JP7460558B2

JP7460558B2 - Estimation device for estimating received power of a radio signal

Info

Publication number: JP7460558B2
Application number: JP2021000235A
Authority: JP
Inventors: 慧司吉川; 智史伊藤; 隆秀村上; 宏之新保
Original assignee: KDDI Research Inc
Current assignee: KDDI Research Inc
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2041-01-04
Also published as: JP2022105434A

Description

本発明は、無線信号の受信電力の推定技術に関する。 The present invention relates to a technology for estimating the received power of a wireless signal.

第５世代移動通信システム等、ミリ波を使用する無線通信システムによるサービス提供が行われている。非特許文献１及び非特許文献２は、この様なミリ波を使用する無線通信システムにおいて、機械学習により、無線装置（ＷＤ）（又は、移動機）が基地局から受信する無線信号の電力（以下、受信電力）を推定する技術を開示している。 Services are provided by wireless communication systems that use millimeter waves, such as the fifth generation mobile communication system. Non-Patent Documents 1 and 2 disclose a technique for estimating the power of a wireless signal (hereinafter, received power) that a wireless device (WD) (or a mobile device) receives from a base station using machine learning in such wireless communication systems that use millimeter waves.

具体的には、ＷＤを含む画像と、画像内におけるＷＤの位置と、当該ＷＤの受信電力と、を学習データとして、ニューラルネットワーク（ＮＮ）等の推定装置の学習を行う。そして、画像と、画像内におけるＷＤの位置を推定装置の入力とすることで、当該ＷＤでの受信電力を推定する構成を非特許文献１及び非特許文献２は開示している。なお、非特許文献１においては、基地局近傍からＷＤが位置する方向を撮像した画像を使用し、非特許文献２においては、衛星写真を使用している。 Specifically, an estimation device such as a neural network (NN) is trained using an image containing a WD, the position of the WD in the image, and the received power of the WD as training data. Non-Patent Documents 1 and 2 disclose a configuration in which the image and the position of the WD in the image are input to the estimation device to estimate the received power at the WD. Note that Non-Patent Document 1 uses an image captured in the direction in which the WD is located from near the base station, while Non-Patent Document 2 uses a satellite photo.

Ｙ．Ｋｏｄａ，ｅｔ．ａｌ．，"ＨａｎｄｏｖｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔｆｏｒｍｍＷａｖｅＮｅｔｗｏｒｋｓＷｉｔｈＰｒｏａｃｔｉｖｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＵｓｉｎｇＣａｍｅｒａＩｍａｇｅｓａｎｄＤｅｅｐＲｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔＬｅａｒｎｉｎｇ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｃｏｇｎ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｎｅｔｗ．，ｖｏｌ．６，ｎｏ．２，ｐｐ．８０２－８１６，２０２０年６月Y. Koda, et. al. ,"Handover Management for mmWave Networks With Proactive Performance Prediction Using Camera Images and Deep Reinforcement Learning", IEEE Trans. Cogn. Commun. Netw. , vol. 6, no. 2, pp. 802-816, June 2020 Ｔ．Ｈａｙａｓｈｉ，ｅｔ．ａｌ．，"Ａｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｖａｒｉｅｔｙａｎｄｓｉｚｅｏｆｉｎｐｕｔｄａｔａｆｏｒｒａｄｉｏｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇａｄｅｅｐｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ"，２０２０１４ｔｈＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡｎｔｅｎｎａｓａｎｄＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎ（ＥｕＣＡＰ）T. Hayashi, et. al. , "A study on the variety and size of input data for radio propagation prediction using a deep neural network", 2020 14th E European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)

ミリ波を使用する無線通信システムにおいて、ＷＤでの受信電力は、建物等の構造物による反射のみならず、車両等の移動物体による遮蔽の影響も受ける。しかしながら、非特許文献１では建物等の構造物による反射の影響が考慮されておらず、非特許文献２では移動物体による遮蔽の影響が考慮されていない。したがって、非特許文献１及び非特許文献２の構成では、受信電力を精度良く推定することができない。 In a wireless communication system using millimeter waves, received power at the WD is affected not only by reflection from structures such as buildings, but also by shielding by moving objects such as vehicles. However, Non-Patent Document 1 does not consider the influence of reflection from structures such as buildings, and Non-Patent Document 2 does not consider the influence of shielding by moving objects. Therefore, with the configurations of Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, it is not possible to accurately estimate received power.

