号を、常時、受信して処理するには既存の処理能力では対応できない可能性が高く、これを回避するために無線信号の間欠的な受信処理を行うようにすると、ＯＴＡトラフィックの分析を効率よく行うことができず、分析精度も低下するという問題点があった。加えて、観測に際し、運用中の無線通信システムに影響を及ぼす危険性もあった。

図３を参照すると、観測エリア６内で実施される基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間の通信としては、例えば、図３（ａ）～（ｆ）に示すようなＰＤＵパターン＃１～＃６を有する信号の送受信が想定され得る。ＰＤＵパターン＃１～＃６を有する信号の通信中、観測エリア６内のある地点に配置されるＯＴＡトラフィック分析装置１では、例えば、図３（ｇ）に示すように、ＰＤＵパターン＃１～＃６を有する信号が混在している送信信号（複数波混在信号）を受信し得るものとなる。

このようなＯＴＡ環境下において、ＯＴＡトラフィック分析装置１は、例えば、図３（ｈ）に示すように、受信間隔Ｔｉｎｔ（Ｔｉｎｔ１、２、３、...）ごとに受信時間（信号キャプチャ時間）Ｔｒｘ（Ｔｒｘ１、Ｔｒｘ２、Ｔｒｘ３、...）の期間、複数波混在信号を繰り返しキャプチャする。

複数波混在信号のキャプチャ方式としては、例えば、逐次処理方式と、パイプライン処理方式が適用できる。逐次処理方式は、例えば、図４（ａ）に示すように、適宜な長さの時間間隔をおいて、逐次、キャプチャを実施する方式である。複数波混在信号の捕捉精度を重要視しない場合には、時間間隔を広く設定することにより処理負荷を軽減することが可能である。パイプライン方式は、図４（ｂ）に示すように、キャプチャからキャプチャまでの間の時間間隔を逐次処理方式よりも短くし、トータルのキャプチャ時間を逐次処理方式に比べて長くなるようにした方式である。時間間隔を適宜な値に短く設定することにより、処理負荷は増えるが、逐次処理方式よりも捕捉精度を向上させることができる。本発明では、逐次処理方式、パイプライン方式のいずれも適用できるものであるが、以下においては逐次処理方式を適用することを前提に説明する。

図３（ｈ）に示す逐次処理方式による複数波混在信号（送信信号）のキャプチャに合わせ、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、受信間隔Ｔｉｎｔ１、２、３、...で複数波混在信号を受信し終えるたびに、図３（ｉ）に示すように、その受信信号（複数波混在信号）からそこに混在する信号源１１０ごとの信号を分離する信号分離処理と、信号分離処理により分離した信号（分離信号）を取得する処理を繰り返し実施する。図３（ｉ）において、順次実施される信号分離処理の処理時間ＴｐをＴｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３、...で表し、取得される分離信号の時間ＴｓをＴｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、...で表している。

さらに、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、図３（ｊ）に示すように、図３（ｉ）に示す信号分離処理によって取得したそれぞれ時間長Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、...の分離信号に基づき、図３（ａ）から図３（ｆ）の形態で送受信されるＰＤＵのパターンを推定するＰＤＵ推定処理を実施する。ＰＤＵは、データ通信において、プロトコル（通信規約）仕様に応じてひとまとまりにされたデータの送受信単位のことであり、一例としてはパケットが挙げられる。図３（ｊ）に示すＰＤＵ推定処理によって推定されるＰＤＵ（推定ＰＤＵ）は、ＯＴＡトラフィック分析精度の観点から、図３（ａ）から図３（ｆ）に示すＰＤＵパターン＃１～＃６にできるだけ近似していることが望まれる。

このように、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、上述したデータ推定機能として、間欠的にキャプチャした複数波混在信号から信号源１１０ごとに分離した分離信号に基づいてＰＤＵを推定するＰＤＵ推定処理機能を有している。

＜ＰＤＵ推定処理機能＞
ＰＤＵ推定処理機能は、実行中の無線通信により送受信されるＰＤＵパターン＃１～＃６（図３（ａ）～（ｆ）参照）の一部構成（断片）要素（キャプチャタイミングＴｒｘ１、Ｔｒｘ２、Ｔｒｘ３、...でそれぞれ受信した通信データに相当）を同一の通信の構成要素ごとに選出し、該選出した同一の通信の構成要素ごとの断片要素から同一の通信別に推定ＰＤＵを認識するＰＤＵ推定処理を行う。

なお、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で送受信される上述した各種のデータ（メール、データ、音声、画像・映像等）は、無線フレーム（図２参照）で送受信される際のＰＤＵの長さ（最大サイズ、最小サイズ）や間隔（ＰＤＵ間ギャップ）、或いはデータレート等、所謂、データパターンが、データ種別によっておおよそ類推できるものである。言い換えれば、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で無線通信される通信データの種別がある程度分かっている場合には、その通信データが間欠的に受信されたものであっても、その間欠的に受信された受信信号からＰＤＵ全体の長さや間隔からを推定できるものである。

一例として、分離信号の到来方向及び信号強度の推定結果と関連付けて実施するＰＤＵ推定処理について、図５を参照して説明する。なお、図５（ａ）に示すキャプチャの実施タイミングについては、キャプチャ開始時間（図３（ｈ）における受信時間Ｔｒｘ１、Ｔｒｘ２、Ｔｒｘ３、...の起点に対応する時間）をｔ１、ｔ２、ｔ３、...で表している。また、図５（ｂ）～（ｇ）に示す分離信号については、キャプチャ開始時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、...後の信号処理時間（図３（ｉ）に示す信号分離処理時間Ｔｐに相当）を省略するとともに、それぞれ、到来方向及び信号強度の推定結果が関連付けられているものとする。

到来方向及び信号強度の推定結果が関連付けられた分離信号（図５（ｂ）～（ｇ）参照）からＰＤＵを推定する処理に際し、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間での通信の実行中に受信した複数波混在信号から信号源１１０ごとに分離した信号（分離信号）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓａ´、Ｓｂ´、Ｓｃ´、...の到来方向Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、...及び信号強度を推定し、当該分離信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓａ´、Ｓｂ´、Ｓｃ´、...をその到来方向Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、...及び信号強度の推定結果とともにキャプチャ開始時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、...に対応付けてデータベース３３（図７参照）に記憶する処理を実施する。

この処理に合わせて、ＰＤＵ推定処理機能は、記憶された分離信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓａ´、Ｓｂ´、Ｓｃ´、...とその到来方向Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、...及び信号強度の推定結果をキャプチャ開始時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、...ごとに連続にサーチしていきながら（図５（ａ）～（ｇ）参照）、該サーチされた複数の分離信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓａ´、Ｓｂ´、Ｓｃ´、...の中からそれぞれ同一通信の構成要素を選出していく。同一通信の構成要素を選出するためのパラメータとしては到来方向が参照される。

具体的に、図５（ａ）の時間ｔ１から時間ｔ７の方向へ順にキャプチャが進行するものとしたとき、図５（ｂ）～（ｇ）に示す分離信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓａ´、Ｓｂ´、Ｓｃ´、...のうち、時間ｔ１で受信、分離された分離信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃについては、それぞれ、到来方向Ａ、Ｂ、Ｃが捕捉される。

同様に、時間ｔ２で受信、分離された分離信号Ｓｂ、Ｓａ´については、それぞれ、到来方向Ｂ、Ａ´が捕捉され、時間ｔ３で受信、分離された分離信号Ｓｃ、Ｓａ´、Ｓｂ´については、それぞれ、到来方向Ｃ、Ａ´、Ｂ´が捕捉され、時間ｔ４で受信、分離された分離信号Ｓａ、Ｓｂ´、Ｓｃ´については、それぞれ、到来方向Ａ、Ｂ´、Ｃ´が捕捉され、時間ｔ５で受信、分離された分離信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ´については、それぞれ、到来方向Ａ、Ｂ、Ｃ´が捕捉され、時間ｔ６で受信、分離された分離信号Ｓｃについては到来方向Ｃ´が捕捉され、時間ｔ７で受信、分離された分離信号Ｓａ´、Ｓｂ´、Ｓｃ´については、それぞれ、到来方向Ａ´、Ｂ´、Ｃ´が捕捉される。

ここで例えば、到来方向Ａと到来方向Ａ´の方向（角度）の角度差が、予め設定した閾値（閾値角度）の範囲内であった場合、到来方向Ａの分離信号Ｓａと到来方向Ａ´の分離信号Ｓａ´が同一の信号源１１０から到来した信号（同一の通信の構成要素）であると推察し得る。この推察方法は、到来方向Ｂの分離信号Ｓｂと到来方向Ｂ´の分離信号Ｓｂ´、及び到来方向Ｃの分離信号Ｓｃと到来方向Ｃ´の分離信号Ｓｃ´についても同様である。

すなわち、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１では、閾値角度を予め設定しておき、図５（ａ）に示すタイミングで、時間ｔ１、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、...の順に複数波混在信号をキャプチャして分離していくなかで、到来方向の推定結果が閾値角度の範囲内にある前後の分離信号については、同一の通信の構成要素として抽出することが可能となる。

具体的に、図５（ｂ）～（ｇ）の例においては、分離信号Ｓａと分離信号Ｓａ´を同一の通信の構成要素として抽出することができる。同様に、分離信号Ｓｂと分離信号Ｓｂ´、及び分離信号Ｓｃと分離信号Ｓｃ´を、それぞれ、他の同一の通信の構成要素として抽出することができる。なお、図５（ｂ）～（ｇ）のうち、時間ｔ１、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、...に対応する空白の部分は、分離信号が存在していない状態を示し、点線で示す部分は何らかの理由で受信できなかった状態（受信ミスの状態）を示している。

上述した閾値角度に基づく同一の通信の構成要素の選出結果によれば、分離信号Ｓａと分離信号Ｓａ´は同一の通信要素として、図５（ａ）の時間ｔ１、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、...のうち、時間ｔ６を除いて連続に選出されている。また、分離信号Ｓｂと分離信号Ｓｂ´は他の同一の通信要素として、時間ｔ６（受信ミス）を除いて連続に選出されている。また、分離信号Ｓｃと分離信号Ｓｃ´はさらに別の同一の通信要素として、時間ｔ２（受信ミス）を除いて連続に選出されている。

また、図５において、図５（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、観測エリア６内の基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で図２に示す構成を有する無線フレームを使って送受信されるパケットデータＡ、Ｂ、Ｃの送受信パターンの一例を示している。図５（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）に亘って点線枠で付加する時間幅ｔ０の区間は、図５（ａ）に示す時間ｔ１～ｔ７に亘る間欠的なキャプチャ区間に対応している。

図５に示すタイミングチャートによれば、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１においては、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で送受信されるパケットデータＡ、Ｂ、Ｃが混在した複数波混在信号を、時間幅ｔ０より広い期間を通して間欠的にキャプチャし、パケットデータＡ、Ｂ、Ｃそれぞれの構成要素の断片（分離信号）を取り出したうえで、これら分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出していくことで、当該分離信号をその一部として含むパケットデータＡ、Ｂ、Ｃ（ＰＤＵ）の間隔及び長さを推定し得ることとなる。

ここで、同一の通信の構成要素ごとに分離信号を選出した後にＰＤＵの間隔及び長さを推定するためには、選出した分離信号ごとに、その分離信号がＰＤＵの先頭部であるか、後端であるか、継続部であるか等を推定する必要がある。