本発明は、無線信号の受信電力を精度良く推定する技術を提供するものである。 The present invention provides a technology for accurately estimating the received power of a wireless signal.

本発明の一態様によると、所定の送信位置に設置された送信機が送信する無線信号の受信位置における受信電力を推定する推定装置は、前記送信位置及び前記受信位置を含む地理的範囲を示す第１画像であって、前記送信位置から前記受信位置に至る前記無線信号の１つ以上の伝搬経路と、前記１つ以上の伝搬経路それぞれについて、伝搬経路に沿って伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力と、を示す前記第１画像を生成する第１生成手段と、前記地理的範囲を示す第２画像であって、前記受信電力を推定する推定タイミングにおいて前記地理的範囲内に存在すると判定された移動物体を示す前記第２画像を生成する第２生成手段と、前記第１画像及び前記第２画像を入力として前記受信位置における前記受信電力を推定する推定手段と、を備え、前記第１画像は、複数の第１画素を含み、前記第２画像は、複数の第２画素を含み、前記複数の第１画素それぞれは、第１画素に対応する前記地理的範囲内の位置の上を前記１つ以上の伝搬経路が通過しているか否かと、通過している場合にはその高さ、及び、通過している伝搬経路で伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力を示し、前記複数の第２画素それぞれは、第２画素に対応する前記地理的範囲内の位置に、前記推定タイミングにおいて前記移動物体が存在するか否かと、存在する場合には、存在する前記移動物体の高さを示すことを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, an estimation device that estimates a received power at a receiving position of a wireless signal transmitted by a transmitter installed at a predetermined transmitting position includes a first generation means that generates a first image showing a geographical range including the transmitting position and the receiving position, the first image showing one or more propagation paths of the wireless signal from the transmitting position to the receiving position and a power at the receiving position of the wireless signal propagated along the propagation path for each of the one or more propagation paths, a second generation means that generates a second image showing the geographical range, the second image showing a moving object determined to be present within the geographical range at an estimation timing for estimating the received power, and and an estimation means for estimating the received power at the receiving position using the first image as input and the second image as input, wherein the first image includes a plurality of first pixels and the second image includes a plurality of second pixels, each of the plurality of first pixels indicating whether or not one or more propagation paths pass over a position within the geographical range corresponding to the first pixel, and if so, the height of the propagation path, and the power at the receiving position of the radio signal propagated along the propagation path that has passed, and each of the plurality of second pixels indicating whether or not a moving object is present at a position within the geographical range corresponding to the second pixel at the estimation timing, and if so, the height of the moving object .

本発明によると、無線信号の受信電力を精度良く推定することができる。 The present invention makes it possible to accurately estimate the received power of a wireless signal.