その理由について図６を参照して説明する。本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１のＯＴＡトラフィック分析対象とされるＰＤＵのサイズと信号キャプチャ間隔は、一例として、図６に示すような関係にある。

図６の上段に示すように、ＰＤＵについては、ＰＤＵ＃１、＃２、＃３、...が、例えば、それぞれ異なる間隔（ｇ１、ｇ２、...）、かつ異なる時間長で適宜に送出され得る。一方、本発明に係るＯＴＡトラフィック分析装置１では、図６の下段に示すように、ＰＤＵ＃１、＃２、＃３、...が混在する複数波混合信号を一定の間隔ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４、...で一定の時間長、間欠的に受信し信号源１１０ごとに分離したうえで、その分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出することによりＰＤＵ＃１、＃２、＃３、...を取り出すようになっている。

図６に示す関係からも分かるように、ＰＤＵ＃１はそのほぼ先頭部がキャプチャ間隔ｉ１の先端近傍で受信開始されるが、キャプチャ間隔ｉ２においては受信されなくなっている。ＰＤＵ＃２はそのほぼ先頭部がキャプチャ間隔ｉ３の先端で受信開始され、後端においても受信された後、受信されなくなっている。ＰＤＵ＃３は先頭部から少し時間が経過したあたりでキャプチャ間隔ｉ５の先端で受信開始され、その後端でも受信され続けている。

このように、長さと間隔が異なるＰＤＵ＃１、＃２、＃３、...を一定の間隔ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４、...でキャプチャし、できるだけ正確な長さを推定するためには、選出した同一の通信の構成要素の分離信号ごとに、その分離信号がＰＤＵの先頭部であるか、継続部であるか、後端部であるか等を推定することができれば、推定ＰＤＵの精度を向上させるうえでも有用である。なお、分離信号がＰＤＵの先頭部であるか、継続部であるか、後端部であるか等の判断処理手順については、後で図９を参照して詳しく説明する。

なお、図５においては、受信した複数波混在信号から分離した分離信号の到来方向及び信号強度を加味した（関連付けた）ＰＤＵ推定処理について述べたが、本発明は、分離信号と到来方向及び信号強度を関係づけることは必ずしも必要はなく、分離信号だけによってＰＤＵを推定するようにしてよい。この構成については、第２の実施形態として後で詳述する。

＜トラフィックパターン推定機能＞
データ推定機能による通信データの推定結果、具体的には、ＰＤＵ推定部４３によるＰＤＵの推定結果に基づいてＯＴＡ通信のトラフィックパターン（通信トラフィックパターン）を推定する機能である。
＜トラフィック変動予測機能＞
トラフィックパターン推定機能による通信トラフィックパターンの推定結果に基づいて通信トラフィックパターンの所定期間内のデータ量を推定し、推定したデータ量から通信トラフィックパターンのその後の通信トラフィックの負荷変動を予測する機能である。

（第１の実施形態）
上述した概要の説明を踏まえ、以下、本発明の第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１の構成について図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態においては、到来方向及び信号強度の推定結果が関連付けられた分離信号からＰＤＵを推定することを前提としている。

図７に示すように、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、アンテナ装置１０、ブラインド信号推定装置２０、データ処理装置３０を備えて構成されている。

アンテナ装置１０は、観測エリア６（図１参照）内で、複数の信号源１１０から送信される複数波混在信号を受信するものである。アンテナ装置１０の具体的な構成としては、例えば、特許文献１に記載されているような直交する３偏波をそれぞれ受信可能な３つのアンテナを複数のアンテナ素子として回転体にて回転させる構成、或いは、アレーアンテナの各アンテナ素子を複数のアンテナ素子とする構成がある。

本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、周辺の無線環境から到来する到来信号、すなわち、観測エリア６内で複数の信号源１１０から送信される信号が混在した複数波混在信号をアンテナ装置１０に設けられる複数のアンテナ素子で受信し、各アンテナ素子の受信信号をブラインド信号推定装置２０、及びデータ処理装置３０で信号処理することにより、各信号源１１０から送信される信号を分離して各信号源１１０の到来方向及び信号強度を推定するとともに、当該到来方向及び信号強度の推定結果に基づいてＰＤＵを推定するものである。

また、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、例えばローカル５Ｇ環境での使用が可能なものであり、捕捉する到来信号の周波数帯としては、例えば、３．７５ＧＨｚ、４．６ＧＨｚ～４．８ＧＨｚ及び２８．２ＧＨｚ～２９．１ＧＨｚ等の帯域が想定されている。ＯＴＡトラフィック分析装置１は、ローカル５Ｇ環境での使用に限定されるものではなく、例えば、ＷｉＦｉなどの他の無線システムでの使用にも適用できるものである。

なお、ＯＴＡトラフィック分析装置１において、アンテナ装置１０は、上述した構成に限られるものではない。上述した周波数帯でのエリア間端末間干渉、基地局間干渉等に対して到来方向、及び諸特性を網羅的に取得できるものであれば、アンテナの種別、数、配列、駆動方式、到来方向推定方法等について種々の方式が適用可能である。

ブラインド信号推定装置２０は、図３に示すように、周波数変換部２１、ＡＤ変換部２２、信号分離部２３、到来方向推定処理部２４、信号解析部２５を有している。

周波数変換部２１は、アンテナ装置１０により受信された受信信号（複数波混在信号）を入力し、該受信信号を中間周波数帯の信号（ＩＦ信号）に変換する処理を行う。

ＡＤ変換部２２は、周波数変換部２１で周波数変換された受信信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して信号分離部２３に出力する。ＡＤ変換部２２は、アンテナ装置１０、周波数変換部２１とともに受信部２０ａを構成している。

信号分離部２３は、ＡＤ変換部２２から入力するデジタル信号、すなわち、観測エリア６の所定の配置地点で受信した複数波混在信号から、複数の信号源１１０のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行う。

到来方向推定処理部２４は、信号分離部２３で分離された信号（分離信号）を入力し、入力した信号ごとにその到来方向を推定する信号処理を行う。この信号処理において、到来方向を推定するアルゴリズムとしては、例えば、ビームフォーマ法、ＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法などが適用される。これらの方法では、例えば、横軸を角度、縦軸を信号レベルとし、到来信号の到来方向（角度）をその信号レベルに関連付けて表わす角度スペクトラムを生成したうえで、角度スペクトラムの縦軸における信号レベルのピークを読み取り、上記ピークに対応する横軸上の角度を、当該角度スペクトラムを有する到来信号の到来方向（角度）として推定するようになっている。到来方向推定処理部２４は、本発明の到来方向推定手段を構成する。

信号解析部２５は、信号分離部２３から入力する分離信号を入力し、該分離信号を対象に種々の項目について解析する信号処理を実施する。解析対象とされる項目（解析項目）としては、例えば、信号強度等が挙げられる。信号解析部２５は、本発明の信号強度推定手段に相当し、上述した信号分離部２３、到来方向推定処理部２４とともに解析処理部２０ｂを構成している。

ブラインド信号推定装置２０は、周波数変換部２１、ＡＤ変換部２２、信号分離部２３、到来方向推定処理部２４、信号解析部２５を備えることで、観測エリア６の空間内で配置地点に到来する複数波混在信号を受信し、そこに混在している信号を分離して分離信号ごとに到来方向及び信号強度を推定できるようになっている。

データ処理装置３０は、例えば、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）で実現され、ブラインド信号推定装置２０における受信信号の解析結果、特に、信号到来方向及び信号強度の推定結果に基づき、観測エリア６内の無線端末Ａ１（信号源１１０）間で実施される通信のトラフィック（ＯＴＡトラフィック）を分析するためのデータ処理を行う。データ処理装置３０は、制御部３１、データベース３３、入力部３４、表示部３５を有して構成されている。

制御部３１は、例えば、コンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、ＯＴＡトラフィック分析装置１の機能を実現するための所定の情報処理や、アンテナ装置１０、ブラインド信号推定装置２０を対象とする統括的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵを立ち上げるためのＯＳ（Operating System）やその他のプログラム及び制御用のパラメータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）或いはＨＤＤ（Hard Disc Drive）などの不揮発性メモリ、ＣＰＵが動作に用いるＯＳやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している。

上述したコンピュータ装置は、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭ或いはＨＤＤなどの不揮発性メモリに格納されたプログラムを実行することにより制御部３１として機能する。具体的に制御部３１は、ＣＰＵがＲＡＭの作業領域で上記不揮発性メモリに格納された各プログラムを実行することにより、図７に示すように、分析条件設定部４１、アンテナ制御部４２、ＰＤＵ推定部４３、トラフィックパターン推定部４４、トラフィック変動予測部４５、表示制御部４７の各機能を実現する。ここで分析条件設定部４１、アンテナ制御部４２は、ブラインド信号推定装置２０を制御する装置制御部３１ａとしての機能部を構成し、ＰＤＵ推定部４３、トラフィックパターン推定部４４、トラフィック変動予測部４５、表示制御部４７は、ＯＴＡトラフィック分析に係るデータ処理を行うデータ制御部３１ｂとしての機能部を構成している。

分析条件設定部４１は、観測エリア６でのＯＴＡトラフィックの分析条件を設定するための機能部であり、例えば、ＯＴＡトラフィックの分析対象となる無線信号の周波数の設定等を行えるようになっており、本発明の設定手段を構成する。分析条件設定部４１は、ＯＴＡトラフィック分析対象の周波数帯として、例えば、５Ｇの運用を考慮し、３．７ＧＨｚ帯、４．７ＧＨｚ帯、２８ＧＨｚ帯のいずれかを設定する構成であってもよい。

アンテナ制御部４２は、アンテナ装置１０におけるアンテナ方向などの機械的な制御を行う。

分析条件設定部４１、アンテナ制御部４２を有する装置制御部３１ａは、複数波混在信号のキャプチャ時間（図３（ｈ）の受信時間Ｔｒｘ）と受信間隔（同、Ｔｉｎｔ）を制御する機能も備えている。装置制御部３１ａは、本発明のキャプチャ制御手段を構成している。

ＰＤＵ推定部４３は、前述したＰＤＵ推定処理機能に相当し、ブラインド信号推定装置２０での複数波混在信号の間欠的な受信（キャプチャ）に合わせた信号処理によって生成した信号、すなわち、分離信号、該分離信号の到来方向及び信号強度の推定結果をデータベース３３に逐次記憶するとともに、記憶した分離信号と、該分離信号の到来方向及び信号強度の推定結果とに基づいて、当該分離信号を一部構成要素として含むＰＤＵの長さと間隔を推定するＰＤＵ推定処理を実行する。ＰＤＵ推定部４３は、本発明のＰＤＵ推定手段を構成する。

トラフィックパターン推定部４４は、前述したトラフィックパターン推定機能に相当し、ＰＤＵ推定部４３によるＰＤＵ推定結果から、ＰＤＵの長さ、間隔、密度に基づいて各信号源付近の通信トラフィックパターン（データ量、データ密度など）を算出し、収集するトラフィックパターン推定処理を実行する。トラフィックパターン推定部４４は、本発明のトラフィックパターン推定手段を構成する。

トラフィック変動予測部４５は、前述したトラフィック変動予測機能に相当し、トラフィックパターン推定部４４が収集したトラフィックの傾向を分析し、その分析結果に基づいて、その後のトラフィック変動の予測を行う処理を実行する。トラフィック変動予測部４５は、本発明のトラフィック変動予測手段を構成する。トラフィックパターン推定機能、及びトラフィック変動予測機能の構成については、図１１ないし図１６を参照して後で詳しく説明する。

表示制御部４７は、ＯＴＡトラフィック分析条件の設定画面、ＰＤＵ推定結果を表示する表示画面等、ＯＴＡトラフィック分析処理に係る種々の情報及び画面を表示する制御を行うものである。

データベース３３は、信号分離部２３が出力する分離信号、到来方向推定処理部２４、及び信号解析部２５がそれぞれ出力する上記分離信号の到来方向、及び信号強度の推定結果、ＰＤＵ推定部４３によるＰＤＵ推定結果、トラフィックパターン推定部４４により算出、抽出された通信トラフィックパターン（データ量、データ密度など）、トラフィック変動予測部４５によるトラフィック変動の予測結果等、ＯＴＡトラフィック分析に係る各種情報を格納するための機能部である。

入力部３４は、コマンドなど各種情報を入力するための機能部であり、キーボード、マウス等の入力装置により構成されている。本実施形態において、入力部３４は、ＯＴＡトラフィック分析処理に係る周波数をはじめとする各種パラメータの設定、ＯＴＡトラフィック分析処理の開始、或いは終了を指示する機能（操作部としての機能）を備えていてもよい。

表示部３５は、上述した表示制御部４７の表示制御によって、ＯＴＡトラフィック分析条件（設定パラメータ）の設定画面、ＰＤＵ推定結果を表示する表示画面等、ＯＴＡトラフィック分析処理に係る種々の情報及び画面を表示するものである。表示部３５は、設定パラメータやコマンドなどを入力可能とするためにタッチパネル等で構成されていてもよい。

次に、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１におけるＰＤＵ推定処理動作について図８に示すフローチャートを参照して説明する。

このＰＤＵ推定処理を行うためには、ＯＴＡトラフィック分析装置１を観測エリア６内の所望の地点に設置する。

所望の地点に設置した後、ＯＴＡトラフィック分析装置１では、制御部３１の分析条件設定部４１において、ＰＤＵ推定処理を実行するのに必要な設定項目（パラメータ）を設定する開始前設定（分析条件設定）処理を行う（ステップＳ１）。分析条件設定処理は、例えば、表示部３５に設定画面を表示し、ユーザによる、その設定画面に表示される各設定項目の設定欄に対する入力部３４からの設定値の入力を受け付けることにより行うことができる。

ここで分析条件設定部４１は、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間の通信に用いられるプロトコル、及びそのプロトコル仕様に合致するＰＤＵの構成を踏まえ、例えば、周波数、データレート、受信信号長（信号キャプチャ時間）、受信間隔、ＰＤＵ最大サイズ、ＰＤＵ最小サイズ、ＰＤＵ間最少ギャップ長、閾値角度（到来方向から同一の通信の構成要素を選出する際に用いる）等の設定項目の入力（設定操作）を受け付け、その入力された各項目を設定する処理を実施する。受信信号長（信号キャプチャ時間）、受信間隔は、それぞれ、図３における受信時間Ｔｒｘ、受信間隔Ｔｉｎｔに相当する。

次いで、制御部３１では、ユーザによる、例えば、入力部３４でのトラフィック分析処理の開始操作を受け付ける（ステップＳ２）。この開始操作は、例えば、上述した設定画面に表示されている「開始」ボタンを押下する等の操作により行うことができる。

トラフィック分析処理に関する所定の開始操作が行われると、ＯＴＡトラフィック分析装置１では、データ処理装置３０の装置制御部３１ａからアンテナ装置１０及びブラインド信号推定装置２０を制御することにより、複数の無線信号が混在する複数波混在信号の受信を行わせる（ステップＳ３）。

ここで、装置制御部３１ａのアンテナ制御部４２は、分析条件設定部４１により設定した周波数帯の複数波混在信号をステップＳ２で設定した受信信号長（信号キャプチャ時間）と受信間隔にて間欠的にキャプチャさせるようにアンテナ装置１０を駆動制御する。また、装置制御部３１ａは、アンテナ装置１０によって上記周波数帯の複数波混在信号が間欠的にキャプチャされるのに合わせて、キャプチャされた信号の信号処理を行わせるようにブラインド信号推定装置２０を駆動制御する。この駆動制御により、ブラインド信号推定装置２０では、アンテナ装置１０により間欠的にキャプチャされた受信信号が、周波数変換部２１により周波数変換され、該周波数変換後の受信信号がＡＤ変換部２２でアナログ信号からデジタル信号に変換される信号処理を経て、キャプチャ後、速やかに信号分離部２３へと入力される。

信号分離部２３は、入力する信号（キャプチャされた信号）から当該地点でその周囲から到来する複数の信号源成分を信号源１１０ごとにそれぞれ分離する処理（図３における信号分離時間Ｔｐ参照）を実施し（ステップＳ４）、該分離された信号（分離信号）の信号源成分を到来方向推定処理部２４、及び信号解析部２５へ入力する。次いで、到来方向推定処理部２４、及び信号解析部２５は、入力する分離信号を解析して当該分離信号の到来方向、及び信号強度をそれぞれ推定する処理（図３における分離信号時間Ｔｓ≒受信時間Ｔｒｘ参照）を実施する（ステップＳ５）。

上記ステップＳ５での到来方向推定処理部２４による到来方向の推定処理は、入力される分離信号（複数の信号源１１０のいずれかから送信された信号源成分）に対して、例えば、ＭＵＳＩＣ法、ビームフォーミング法等を適用して実施し、当該分離信号ごとの到来方向を推定する。到来方向推定処理部２４は、信号源１１０の到来方向推定結果をデータ処理装置３０へと出力する。また、上記ステップＳ５において、信号解析部２５は、入力される分離信号ごとにその信号強度を算出するとともに、他の項目についても解析処理を実施し、算出した分離信号ごとの信号強度、及び他の項目の解析結果をデータ処理装置３０へと出力する。

具体的に、到来方向推定処理部２４は、例えば、ＭＵＳＩＣ法を適用する場合、信号分離部２３から入力するそれぞれの信号源成分のＭＵＳＩＣ角度スペクトラムを生成する。ＭＵＳＩＣ角度スペクトラムは、例えば、横軸を角度、縦軸を信号レベルとし、到来信号の到来方向（角度）をその信号レベルに関連付けて表わすグラフで構成されている。

引き続き、到来方向推定処理部２４は、ＭＵＳＩＣ角度スペクトラムの縦軸における信号レベルのピークを読み取り、上記ピークに対応する横軸上の角度を、当該角度スペクトラムを有する到来信号の到来方向（角度）として推定する。

これに対し、ビームフォーミング法を適用する場合、到来方向推定処理部２４は、信号分離部２３から入力するそれぞれの信号源成分のビームフォーミング角度スペクトラムを生成する。ビームフォーミング角度スペクトラムも、例えば、横軸を角度、縦軸を信号レベルとし、到来信号の到来方向（角度）をその信号レベルに関連付けて表わすグラフで構成されている。

これにより、到来方向推定処理部２４は、ビームフォーミング角度スペクトラムの縦軸における信号レベルのピークを読み取り、上記ピークに対応する横軸上の角度を、当該角度スペクトラムを有する到来信号の到来方向（角度）として推定する。

上記ステップＳ４で分離された分離信号と、上記ステップＳ５での解析処理に基づく当該分離信号ごとの到来方向及び信号強度の推定結果は、データ制御部３１ｂによって、データベース３３の所定の格納領域に継続的に記録される（ステップＳ６）。

これに合わせて、ＰＤＵ推定部４３は、上記ステップＳ６で記憶された分離信号と、分離信号ごとの到来方向及び信号強度の推定結果に基づいて、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で送受信される当該分離信号を一部構成要素として含むＰＤＵのサイズを推定する処理を実施する（ステップＳ７）。

ステップＳ７におけるＰＤＵ推定処理は、例えば、前述したように、図５に示すタイミングチャートに沿った手順により実施可能である。ここで、ＰＤＵ推定部４３は、各キャプチャ時間に対応して記憶された複数の分離信号の到来方向及び信号強度の推定結果（ステップＳ６参照）を指標とし、キャプチャ時間の前後で予め設定した条件、すなわち、上記ステップＳ２で設定した閾値角度の範囲という条件を満たす分離信号を、各組ごとに、それぞれ、同一の通信の構成要素として選出する処理をキャプチャ時間の経過に合わせて継続的に実施する。

この処理において、同一の通信の構成要素として選出されるそれぞれの分離信号（図５の例においては、ＳａとＳａ´、ＳｂとＳｂ´、ＳｃとＳｃ´）は、組ごとに、あるキャプチャ時間には選出されていないが次のキャプチャ時間には選出される第１のパターン、あるキャプチャ時間の後、複数のキャプチャ時間の区間選出され続けるパターン（第２のパターン）、あるキャプチャ時間には選出されて次のキャプチャ時間には選出されなくなったパターン（第３のパターン）等、種々のパターンが混在して出現することがある。

このようなパターンで分離信号のパターン（分離信号パターン）が出現することを想定した場合、例えば、上述した第１のパターンの分離信号は、推定対象のＰＤＵ（推定ＰＤＵ）における先頭部の分離信号と推察することが可能である。また、上述した第２のパターンの分離信号、第３のパターンの分離信号は、それぞれ、推定ＰＤＵにおける継続する部分（継続部）の分離信号、後端部の分離信号と推察し得るものと考えられる。

受信信号、分離信号パターン、及び推定ＰＤＵの対応関係の一例を図１０に示している。図１０において、（ａ）は受信された次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンのみを含むときの対応関係を示し、（ｂ）は受信された次の次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンと、受信された次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターン２つを含むときの対応関係を示し、（ｃ）は受信された次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンと、受信されてから４つ後のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンを含むときの対応関係を示し、（ｄ）は受信された次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンと、受信されないタイミングが２つ続いた後、受信された次の次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンを含むときの対応関係を示している。

図１０に示す受信信号、分離信号パターン、及び推定ＰＤＵの対応関係によれば、図１０（ａ）～（ｄ）に示すように、受信された次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンからは、それぞれ、先頭部の分離信号であって、受信されたキャプチャ時間から次のキャプチャ時間が始まる前まで連続するＰＤＵの推定（推定ＰＤＵの取得）が可能となる。

また、図１０（ｂ）、（ｄ）に示すように、受信された次の次のタイミングで受信されなくなった分離信号パターンからは、受信されてから２つの後のキャプチャ時間が始まる前まで継続する推定ＰＤＵの取得が可能である。

また、図１０（ｃ）に示すように、受信されてから４つ後のタイミングで受信されなくなった分離信号については、受信されてから４つの後のキャプチャ時間が始まる前まで継続する推定ＰＤＵの取得が可能である。

図１０に示す分離信号パターンと推定ＰＤＵの関係を利用したＰＤＵの推定処理について、図９を参照して詳しく説明する。図８のステップＳ７でのＰＤＵ推定処理において、ＰＤＵ推定部４３は、記憶された複数の分離信号の到来方向及び信号強度の推定結果（ステップＳ６参照）を順次読み出し、同一の通信の構成要素として選出される分離信号の組ごと、すなわち、信号源１１０ごとの分離信号の配列ごとにその分離信号のパターン（分離信号パターン）を判断する処理を図９に示すフローチャートにしたがって実施する。