学習時の推定装置の構成図。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an estimation device during learning. 各画像が示す地理的範囲の面積の決定方法の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of how the area of the geographical region shown by each image is determined. 各画像が示す地理的範囲の面積の決定方法の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of how the area of the geographical region shown by each image is determined. 各画像が示す地理的範囲の面積の決定方法の説明図。An explanatory diagram of a method for determining the area of a geographical range shown by each image. １セットの学習データの生成方法の説明図。FIG. 1 is a diagram illustrating a method for generating one set of learning data. 図５（Ａ）の状態に対応する第１伝搬経路データを示す図。FIG. 5 is a diagram showing first propagation path data corresponding to the state of FIG. 5(A). 図５（Ａ）の状態に対応する第２伝搬経路データを示す図。FIG. 5 is a diagram showing second propagation path data corresponding to the state of FIG. 5(A). 図５（Ｂ）の状態に対応する移動物体データを示す図。FIG. 6 is a diagram showing moving object data corresponding to the state of FIG. 5(B); 予測時の推定装置の構成図。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of an estimation device at the time of prediction. 図５（Ａ）の状態に対応する第１伝搬経路データを示す図。FIG. 5 is a diagram showing first propagation path data corresponding to the state of FIG. 5(A). 図５（Ａ）の状態に対応する第２伝搬経路データを示す図。FIG. 5 is a diagram showing second propagation path data corresponding to the state of FIG. 5(A). 図５（Ｂ）の状態に対応する移動物体データを示す図。A diagram showing moving object data corresponding to the state of FIG. 5(B).

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

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による推定装置の構成図である。なお、図１は、機械学習又はディープラーニングを行う際の推定装置の構成を示している。推定部１４は、例えば、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）である。推定部１４は、学習データに基づき学習を行って学習モデルを生成する。学習データは、基地局（以下、送信機とも表記する。）毎に生成され、１つの基地局に対する学習データは、多数のセットを含む。以下では、１つの基地局に対する学習データの生成について説明する。したがって、以下の説明において"基地局（又は送信機）"とは、学習データの生成対象である基地局（又は送信機）を示すものとする。 <First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an estimation device according to this embodiment. Note that FIG. 1 shows the configuration of an estimation device when performing machine learning or deep learning. The estimation unit 14 is, for example, a convolutional neural network (CNN). The estimation unit 14 performs learning based on the learning data to generate a learning model. Learning data is generated for each base station (hereinafter also referred to as a transmitter), and the learning data for one base station includes many sets. Below, generation of learning data for one base station will be explained. Therefore, in the following description, the term "base station (or transmitter)" refers to the base station (or transmitter) for which learning data is to be generated.

学習データの１つのセットは、基地局のサービス提供範囲（セル）内の、ある位置（受信位置）で基地局からの無線信号の受信電力を測定することにより生成される。学習データの１つのセットは、受信電力と、当該受信電力を測定した受信位置及び測定のタイミングに基づき生成した、移動物体画像及び伝搬経路画像と、を含む。なお、本実施形態において、伝搬経路画像は、第１伝搬経路画像と第２伝搬経路画像の２つの画像を含む。学習データの複数のセットは、セル内の様々な位置において様々なタイミングで受信電力を測定することにより生成される。より具体的には、セル内の同じ位置において１つ以上のタイミングで受信電力を測定することを、様々な位置において繰り返すことで、学習データの複数のセットは生成される。 One set of learning data is generated by measuring the received power of a radio signal from a base station at a certain location (reception location) within the service coverage area (cell) of the base station. One set of learning data includes received power, a moving object image and a propagation path image generated based on the reception position where the received power was measured and the timing of the measurement. Note that in this embodiment, the propagation path image includes two images, a first propagation path image and a second propagation path image. Multiple sets of learning data are generated by measuring received power at different times at different locations within the cell. More specifically, multiple sets of learning data are generated by repeatedly measuring received power at one or more timings at the same location within a cell at various locations.