ここでＰＤＵ推定部４３は、信号源１１０ごとの各キャプチャ時間における分離信号について、例えば、ある信号源１１０について、分離信号が検出された地点を推定され得るＰＤＵ（推定ＰＤＵ）の先頭部と判断する（ステップＳ６１）。

また、引き続き分離信号が検出された場合、ＰＤＵ推定部４３は、例えば、推定ＰＤＵが継続しているものと判断する（ステップＳ６２）。

これに対し、分離信号が検出されなかった場合、ＰＤＵ推定部４３は、例えば、その時点で推定ＰＤＵの終端と判断する（ステップＳ６３）。

上記ステップＳ６１からステップＳ６３の処理に繰り返し実施しながら、ＰＤＵ推定部４３は、当該信号源１１０から送出された信号の分離信号から推定ＰＤＵを順次構築していく。推定ＰＤＵの構築処理の実行中、ＰＤＵ推定部４３は、ＰＤＵの先頭部からの経過時間とデータレートから算出したデータ長が予め設定したＰＤＵ最大サイズに達した場合にはＰＤＵの終端と判断する（ステップＳ６４）。

これに対し、ステップＳ６４において上記データ長が予め設定したＰＤＵ最小サイズより短かった場合、ＰＤＵ推定部４３は、ＰＤＵ最小サイズに引き延ばすと共に、ＰＤＵ先頭位置、ＰＤＵ終端位置（時間）を調整する処理を実施する（ステップＳ６５）。この処理を行うために、ＰＤＵ推定部４３は、先頭位置のみを見逃しているか、終端位置のみを見逃しているか、先頭位置と終端位置の両方を見逃しているかを判定できるようになっている。この判定結果に応じて、ＰＤＵ推定部４３は、先頭位置のみを見逃している場合は、先頭位置（時間）をサイズ延長分だけ前倒し、終端位置のみを見逃している場合は、終端位置（時間）をサイズ延長分だけ先送りにする。また、先頭位置、終端位置の両方を見逃している場合は、前後両方をサイズ延長分の半分ずつずらす処理を実施する。

また、上記ステップＳ６１からステップＳ６３の繰り返しによる推定ＰＤＵの構築処理の実行中、ＰＤＵ推定部４３は、ＰＤＵの終端から予め設定したＰＤＵ間最少ギャップよりも短い間隔で次の分離信号を検出した場合、当該分離が検出された地点を次のＰＤＵの先頭部と判断するとともに、直前の推定ＰＤＵに遡ってＰＤＵ間最少ギャップに見合ったサイズに修正する（ステップＳ６６）。

図９に示すように、ＰＤＵ推定部４３では、記憶された複数の分離信号の到来方向及び信号強度の推定結果（図８のステップＳ６参照）に対して、同一の通信の構成要素として選出される分離信号を組ごとに選出していきながら、各組の別個の分離信号ごとに分離信号パターンの判断処理（図１０参照）を適用して推定ＰＤＵを更新していく。

この処理により、図８のステップＳ７において、ＰＤＵ推定部４３は、最終的に、同一の通信の構成要素ごと、つまり、信号源１１０ごとにその信号源１１０から無線信号により送出されるＰＤＵのパターンを推定（推定ＰＤＵを取得）することができる。このように、ＰＤＵ推定部４３では、図８のステップＳ１で設定された周波数、データレート、ＰＤＵ最大サイズ、ＰＤＵ最小サイズ、ＰＤＵ間最少ギャップ長に合致する推定ＰＤＵが取得されるまでＰＤＵ推定処理を続行するようになっている。

次に、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１のトラフィックパターン推定機能、トラフィック変動予測機能について説明する。

図７に示したように、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、データ処理装置３０のデータ制御部３１ｂには、ＰＤＵ推定部４３に加え、トラフィックパターン推定部４４、トラフィック変動予測部４５が設けられている。

トラフィックパターン推定部４４は、ＰＤＵ推定部４３によるＰＤＵ推定結果に基づき、その推定されたＰＤＵを予め設定した抽出条件（ＰＤＵの長さ、ＰＤＵの間隔（ギャップ）、要素（エレメント）数等）で抽出し、その抽出条件を満たすＰＤＵを、当該抽出条件に対応する（所望のタイプの）通信トラフィックパターンとして検出（推定）するトラフィックパターン推定機能を実現する。

トラフィック変動予測部４５は、トラフィックパターン推定部４４により推定された複数タイプの通信トラフィックパターンについて、それまでの予め設定した所定期間のトラフィック（データ量、データ密度等）を求めたうえで、当該トラフィックの変動に関する傾向を分析し、その分析結果から、当該通信トラフィックパターンのその後（上記所定期間後）のトラフィック変動を予測するトラフィック変動予測機能を実現する。

＜トラフィックパターン推定処理＞
トラフィックパターン推定機能によるトラフィックパターン推定処理の概要について図１２を参照して説明する。本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、ＯＴＡ環境下（図１参照）で実施する基地局Ｂ１と無線端末Ａ１との間の通信シーケンスの一例として、例えば、図１２に示す通信シーケンスによりＰＤＵ（斜線を付して矩形枠で示す）の送受信が行われる形態が想定され得る。図１２において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７は、個々のＰＤＵの長さを示し、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６は、２つの連続するＰＤＵの間隔（ギャップ長）を示している。ギャップ長の単位は、時間またはバイト数とし、全体として一貫されている必要がある。

図１２において、個々のＰＤＵ長（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７）、及びギャップ長（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６）をエレメントと呼び、幾つかのエレメントが連なって複数の連続するセグメントが構成されている。図１２においては、１セグメントを５エレメントとして設定したときの３つの連続するセグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３の配列の例を挙げている。ここで、エレメント（Ｐ１、Ｇ１、Ｐ２、Ｇ３、Ｐ３）はＳ１で示すセグメントを構成し、続いて同じ列のエレメント（Ｇ３、Ｐ４、Ｇ４、Ｐ５、Ｇ５）はＳ２で示すセグメントを構成し、さらに同じ列のエレメント（Ｐ６、Ｇ６、Ｐ７、...）はＳ３で示すセグメントを構成している。

また、図１２においては、複数のセグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３をエレメント単位で後方にシフトさせた配列を、それぞれ、（Ｓ２´、Ｓ３´、Ｓ４´、Ｓ５´、Ｓ６´、Ｓ７´、Ｓ８´、Ｓ９´）として縦方向に並べて示している。ここでセグメントＳ２´の先端部とセグメントＳ３´の先端部との差分、セグメントＳ３´の先端部とセグメントＳ４´の先端部との差分、セグメントＳ４´の先端部とセグメントＳ５´の先端部との差分、セグメントＳ５´の先端部とセグメントＳ６´の先端部との差分、セグメントＳ６´の先端部とセグメントＳ７´の先端部との差分をシフト幅と称するものとする。すなわち、シフト幅は、セグメントを順次識別、判定する際の次のセグメントへの移動エレメント数を指している。図１２に示されるように、シフト幅＝エレメント数／セグメントの場合はＳ１～Ｓ３、シフト幅＝１の場合はＳ１及びＳ２´～Ｓ９´となる。ここで、 シフト幅を小さくすると処理負担は大きくなるが、推定精度は向上、大きくすると推定精度は悪化するが処理負担を軽減できる。

図１２に例示した通信シーケンスによって送受信されるＰＤＵの配列を検出するものとしたとき、ＰＤＵ長、ＰＤＵの間隔（ギャップ）、エレメント数、セグメント、シフト幅等をパラメータとして予め設定し、ＰＤＵ推定部４３によるＰＤＵ推定結果から、そのパラメータの値に合致するＰＤＵの配列（通信トラフィックパターン）を抽出することが考えられる。

図１２に例示したＰＤＵ長、ＰＤＵの間隔（ギャップ）、エレメント、セグメント、シフト幅等の各種のパラメータは、例えば、入力部３４（或いは、表示部３５）でのユーザ操作に応じて、分析条件設定部４１での設定処理により任意の値に設定することができる。これにより、上述したトラフィックパターン推定機能としてのトラフィックパターン推定部４４は、パラメータの設定後、ＰＤＵ推定部４３でのＰＤＵ推定処理と並行し、若しくは、ＰＤＵ推定処理により例えば処理データ格納部３３ａに蓄えられた処理データ（ＰＤＵ推定結果を含む）を読み込んだうえで、そのＰＤＵ推定結果に基づき、ＰＤＵ情報（ＰＤＵデータ）と連続するＰＤＵデータ間のギャップ情報（間隔データ）とで規定される通信トラフィックパターンを推定（抽出）することが可能となる。

また、トラフィックパターン推定部４４は、トラフィックパターン推定処理に際し、例えば、ＰＤＵの送信元識別情報（ＩＤ番号、文字列等）、ＰＤＵ先頭時刻（ミリ秒か、それ以下の時間レベル）、ＰＤＵ長（バイト）、ＰＤＵ所要時間（ミリ秒か、それ以下の時間レベル）情報を含むレコードを受け取ることができるようになっている。送信元識別情報は、送信元を識別するためのシステム内でユニークな情報である。ＰＤＵ先頭時刻は、当該ＰＤＵの先頭の送信開始または受信開始時刻である。ＰＤＵ長はＰＤＵのバイト長である。ＰＤＵ所要時間は、当該ＰＤＵの通信路上の伝送に要した時間である。上述したレコードは、レコードの発生時点で逐次１件ずつ受け取るか、或いは、ある時間帯に発生した複数のレコードを保存、蓄積した状態入力情報として受け取ることができるようになっている。

本実施形態において、所望のＰＤＵの通信トラフィックパターンを抽出するために必須のパラメータとしては、セグメント長、シフト幅、ＰＤＵ長リミット、ＰＤＵエレメント数、ギャップ長リミット、ギャップエレメント数、最大ギャップ長が挙げられる。

セグメント長は、１セグメントのエレメント数である。シフト幅は、上述したように、次セグメント先頭へのエレメント数である。ＰＤＵ長リミットは、これより長いＰＤＵは全て「最長」のＰＤＵ長属性に分類されることを示す情報である。ＰＤＵエレメント数は、ＰＤＵ長リミットを超えないＰＤＵについて、エレメント長を何分割で分類するかを指定するものであり、ＰＤＵ長リミットより大きい値である。

ギャップ長リミットは、これより長く「最大ギャップ長」を超えないギャップは全て「最長」のギャップ長属性に分類されることを指示する情報であり、最大ギャップ長より小さい値である。ギャップエレメント数は、ギャップ長リミットを超えないギャップについて、エレメント長を何分割で分類するかを指定する情報であり、ギャップ長リミットより大きい値である。最大ギャップ長は、ギャップ長として認識する最大限界値 ギャップリミット長より大きい値である。

上述したパラメータの設定例を図１３に示している。図１３において、（ａ）、（ｂ）はＰＤＵ長リミットとＰＤＵエレメント数の設定例であり、（ａ）はＰＤＵ長リミットを１０００、ＰＤＵエレメント数を５に設定した場合の例を示し、（ｂ）はＰＤＵ長リミットを１５００、ＰＤＵエレメント数を４に設定した場合の例を示している。

図１３（ａ）に示す設定によれば、１～２００、２０１～４００、４０１～６００、６０１～８００、８０１～１０００の長さを有するＰＤＵを選択的抽出対象とすることができ、１０００を超えるＰＤＵは全て最長のＰＤＵ長属性として扱うことが可能となる。図１３（ｂ）に示す設定によれば、１～３７５、３７６～７５０、７５１～１１２５、１１２６～１５００の長さを有するＰＤＵを選択的抽出対象とすることができ、１５００を超えるＰＤＵは全て最長のＰＤＵ長属性として扱うことが可能となる。

また、図１３において、（ｃ）、（ｄ）はギャップ長リミット、ギャップエレメント数、最大ギャップ長の設定例であり、（ａ）はギャップ長リミットを１５００、ギャップエレメント数を３、最大ギャップ長を１００００に設定した場合の例を示し、（ｂ）はャップ長リミットを１０００、ギャップエレメント数を７、最大ギャップ長を５０００に設定した場合の例を示している。

図１３（ｃ）に示す設定によれば、１～１３３３、１３３４～２６６６、２６６７～４０００、４００１～１００００の長さを有するギャップを選択的抽出対象とすることができ、１００００を超えるギャップはギャップ長として扱わないようにすることが可能となる。図１３（ｄ）に示す設定によれば、１～１４２、１４３～２８５、２８６～４２８、４２９～５７１、５７２～７１４、７１５～８５７、８５８～１０００、１００１～５０００の長さを有するギャップを選択的抽出対象とすることができ、５０００を超えるギャップはギャップ長として扱わないようにすることが可能となる。

＜トラフィック変動予測処理＞
一方、上述したトラフィック変動予測機能としてのトラフィック変動予測部４５は、トラフィックパターン推定部４４により推定された通信トラフィックパターンに基づいてトラフィックの変動を予測する処理を行う。

トラフィック変動予測処理において、トラフィック変動予測部４５は、トラフィックパターン推定部４４により推定された通信トラフィックパターンの出現とその後のトラフィック変動を記録、分析し、その結果を基に、確率、統計的手法によって、個々のパターンとトラフィック変動（負荷変動）の傾向、トラフィック変動の確率を導き出し、これに基づいて通信トラフィックの変動予測を行うようになっている。

トラフィック変動予測処理に必要とされるパラメータとしては、負荷変動の集計期間が挙げられる。負荷変動の集計期間としては、負荷変動を集計する際の短期、中期、長期のそれぞれの時間長が設定可能である。トラフィック変動予測に際し、トラフィック変動予測部４５は、予め設定された短期、中期、長期のいずれかの期間、トラフィック変動予測処理を実施するようになっている。ここで、短期として、例えば、数秒から１０数秒の期間を、長期とは、例えば、数１０秒から数分の期間を設定するようにとしてもよい。この場合、中期とは、数１０秒と数分の間の期間長となる。

上述したトラフィックパターン推定処理、及びＯＴＡトラフィック変動予測処理を実現するための機能ブロックを図１１に示している。図１１に示す機能ブロックにおいて、データベース３３には、ブラインド信号推定装置２０での処理データを格納する処理データ格納部３３ａに加え、エレメント定義テーブル３３ｂ、セグメント定義テーブル３３ｃ、トラフィックパターンテーブル３３ｄ、監視パターンテーブル３３ｅが設けられている。トラフィックパターン推定部４４、及びトラフィック変動予測部４５は、データベース３３内の処理データ格納部３３ａ、エレメント定義テーブル３３ｂ、セグメント定義テーブル３３ｃ、トラフィックパターンテーブル３３ｄ、監視パターンテーブル３３ｅのいずれかに対して適宜にアクセスできるものとなっている。

図１１において、エレメント定義テーブル３３ｂ、セグメント定義テーブル３３ｃ、トラフィックパターンテーブル３３ｄ、監視パターンテーブル３３ｅは、例えば、データベース３３内に設けられているが、これに限らず、例えば、上述したコンピュータ装置のＲＯＭ、或いは、その他の専用記憶部等、データベース３３以外の部分に設ける構成としてもよい。

＜エレメント定義テーブル＞
エレメント定義テーブル３３ｂは、例えば、設定パラメータにしたがって生成されるＰＤＵ長、ギャップ長の分類を保存するデータ記憶部（テーブル）である。エレメント定義テーブル３３ｂは、例えば、図１４に示すように、パラメータ設定領域５１とエレメント定義領域５２を有している。パラメータ設定領域５１には、セグメント長、シフト数（幅）、ＰＤＵ長クラス分割数、ＰＤＵ長リミット値、ギャップ長クラス分割数、ギャップ長リミット値、最大ギャップ長の各設定値が格納される。

ＰＤＵ長クラス分割数は、ＰＤＵ長リミット値までの長さのＰＤＵのクラス分類数、ギャップ長クラス分割数は、ギャップ長クラスリミット値までの長さのギャップのクラス分類数である。設定値について、この例では、設定例１、設定例２、...を示している。この場合、全ての設定について、その設定値に合致するＰＤＵの出現がチェックされることとなる。設定例１については、セグメント長、シフト数、ＰＤＵ長クラス分割数、ＰＤＵ長リミット値、ギャップ長クラス分割数、ギャップ長リミット値、最大ギャップ長の各設定値が、それぞれ、５、１、５、１０００、３、４０００、１００００となっている。設定例２については、上記各パラメータの設定値が、それぞれ、５、５、４、１５００、７、１０００、５０００となっている。

エレメント定義領域５２には、ＰＤＵ長のクラス境界値数、ＰＤＵ長によるクラス分割の境界値のリスト、ギャップ長のクラス境界値数、ギャップ長によるクラス分割の境界値のリストの各情報が格納される。ＰＤＵ長のクラス境界値数はクラス分割の境界値の数である。ＰＤＵ長によるクラス分割の境界値のリストは、ＰＤＵ長に関するクラス分割の境界値のリストであり、分割数に応じてリストのメンバー数が決まる。この例では「ＰＤＵ長リミット値」の長さを「ＰＤＵ長クラス分割数」の値で等分割した例を挙げているが、この境界値リストの値をパラメータとして直接設定する方法を使用しても良い。

ギャップ長のクラス境界値数は、クラス分割の境界値数である。ギャップ長によるクラス分割の境界値のリストは、ギャップ長に関するクラス分割の境界値のリストであり、分割数に応じてリストのメンバー数が決まる。この例では「ギャップ長リミット値」の長さを「ギャップ長クラス分割数」の値で等分割しているが、この境界値リストの値をパラメータとして直接設定する方法を採っても良い。

エレメント定義領域５２では、上述した設定例１に対応してＰＤＵ長のクラス境界値数として５が設定され、ＰＤＵ長によるクラス分割の境界値のリストは、Ｐ１＝２００、Ｐ２＝４００、Ｐ３＝６００、Ｐ４＝８００、Ｐ５＝１０００となっている（図１３（ａ）参照）。ギャップ長のクラス境界値数として４が設定され、ギャップ長によるクラス分割の境界値のリストは、Ｇ１＝１３３３、Ｇ２＝２６６６、Ｇ３＝４０００、Ｇ４＝１００００（図１３（ｃ）参照）となっている。

また、設定例２に対応してＰＤＵ長のクラス境界値数として４が設定され、ＰＤＵ長によるクラス分割の境界値のリストは、Ｐ１＝３７５、Ｐ２＝７５０、Ｐ３＝１１２５、Ｐ４＝１５００となっている（図１３（ｂ）参照）。ギャップ長のクラス境界値数として８が設定され、ギャップ長によるクラス分割の境界値のリストは、Ｇ１＝１４２、Ｇ２＝２８５、Ｇ３＝４２８、Ｇ４＝５７１、Ｇ５＝７１４、Ｇ６＝８５７、Ｇ７＝１０００、Ｇ８＝５０００（図１３（ｄ）参照）となっている。

＜セグメント定義テーブル＞
セグメント定義テーブル３３ｃは、入力されたＰＤＵデータから抽出されるセグメント情報のテーブルであり、例えば、図１５（ａ）に示すように、セグメントＩＤ（セグメント定義テーブル３３ｃ内でユニークなＩＤ番号）、エレメント数、エレメント情報リスト、負荷変動情報の各項目の情報を保持する構成を有している。図１５（ａ）の例においては、セグメントＩＤ、エレメント数、エレメント情報リスト、負荷変動情報について、セグメントＩＤ＝ＳＥＧ＃１、ＳＥＧ＃２、ＳＥＧ＃３、ＳＥＧ＃４にそれぞれ対応して例１～４の設定例が示されている。例１、２、３、４は、図１５（ｂ）に例１～例４として示す通信シーケンスにそれぞれ対応するＰＤＵ値、ＧＡＰ（ギャップ）値が設定されたものである。

例１については、セグメントＩＤ＝ＳＥＧ＃１に対応してエレメント数＝５が設定され、エレメント情報リストは、「タイプ＝ＰＤＵ、サイズ＝８０」、「タイプ＝ＧＡＰ、サイズ＝１２５」、「タイプ＝ＰＤＵ、サイズ＝８０」、「タイプ＝ＧＡＰ、サイズ＝１２５」、「タイプ＝ＰＤＵ、サイズ＝８０」を含んでいる。例２、３、４についても、それぞれ、セグメントＩＤ＝ＳＥＧ＃２、３、４に対応して図５（ａ）に示すような値のエレメント数、エレメント情報リストが設定されている。

負荷変動情報は、その後の短期、中期、長期の負荷（開始時刻、所要時間、伝送データ量等）変動の累計と平均値を示すものであり、例１～４のエレメント情報リスト中のエレメントごとに対応付けて格納されている。図１５の例においては、便宜的に、空欄で示しているが、例１のセグメントＩＤ＝ＳＥＧ＃１に対応する負荷変動情報としては、例えば、図１５（ｂ）の例１に示す通信シーケンスを構成する各エレメントの負荷変動に関する情報が格納される。同様に、例２、３、４のセグメントＩＤ＝ＳＥＧ＃２、ＳＥＧ＃３、ＳＥＧ＃４にそれぞれ対応する負荷変動情報としては、図１５（ｂ）の例２、３、４に示す通信シーケンスを構成する各エレメントの負荷変動に関する情報が格納されるようになっている。

＜トラフィックパターンテーブル＞
トラフィックパターンテーブル３３ｄは、入力されたＰＤＵデータから、連続するＰＤＵデータ間の間隔データを考慮して、時系列のセグメントの出現リストを生成し、保存したテーブルであり、例えば、図１６に示すように、セグメントＩＤに対応して開始時刻情報、所要時間、伝送データ量が格納される構成を有している。ここで、開始時刻情報は、セグメントＩＤで識別されるそれぞれのセグメント（複数の連続するエレメント）の開始時刻を示す情報である。所要時間は、セグメントを構成する複数の連続するエレメントの伝送に要した時間である。所要時間は、当該所要時間に換算可能な値、例えば、伝送データ量にキャップ時間分を加算したデータ量に相当する値であってもよい。伝送データ量は、エレメント中のＰＤＵサイズの合計値を指している。通常、セグメントＩＤは、図１５（ａ）に例示したセグメント定義テーブル３３ｂに登録されたセグメントＩＤに対応している。

＜監視パターンテーブル＞
監視パターンテーブル３３ｅは、トラフィック変動予測（図１８のステップＳ９２～Ｓ９５参照）に際し、それまでに出現したセグメントＩＤと監視時間を登録しておくテーブルであり、セグメントＩＤと監視時間をエントリー（設定項目）として有している。トラフィック変動予測部４５は、監視パターンテーブル３３ｅに登録された全てのセグメントＩＤについて、セグメント定義テーブル３３ｃの負荷変動情報を参照し、当該通信トラフィックパターンの所定時間内のトラフィック推定値として導出するようになっている。ここでトラフィック変動予測部４５は、登録された監視時間が終了した場合には、当該セグメントＩＤを消去するようになっている。