本実施形態においては、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像の３つの画像が示す画素当たりの面積を、学習データの総てのセットにおいて同じにする。さらに、３つの画像の形状及びサイズ、つまり、画素数を同じにする。本実施形態では、３つの画像の形状を方形とし、よって、３つの画像の互いに直交する２つの方向の画素数を、学習データの総てのセットにおいて同じにする。したがって、同じ学習データの総てのセットにおける３つの画像が示す地理的範囲の面積は同じとなる。以下では、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像の３つの画像のサイズ、つまり、３つの画像が示す地理的範囲の面積の決定方法について説明する。なお、３つの画像の互いに直交する方向の画素数の比（以下、縦横比）については事前に決定しておく。本例においては、縦横比を１：１、つまり、３つの画像を正方形とする。 In this embodiment, the area per pixel shown by the three images, the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image, is made the same for all sets of learning data. Furthermore, the shapes and sizes of the three images, that is, the number of pixels, are made the same. In this embodiment, the shapes of the three images are rectangular, and therefore, the number of pixels in two mutually orthogonal directions of the three images is made the same for all sets of learning data. Therefore, the area of the geographical range represented by the three images in all sets of the same training data is the same. Below, a method for determining the sizes of the three images, the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image, that is, the area of the geographical range indicated by the three images, will be explained. Note that the ratio of the number of pixels in the mutually orthogonal directions of the three images (hereinafter referred to as aspect ratio) is determined in advance. In this example, the aspect ratio is 1:1, that is, the three images are square.

図２は、送信機の設置位置（以下、送信位置）５０から、セル内の、ある受信位置５１に至る複数の伝搬経路を示している。図２において、参照符号７０、７１、７２は、建物等の構造物を示している。図２に示す様に、送信位置５０から受信位置５１に至る無線信号の伝搬経路には、送信位置５０と受信位置５１とを結ぶ直線に沿った経路（つまり、直接波）に加えて、建物等により反射して受信位置５１に至る１つ以上の経路（つまり、反射波）が存在する。 FIG. 2 shows a plurality of propagation paths from a transmitter installation position (hereinafter referred to as a transmission position) 50 to a certain reception position 51 within a cell. In FIG. 2, reference numerals 70, 71, and 72 indicate structures such as buildings. As shown in FIG. 2, the propagation path of the wireless signal from the transmitting position 50 to the receiving position 51 includes a path along the straight line connecting the transmitting position 50 and the receiving position 51 (that is, a direct wave), as well as a There are one or more paths (that is, reflected waves) that reach the receiving position 51 by being reflected by, etc.

伝搬経路情報生成部１１は、送信機がサービス提供するセルを少なくともカバーする３次元地図データと、当該送信機の送信位置５０と、当該送信機による無線信号の送信電力及び指向性等の送信機パラメータを示す情報と、を有する。伝搬経路情報生成部１１は、保持している上記情報に基づき、送信位置５０から受信位置５１に至る無線信号の伝搬経路の内、受信位置５１での電力が所定値以上となる伝搬経路を判定する。なお、伝搬経路情報生成部１１は、送信位置５０と受信位置５１とを結ぶ直線に沿った経路の場合、受信位置５１での電力を、送信位置５０と受信位置５１との距離により判定することができる。また、伝搬経路情報生成部１１は、建物等により反射して受信位置５１に至る経路の場合、経路長と、建物の反射による減衰を考慮して受信位置５１での電力を判定することができる。 The propagation path information generating unit 11 has three-dimensional map data covering at least the cell provided by the transmitter, the transmitting position 50 of the transmitter, and information indicating transmitter parameters such as the transmission power and directivity of the wireless signal by the transmitter. Based on the above information held by the propagation path information generating unit 11, among the propagation paths of the wireless signal from the transmitting position 50 to the receiving position 51, a propagation path in which the power at the receiving position 51 is equal to or greater than a predetermined value is determined. In addition, in the case of a path along a straight line connecting the transmitting position 50 and the receiving position 51, the propagation path information generating unit 11 can determine the power at the receiving position 51 based on the distance between the transmitting position 50 and the receiving position 51. In addition, in the case of a path that reaches the receiving position 51 by reflection from a building or the like, the propagation path information generating unit 11 can determine the power at the receiving position 51 by taking into account the path length and attenuation due to reflection from the building.