上述した構成を有するエレメント定義テーブル３３ｂ、セグメント定義テーブル３３ｃ、トラフィックパターンテーブル３３ｄ、監視パターンテーブル３３ｅの運用例について、図１１を参照して説明する。

図１１に例示した機能ブロックにおいて、トラフィックパターン推定部４４は、設定操作により例えば入力部３４（或いは、表示部３５）から入力するパラメータに基づいてエレメント定義テーブル３３ｂを設定する（Ｓ１０１参照）。

次いで、トラフィックパターン推定部４４は、ＰＤＵ推定部４３から逐次出力されるＰＤＵ推定結果等のデータを格納する処理データ格納部３３から１セグメント分のエレメント情報を読み込み（Ｓ１０２ａ参照）、既に設定されているパラメータ値（設定値）にしたがってセグメント情報を抽出し、その抽出したセグメント情報の要素であるエレメント情報をエレメント情報リストとしてまとめてセグメント定義テーブル３３ｃに登録する処理（Ｓ１０２ｂ参照）をセグメント情報が新規に抽出される（出現する）たびに実行する。

これに合わせて、トラフィックパターン推定部４４は、セグメント定義テーブル３３ｃに登録したセグメント情報の要素であるエレメント情報から通信トラフィックパターン（開始時刻、所要時間、伝送データ量等の項目から成る）を抽出していき（Ｓ１０３ａ参照）、その抽出した通信トラフィックパターンをトラフィックパターンテーブル３３ｄに登録する処理を実行する（Ｓ１０３ｂ参照）。

上記ステップＳ１０２ｂでのエレメント情報リストの登録に合わせて、セグメント定義テーブル３３ｃには、パラメータの設定値にしたがって抽出されたセグメント情報の要素であるエレメント情報リストに対応して、そのエレメント情報リストによって構成されるセグメント情報に対応する負荷変動を示す負荷変動情報（図１５（ａ）参照）も併せて登録されるようになっている。

図１１に例示した機能ブロックにおいて、トラフィック変動予測部４５は、セグメント定義テーブル３３ｃに格納されたセグメントＩＤと予め設定された監視時間（例えば、短期、中期、長期）のいずれかを監視パターンテーブル３３ｅに登録する（ステップＳ１０４ａ）。そのうえで、トラフィック変動予測部４５は、その登録した全てのセグメントＩＤについて、セグメント定義テーブル３３ｃに登録した負荷変動情報を参照しつつ、トラフィックパターンテーブル３３ｄに格納されている当該セグメントＩＤで識別される通信トラフィックパターンのデータ量を集計し、上記監視時間内のトラフィック推定値として算出するとともに、さらには、そのトラフィック推定値に基づいてその後のトラフィック変動を予測する処理（ステップＳ１０４ｂ）を実行する。

このように、ＯＴＡトラフィック分析装置１において、トラフィックパターン推定部４４、及びトラフィック変動予測部４５は、上記構成を有するエレメント定義テーブル３３ｂ、セグメント定義テーブル３３ｃ、トラフィックパターンテーブル３３ｄ、監視パターンテーブル３３ｅを参照しながら、上述したトラフィックパターン推定処理、及びトラフィック変動予測の処理を行うことが可能となっている。

次に、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１のトラフィックパターン推定処理動作について図１７に示すフローチャートを参照して詳しく説明する。

図１７に示すトラフィックパターン推定処理（Ｓ８）は、トラフィックパターン推定部４４により、例えば、図８のステップ７におけるＰＤＵ推定処理に合わせて実施することも、或いは、ＰＤＵ推定処理後、所定のタイミングでトラフィックパターン推定処理を開始させることも可能である。いずれの場合も、ＰＤＵ推定処理の実行中はブラインド信号推定装置２０でのＰＤＵ推定結果をはじめとする処理データがデータベース３３の処理データ格納部３３ａ（図１１参照）に格納され、トラフィックパターン推定部４４が、処理データ格納部３３ａに格納されている処理データに基づいて通信トラフィックパターンを推定する処理を行うことになる。

本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、図１７に示すトラフィックパターン推定処理（ステップＳ８）を実施するためには、ＯＴＡトラフィック分析に係るパラメータを設定する必要がある。具体的には、データ処理装置３０において、分析条件設定部４１は、入力部３４、若しくは表示部３５でのユーザ操作（入力操作）を受け付けて、その入力されたパラメータを設定する（ステップＳ８１）。

次いで、トラフィックパターン推定部４４は、エレメント定義テーブル３３ｂを生成し、ステップＳ１で設定を受け付けたパラメータの値をエレメント定義テーブル３３ｂ（図１４参照）に設定する（ステップＳ８２）。この処理によって、エレメント定義テーブル３３ｂは、例えば、図１４に示すようなデータ内容のテーブル設定が可能となる。

上記ステップＳ８１、Ｓ８２に関しては、例えば、図８に示す一連のＯＴＡトラフィック分析処理中、ＰＤＵ推定処理に続いてトラフィックパターン推定処理を実行する場合には、ステップＳ１において、ＰＤＵ推定処理のためのパラメータの他、トラフィックパターン推定処理に必要なパラメータも設定し、トラフィックパターン推定部４４が、ステップＳ１で設定されたパラメータを読み込み、該読み込んだパラメータに基づいてエレメント定義テーブル３３ｂを生成し、そのパラメータの値を設定するようにしてもよい。

エレメント定義テーブル３３ｂの設定が完了した後、トラフィックパターン推定部４４は、処理データ格納部３３ａ（図１１参照）から、設定された１セグメント分のエレメント情報を読み込む（ステップＳ８３）。

引き続き、トラフィックパターン推定部４４は、処理データ格納部３３ａから読み込み中のエレメント情報を、エレメント定義テーブル３３ｂに設定したパラメータの設定値にしたがって連続するエレメントごとに識別する処理を実施する（ステップＳ８４）。

次いで、トラフィックパターン推定部４４は、ステップＳ８４で識別したセグメント情報が新規であるか否かをチェックし、新規セグメント情報であれば、新規エントリーとしてセグメントＩＤに対応付けてセグメント定義テーブル３３ｃ（図１５（ａ）参照）に登録する（ステップＳ８５）。このとき、トラフィックパターン推定部４４は、新規エントリーとして登録したセグメント情報について、その負荷変動情報（例えば、出現頻度、データ量等）の管理についても当該セグメント定義テーブル３３ｃ（図１５、図１７参照）を用いて開始するようになっている。

次いで、トラフィックパターン推定部４４は、ステップＳ８５で新規エントリーとして登録したセグメント情報の通信トラフィックパターンを、セグメント定義テーブル３３ｃとそれぞれ同一のセグメントＩＤに対応付けてトラフィックパターンテーブル３３ｄ（図１６、図２０参照）に登録する（ステップＳ８６）。

さらに、トラフィックパターン推定部４４は、上記ステップＳ８５にて一度でもセグメント定義テーブル３３ｃに登録されたセグメント情報については、該登録済みのセグメント情報について開始時刻、所要時間、伝送データ量等の負荷変動情報を継続的に監視し、セグメント定義テーブル３３ｃにて当該セグメント情報に関連して管理している負荷変動情報を逐次更新する処理を実行する（ステップＳ８７）。

図１７に示すように、ステップＳ８３～Ｓ８７の処理を繰り返し実行することにより、トラフィックパターン推定部４４は、セグメント定義テーブル３３ｃを用いて所望のエレメントの配列を有するセグメントの出現を検知し、それらセグメントの負荷変動情報を管理しながら、出現したセグメントの通信トラフィックパターンを、トラフィックパターンテーブル３３ｄを用いて監視することができるようになっている。

一方、トラフィック変動予測部４５は、上述した一連の処理によってトラフィックパターンテーブル３３ｄに格納される通信トラフィックパターンについて、そのトラフィックパターンのセグメントＩＤに対応してセグメント定義テーブル３３ｃで管理される負荷変動情報を参照しながら、それまでに出現した通信トラフィックパターンから、当該通信トラフィックパターンごとのトラフィック変動を推定（予測）する処理（図１７のステップＳ９参照）を行うようになっている。

次に、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１のトラフィック変動予測処理動作について図１８に示すフローチャートを参照して詳しく説明する。このトラフィック変動予測処理は、データ処理装置３０のトラフィック変動予測部４５によって、図１７に示すトラフィックパターン推定処理の実行中に合わせて実施される。

トラフィック変動予測処理が開始されると、トラフィック変動予測部４５は、トラフィック変動予測処理に利用されているトラフィックパターンテーブル３３ｄにアクセスし、セグメントＩＤに対応して格納されている通信トラフィックパターンの情報を検知する（ステップＳ９１）。

次いで、トラフィック変動予測部４５は、ステップＳ９１で検知した通信トラフィックパターンの情報の中から全てのセグメントＩＤを読み出し、これら全てのセグメントＩＤと、ユーザにより予め設定された監視時間とを、監視パターンテーブル３３ｅに登録する（ステップＳ９２）。監視時間は、所望の期間（短期、中期、長期）に応じてユーザが設定できるものであり、設定後、トラフィック変動処理の開始に合わせてカウントが開始され、カウント満了によりカウントが停止する。これにより、トラフィック変動予測部４５は、設定された監視時間の間、全てのセグメントＩＤに対応する通信トラフィックパターンの変動予測処理を継続的に実施できる。

監視パターンテーブル３３ｅに対する全てのセグメントＩＤと監視時間の登録後、トラフィック変動予測部４５は、登録されている全てのセグメントＩＤについて、セグメント定義テーブル３３ｃの負荷変動情報を参照し、それぞれに監視時間の残余（残り時間）を考慮して伝送データ量を集計する処理を行う（ステップＳ９３）。

引き続き、トラフィック変動予測部４５は、ステップＳ９３で集計した伝送データ量を集計し、所定時間（例えば、上記所望の期間）内のトラフィック推定値として出力、または表示する（ステップＳ９４）。

さらに、トラフィック変動予測部４５は、監視パターンテーブル３３ｅから監視時間がカウント満了したセグメントＩＤを削除する処理を行う（ステップＳ９５）。トラフィック変動予測部４５は、監視パターンテーブル３３ｅから全てのセグメントＩＤが削除されることにより、図１８に示す一連のトラフィック変動予測処理を終了する。

上述したトラフィック変動予測処理中、ステップＳ９３においては、セグメント定義テーブル３３ｃの負荷変動情報を参照して伝送データ量を集計する処理について述べているが、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１では、伝送データ量を含めた様々な項目から成るトラフィック変動態様を推定（予測）することができるものである。

また、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１では、監視時間として短期、中期、長期の期間を選択的に設定し得る（ステップＳ９２参照）ことからも分かるように、ユーザが所望する期間を対象にトラフィック変動予測を行うことが可能である。

また、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、トラフィックパターン推定処理、トラフィック変動予測処理に用いるテーブルは、上述したエレメント定義テーブル３３ｂ、セグメント定義テーブル３３ｃ、トラフィックパターンテーブル３３ｄ、監視パターンテーブル３３ｅのデータ内容に限定されるものではなく、他のデータ内容、或いは、種々の形態を有するデータ記憶媒体を適用し得るものである。

例えば、図２０には図１９に示す通信シーケンスを想定したときの通信トラフィックパターン推定処理に係るパラメータの設定例とそれぞれのエレメント及びセグメントの構成例を示し、図２１には、上記パラメータ設定に基づく上記通信シーケンスを対象とするトラフィックパターン推定処理に際して設定、生成されるエレメント定義テーブル３３ｂ１、セグメント定義テーブル３３ｃ１の構成例を示している。

図１９に示す通信シーケンスは、１セグメントを３エレメントとし、便宜的に、ＰＤＵ長及びギャップの双方ともに番号を付記した符号Ｅで表している。また、セグメントをＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７の符号で表している。

図２０において、（ａ）は図１９に示す通信シーケンスを想定したときのトラフィックパターン推定処理に係る上述した種々のパラメータの設定例を示す表図である。（ｂ）は、上記通信シーケンスを想定したときの各エレメントのタイプ（Ｔｙｐｅ）とサイズ（Ｓｉｚｅ）の例を示す表図であり、（ｃ）は同じく各セグメント（図１９のＳ１～Ｓ２参照）の構成例を示す表図である。

図２１において、（ａ）は図２０（ａ）の表図に示された範囲のパラメータ値が設定されたエレメント定義テーブル３３ｂ１の一例を示している。（ｂ）はトラフィックパターン推定処理に際し、エレメント定義テーブル３３ｂ１のパラメータ設定に基づき生成されるセグメント定義テーブル３３ｃ１の一例を示している。

上記エレメント定義テーブル３３ｂ１、セグメント定義テーブル３３ｃ１を用いたトラフィックパターン推定処理においては、トラフィックパターン推定部４４により、例えば、図１６に示すようなトラフィックパターンテーブル３３ｄ（図１７のステップＳ８６参照）も生成されることとなる。

このように、本実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、上述した種々のエレメント定義テーブル３３ｂ（３３ｂ１）、セグメント定義テーブル３３ｃ（３３ｃ１）、トラフィックパターンテーブル３３ｄを用意することで、ユーザが所望する通信トラフィックパターンを対象とするトラフィックパターン推定処理を実現することができる。

上述したように、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、基地局Ｂ１と複数の無線端末Ａ１の間で無線通信が行われるＯＴＡ環境下において、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で送受信される無線信号が混在する複数波混在信号を間欠的にキャプチャし、キャプチャに対応して間欠的に取得される受信信号から無線端末Ａ１たる信号源１１０ごとに分離した分離信号に基づいて無線通信の通信トラフィックを分析するものである。

第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、複数波混在信号の信号キャプチャ時間と受信間隔を制御するキャプチャ制御部３１ａと、キャプチャ後に分離された分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出し、選出された分離信号の信号パターンを同一の通信の構成要素ごとに推定するとともに、推定した分離信号の信号パターンに基づいて同一の通信の構成要素ごとに無線通信により送受信されるＰＤＵを推定するＰＤＵ推定部４３と、ＰＤＵ推定部４３によるＰＤＵの推定結果に基づき、ＰＤＵデータとＰＤＵデータ間の間隔データとで規定される通信トラフィックパターンを推定する処理を行うトラフィックパターン推定部４４と、トラフィックパターン推定部４４による通信トラフィックパターンの推定結果に基づいて、通信トラフィックパターンの所定期間内のデータ量を推定し、推定したデータ量から通信トラフィックパターンのその後の通信トラフィックの負荷変動を予測する処理を行うトラフィック変動予測部４５と、を具備する構成を有する。

この構成により、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、ＯＴＡ空間において、受信した無線信号からＰＤＵを推定し、そのＰＤＵの推定結果からＯＴＡ通信における通信トラヒックパターンを効率よく推定できるとともに、その後の通信トラフィックの負荷変動の予測も行うことができる。

また、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、通信トラフィックの分析に係るパラメータを設定する分析条件設定部４１をさらに有し、分析条件設定部４１は、通信トラフィックパターンを推定する処理に係るパラメータとして、ＰＤＵの長さであるＰＤＵ長、２つの連続するＰＤＵの間隔であるギャップ、ＰＤＵ長及びギャップはエレメントとも呼ばれ、複数の連続するエレメントであるセグメントの各項目の値を設定し、トラフィックパターン推定部４４は、ＰＤＵ推定部４３により推定された連続するＰＤＵの並びを各項目がそれぞれの設定値を満たす配列で選出し、通信トラフィックパターンとして抽出する構成を有している。

この構成により、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、ＰＤＵ長、ギャップ、エレメント、セグメントの各項目のパラメータを設定することにより、ＰＤＵ推定結果を基に、当該各項目の設定値に対応するＰＤＵ長、ギャップ、エレメント、セグメントの値を有する配列の通信トラフィックパターンを容易かつ効率よく抽出することができる。

また、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、分析条件設定部４１は、通信トラフィックパターンを推定する処理に係るパラメータとして、次セグメントへの移動エレメント数を示す項目であるシフト幅をさらに設定し、トラフィックパターン推定部４４は、ＰＤＵ推定部４３により推定されたＰＤＵの並びをシフト幅に相当する時間をずらして複数回抽出する構成を有している。

この構成により、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、シフト幅を小さくすると処理負担は大きくなるが推定精度を向上させることが可能となる一方、シフト幅を大きくすると推定精度は悪化するが処理負担を軽減することができる。これにより、推定精度と処理負担の両面から、望ましいシフト幅を選択的に設定して通信トラフィックパターンの推定処理を遂行することができる。

また、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、分析条件設定部４１は、通信トラフィックパターンを推定する処理に係るパラメータとして、１つの前記セグメントのエレメント数であるセグメント長、これより長いＰＤＵは全て最長のＰＤＵ長属性に分類されることを示す情報であるＰＤＵ長リミット、ＰＤＵ長リミットを超えないＰＤＵについて、エレメント長を何分割で分類するかを指定する情報であるＰＤＵエレメント数、これより長く最大ギャップ長を超えないギャップは全て最長のギャップ長属性に分類されることを指示する情報であるギャップ長リミット、ギャップ長リミットを超えないギャップについて、エレメント長を何分割で分類するかを指定する情報であるギャップエレメント数、ギャップ長として認識する最大限界値である最大ギャップ長の各項目の値を設定する構成である。

この構成により、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、セグメント長、ＰＤＵ長リミット、ＰＤＵエレメント数、ギャップ長リミット、ギャップエレメント数、最大ギャップ長の各項目も加えてさらに細分化されたパラメータ設定に基づく通信トラフィックパターンの推定が可能となり、通信トラフィックパターンの推定精度の向上が見込める。

また、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、分析条件設定部４１は、通信トラフィックパターンを推定する処理に係るパラメータとして、通信トラフィックパターンの負荷変動を集計する監視期間を設定し、トラフィック変動予測部４５は、設定された監視期間中におけるデータ量を推定する構成を有する。

この構成により、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、トラフィックパターン推定部４４が推定した通信トラフィックパターンについて、ユーザが設定した監視期間中のデータ量を集計することができ、ユーザ主体の設定によるトラフィック変動予測が行える。

また、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１において、分析条件設定部４１は、順に長い短期、中期、長期の監視期間を選択的に設定し、トラフィック変動予測部４５は、設定された短期、中期、長期のいずれかの監視期間中のデータ量を推定する構成である。

この構成により、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１は、トラフィックパターン推定部４４が推定した通信トラフィックパターンについて、ユーザが所望する短期、中期、長期のいずれかの監視期間の通信トラフィックの負荷変動を推定し、各監視期間長に対応してその後のトラフィック変動の予測も円滑に行うことができる。

また、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析方法は、基地局Ｂ１と複数の無線端末Ａ１の間で無線通信が行われるＯＴＡ環境下において、基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で送受信される無線信号が混在する複数波混在信号を間欠的にキャプチャして取得される受信信号から無線端末Ａ１たる信号源１１０ごとに分離した分離信号に基づいて無線通信の通信トラフィックを分析するものであって、キャプチャ後に分離された分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出し、選出された分離信号の信号パターンを同一の通信の構成要素ごとに推定するステップ（Ｓ６１～Ｓ６６）と、推定した分離信号の信号パターンに基づいて同一の通信の構成要素ごとに無線通信により送受信されるＰＤＵを推定するＰＤＵ推定ステップ（Ｓ７）と、ＰＤＵ推定ステップによるＰＤＵの推定結果に基づき、ＰＤＵデータとＰＤＵデータ間の間隔データとで規定される通信トラフィックパターンを推定するトラフィックパターン推定ステップ（Ｓ８）と、トラフィックパターン推定ステップによる通信トラフィックパターンの推定結果に基づいて、通信トラフィックパターンの所定期間内のデータ量を推定し、推定したデータ量から通信トラフィックパターンのその後の通信トラフィックの負荷変動を予測する処理を行うトラフィック変動予測ステップ（Ｓ９）と、を含む構成を有している。

この構成により、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析方法は、上述した構成を有するＯＴＡトラフィック分析装置１に適用することで、ＯＴＡ空間において、受信した無線信号からＰＤＵを推定し、そのＰＤＵの推定結果からＯＴＡ通信における通信トラヒックパターンを効率よく推定できるとともに、その後の通信トラフィックの負荷変動を予測することも可能になる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａの構成を図２２に示している。図２２に示すように、第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａは、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１のデータ処理装置３０におけるＰＤＵ推定部４３に代えてＰＤＵ推定部４３Ａを備えたものである。ＰＤＵ推定部４３は、間欠的に受信した受信信号からそこに含まれる信号を同一の通信の構成要素（信号源１１０）ごとに分離し、その分離信号の到来方向及び信号強度に基づいてＰＤＵの長さを推定するのに対して、ＰＤＵ推定部４３Ａは、到来方向及び信号強度を用いず、受信信号から信号分離部２３により分離された分離信号を直接入力し、その分離信号パターンに基づいてＰＤＵの長さを推定するものである。

第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａは、ＰＤＵ推定部４３Ａ以外の構成は第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１と同じである。図２２においては、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１の構成要素を同一の部分には同一の符号を付している。

第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１ＡのＰＤＵ推定処理について図２３に示すフローチャートを参照して説明する。図２３において、図８に示す第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１のＰＤＵ推定処理と同一の処理については同一のステップ番号を付し、同一の処理の詳しい説明は割愛する。ここでは、第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａに特有の処理を主体に説明する。

第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａにおいて、ＰＤＵ推定部４３Ａは、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１と同様、まず、分析条件設定処理を実施する（ステップＳ１）。

その後、ＰＤＵ推定部４３Ａは、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１と同様、分析開始操作を受け付けることにより（ステップＳ２）、複数の無線信号が混在する複数波混在信号を間欠的にキャプチャさせるようにブラインド信号推定装置２０を駆動し（ステップＳ３）、キャプチャされた信号から、ブラインド信号推定装置２０の信号分離部２３により信号源１１０ごとの信号成分を分離する（ステップＳ４）処理を実行する。

信号分離部２３は、分離した複数の信号源成分（信号源１１０ごとにそれぞれ分離された分離信号）をデータ制御部３１ｂのＰＤＵ推定部４３Ａに入力する。ここでＰＤＵ推定部４３Ａは、信号分離部２３から入力する分離信号を取り込んで、該分離信号をデータベース３３の所定の格納領域に継続的に記憶する処理を実施する（ステップＳ６Ａ）。

ステップＳ６Ａに至るまでの信号処理について、図２４を参照して説明する。第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａでは、図２４に示すように、通信中の基地局Ｂ１と無線端末Ａ１間で送受信される複数の無線信号が混在する複数波混在信号がブラインド信号推定装置２０によって間欠的に受信される（図２４（ａ）参照）。

ＯＴＡトラフィック分析装置１Ａにおいて、間欠的に受信された複数波混在信号は、ブラインド信号推定装置２０の周波数変換部２１、ＡＤ変換部２２でそれぞれ信号処理された後（図２４（ｂ）参照）、信号分離部２３により信号源１１０ごとに分離され、分離信号（図２４（ｃ）参照）としてデータベース３３に記録されていく。図２４（ｃ）において、同一の網掛けにより示される分離信号は、それぞれ、同一の通信の構成要素を示している。ここでは、四種類の網掛けを用いて四種類のデータ通信に係る分離信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の配列を示している。ここでの分離信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の配列は、４種類のデータ通信によりそれぞれ送受信されるＰＤＵの間欠的な分離信号パターンを構成している。これにより、ＰＤＵ推定部４３Ａは、ＯＴＡトラフィック分析装置１のＰＤＵ推定部４３と同様、上記分離信号パターンに基づいてデータＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１それぞれに対応するＰＤＵを通信データの種別ごとに推定（推定ＰＤＵを取得）することが可能となる。

すなわち、図２３に示す一連の処理中、ＰＤＵ推定部４３Ａは、ステップＳ６Ａにおける分離信号を継続的に記録する処理に合わせて、その記憶された分離信号の分離信号パターンを検索し、該分離信号パターンに基づき、当該分離信号を一部構成要素として含むＰＤＵのサイズを推定する処理を実施する（ステップＳ７Ａ）。

ステップＳ７Ａの信号処理のタイミングチャートは、図２４（ｄ）、（ｅ）に示されている。第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａでは、図２４（ｄ）に示すように、それ以前の処理で生成された分離信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４（図２４（ｃ）参照）の分離信号パターンから、データＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１にそれぞれに対応するＰＤＵを推定する処理が行われる。

このＰＤＵ推定処理は、ＰＤＵ推定部４３Ａにおいて、図１０に示す受信信号、分離信号、推定ＰＤＵの関係に照らした図９に示す判断フローを適用して実行される。このＰＤＵ推定処理によれば、図２４（ｅ）に示すように、図２４（ｃ）に示す分離信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４が連続する区間が、それぞれ、データＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に対応するＰＤＵが推定可能となっている。

上述したように、第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａは、複数波混在信号の信号キャプチャ時間と受信間隔を制御する装置制御部３１ａと、キャプチャ後に分離された分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出し、選出された分離信号の信号パターンを同一の通信の構成要素ごとに推定するとともに、推定した分離信号の信号パターンに基づいて、同一の通信の構成要素ごとに無線通信により送受信されるＰＤＵを推定するＰＤＵ推定部４３Ａと、を有している。

ここで、ＰＤＵ推定部４３Ａは、第１の実施形態に係るＰＤＵ推定部４３とは異なり、分離信号の到来方向と信号強度を参照することなく分離信号パターンを推定し、さらにその分離信号パターンからＰＤＵを推定する構成を有している。この構成により、第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａは、ブラインド信号推定装置２０の到来方向推定処理部２４による分離信号の到来方向の推定処理、及び信号解析部２５での分離信号の信号強度の推定処理を行う必要はなく、ＰＤＵ推定部４３の処理負荷を低減できるとともに、処理能力アップへの要請も緩和することができる。

また、第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａは、上述したＰＤＵ推定部４３Ａに加え、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１と同等のトラフィックパターン推定部４４、トラフィック変動予測部４５を有している。トラフィックパターン推定部４４は、図１７に示す手順によるトラフィックパターン推定処理を実施し、トラフィック変動予測部４５は、図１８に示す手順によるトラフィック変動予測処理を実施する。これにより、第２の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１Ａにおいても、トラフィックパターン推定処理、トラフィック変動予測処理に関しては、第１の実施形態に係るＯＴＡトラフィック分析装置１と同等の作用効果が期待できる。

以上のように、本発明は、ＯＴＡ空間において、受信した無線信号からＯＴＡ通信のトラヒックパターンを効率よく推定できるとともに、その変動の予測を行うことも可能であるという効果を奏し、複数波混在信号の間欠的な受信が余儀なくされるＯＴＡトラフィック分析装置、及びＯＴＡトラフィック分析方法全般に有用である。

１、１Ａ ＯＴＡトラフィック分析装置
６ 観測エリア
１０ アンテナ装置
２０ ブラインド信号推定装置
２０ａ 受信部
２０ｂ 解析処理部
２１ 周波数変換部
２２ ＡＤ変換部
２３ 信号分離部
２４ 到来方向推定処理部（到来方向推定手段）
２５ 信号解析部（信号強度推定手段）
３０ データ処理装置
３１ 制御部
３１ａ 装置制御部（キャプチャ制御手段）
３１ｂ データ制御部
３３ データベース
３３ａ 処理データ格納部
３３ｂ、３３ｂ１ エレメント定義テーブル
３３ｃ、３３ｃ１ セグメント定義テーブル
３３ｄ トラフィックパターンテーブル
３３ｅ 監視パターンテーブル
３４ 入力部（設定手段）
３５ 表示部
４１ 分析条件設定部（設定手段）
４２ アンテナ制御部
４３、４３Ａ ＰＤＵ推定部（ＰＤＵ推定手段）
４４ トラフィックパターン推定部（トラフィックパターン推定手段）
４５ トラフィック変動予測部（トラフィック変動予測手段）
４７ 表示制御部
１１０ 信号源
Ａ１ 無線端末

Claims (7)

1. 基地局（Ｂ１）と複数の無線端末（Ａ１）の間で無線通信が行われるＯＴＡ環境下において、前記基地局と前記無線端末間で送受信される無線信号が混在する複数波混在信号を間欠的にキャプチャして取得される受信信号から前記無線端末たる信号源（１１０）ごとに分離した分離信号に基づいて前記無線通信の通信トラフィックを分析するＯＴＡトラフィック分析装置（１、１Ａ）であって、
   前記複数波混在信号の信号キャプチャ時間と受信間隔を制御するキャプチャ制御手段（３１ａ）と、
   キャプチャ後に分離された前記分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出し、選出された分離信号の信号パターンを前記同一の通信の構成要素ごとに推定するとともに、推定した前記分離信号の信号パターンに基づいて前記同一の通信の構成要素ごとに前記無線通信により送受信されるプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を推定するＰＤＵ推定手段（４３、４３Ａ）と、
   前記ＰＤＵ推定手段による前記プロトコルデータユニットの推定結果に基づき、ＰＤＵデータと前記ＰＤＵデータ間の間隔データとで規定される通信トラフィックパターンを推定する処理を行うトラフィックパターン推定手段（４４）と、
   前記トラフィックパターン推定手段による前記通信トラフィックパターンの推定結果に基づいて、前記通信トラフィックパターンの所定期間内のデータ量を推定し、推定したデータ量から前記通信トラフィックパターンのその後の通信トラフィックの負荷変動を予測する処理を行うトラフィック変動予測手段（４５）と、
   を具備することを特徴とするＯＴＡトラフィック分析装置。
2. 前記通信トラフィックの分析に係るパラメータを設定する設定手段（４１）をさらに有し、
   前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、前記ＰＤＵの長さであるＰＤＵ長、２つの連続する前記ＰＤＵの間隔であるギャップ、前記ＰＤＵ長及び前記ギャップはエレメントとも呼ばれ、複数の連続する前記エレメントであるセグメントの各項目の値を設定し、
   前記トラフィックパターン推定手段は、前記ＰＤＵ推定手段により推定された連続する前記ＰＤＵの並びを前記各項目がそれぞれの設定値を満たす配列で選出し、前記通信トラフィックパターンとして抽出することを特徴とする請求項１に記載のＯＴＡトラフィック分析装置。
3. 前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、次セグメントへの移動エレメント数を示す項目であるシフト幅をさらに設定し、
   前記トラフィックパターン推定手段は、前記ＰＤＵ推定手段により推定された前記ＰＤＵの並びを前記シフト幅に相当する時間をずらして複数回抽出することを特徴とする請求項２に記載のＯＴＡトラフィック分析装置。
4. 前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、１つの前記セグメントのエレメント数であるセグメント長、これより長い前記ＰＤＵは全て最長のＰＤＵ長属性に分類されることを示す情報であるＰＤＵ長リミット、前記ＰＤＵ長リミットを超えない前記ＰＤＵについて、前記ＰＤＵを何分割で分類するかを指定する情報であるＰＤＵエレメント数、これより長く最大ギャップ長を超えないギャップは全て最長のギャップ長属性に分類されることを指示する情報であるギャップ長リミット、前記ギャップ長リミットを超えないギャップについて、前記ギャップを何分割で分類するかを指定する情報であるギャップエレメント数、ギャップ長として認識する最大限界値である最大ギャップ長の各項目の値を設定することを特徴とする請求項２に記載のＯＴＡトラフィック分析装置。
5. 前記設定手段は、前記通信トラフィックパターンを推定する処理に係る前記パラメータとして、前記通信トラフィックパターンの負荷変動を集計する監視期間を設定し、
   前記トラフィック変動予測手段は、設定された前記監視期間中における前記データ量を推定することを特徴とする請求項２に記載のＯＴＡトラフィック分析装置。
6. 前記設定手段は、順に長い短期、中期、長期の監視期間を選択的に設定し、
   前記トラフィック変動予測手段は、設定された前記短期、中期、長期のいずれかの前記監視期間中の前記データ量を推定することを特徴とする請求項５に記載のＯＴＡトラフィック分析装置。
7. 基地局（Ｂ１）と複数の無線端末（Ａ１）の間で無線通信が行われるＯＴＡ環境下において、前記基地局と前記無線端末間で送受信される無線信号が混在する複数波混在信号を間欠的にキャプチャして取得される受信信号から前記無線端末たる信号源（１１０）ごとに分離した分離信号に基づいて前記無線通信の通信トラフィックを分析するＯＴＡトラフィック分析方法であって、
   前記キャプチャ後に分離された前記分離信号を同一の通信の構成要素ごとに選出し、選出された分離信号の信号パターンを前記同一の通信の構成要素ごとに推定するステップ（Ｓ６１～Ｓ６６）と、
   推定した前記分離信号の信号パターンに基づいて前記同一の通信の構成要素ごとに前記無線通信により送受信されるプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を推定するＰＤＵ推定ステップ（Ｓ７）と、
   前記ＰＤＵ推定ステップによる前記プロトコルデータユニットの推定結果に基づき、ＰＤＵデータと前記ＰＤＵデータ間の間隔データとで規定される通信トラフィックパターンを推定するトラフィックパターン推定ステップ（Ｓ８）と、
   前記トラフィックパターン推定ステップによる前記通信トラフィックパターンの推定結果に基づいて、前記通信トラフィックパターンの所定期間内のデータ量を推定し、推定したデータ量から前記通信トラフィックパターンのその後の通信トラフィックの負荷変動を予測する処理を行うトラフィック変動予測ステップ（Ｓ９）と、
   を含むことを特徴とするＯＴＡトラフィック分析方法。

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