そして、伝搬経路情報生成部１１は、判定した伝搬経路に基づき、以下の２つの条件を満たす、その形状及び縦横比が３つの画像と同じ地理的範囲の内、その面積が最小の地理的範囲を判定する。まず、条件１は、地理的範囲が判定した総ての伝搬経路を含むことである。条件２は、送信位置５０及び受信位置５１が当該地理的範囲内の所定の線上に位置し、かつ、送信位置５０から受信位置５１に向かう方向が当該線の方向に一致することである。図３は、所定の線の例を示している。図３（Ａ）においては、所定の線８０を、地理的範囲（本例では正方形）の一辺の中心と、当該一辺に対向する辺の中心とを結ぶ線とし、その方向を、図３（Ａ）の下側から上側に向かう方向としている。図３（Ｂ）においては、所定の線８０を、地理的範囲の対角線とし、その方向を、図３（Ｂ）の左下側から右上側に向かう方向としている。図３（Ｃ）においては、所定の線８０を、地理的範囲の一辺を５：１に分割する点と、当該一辺と平行な一辺を１：１に分割する点とを結ぶ線とし、その方向を、１：１に分割した辺から５：１に分割した辺に向かう方向としている。なお、図３は例示であり、本発明は、図３に示す例に限定されない。 Then, based on the determined propagation paths, the propagation path information generating unit 11 determines the geographical range with the smallest area among the geographical ranges whose shape and aspect ratio are the same as those of the three images and which satisfy the following two conditions. First, condition 1 is that the geographical range includes all the determined propagation paths. Condition 2 is that the transmission position 50 and the reception position 51 are located on a predetermined line within the geographical range, and the direction from the transmission position 50 to the reception position 51 coincides with the direction of the line. Figure 3 shows an example of a predetermined line. In Figure 3 (A), the predetermined line 80 is a line connecting the center of one side of the geographical range (a square in this example) and the center of the side opposite to the one side, and the direction is from the bottom to the top of Figure 3 (A). In Figure 3 (B), the predetermined line 80 is a diagonal line of the geographical range, and the direction is from the bottom left to the top right of Figure 3 (B). In FIG. 3(C), the predetermined line 80 is a line that connects a point that divides one side of the geographical range into 5:1 and a point that divides a side parallel to the side into 1:1, and the direction of the line is from the side that is divided into 1:1 to the side that is divided into 5:1. Note that FIG. 3 is an example, and the present invention is not limited to the example shown in FIG. 3.

例えば、所定の線８０を図３（Ａ）に示す様に設定した場合、図４に示す様に、伝搬経路情報生成部１１は、受信位置５１－１に対しては、参照符号９０で示す様に地理的範囲を決定し、受信位置５１－２に対しては、参照符号９１で示す様に地理的範囲を決定する。なお、地理的範囲９０及び地理的範囲９１は、上記条件１及び条件２を満たすものとする。 For example, when the predetermined line 80 is set as shown in FIG. 3(A), as shown in FIG. 4, the propagation path information generating unit 11 determines the geographical range for the receiving position 51-1 as shown by reference numeral 90, and determines the geographical range for the receiving position 51-2 as shown by reference numeral 91. Note that the geographical ranges 90 and 91 satisfy the above conditions 1 and 2.

伝搬経路情報生成部１１は、送信機がサービス提供するセル内の総ての位置を受信位置として上記地理的範囲の判定を行う。そして、伝搬経路情報生成部１１は、判定した地理的範囲の内の最も大きい面積を、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像のサイズ、つまり、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像が示す地理的範囲の面積に決定する。したがって、決定した面積により、いずれの画像にも、送信位置５０からセル内の任意の受信位置５１に至る、受信位置５１での電力が所定値以上となる伝搬経路を含めることができる。 The propagation path information generating unit 11 determines the above-mentioned geographical range by considering all positions within the cell serviced by the transmitter as receiving positions. The propagation path information generating unit 11 then determines the largest area within the determined geographical range as the size of the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image, that is, the area of the geographical range indicated by the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image. Therefore, depending on the determined area, it is possible to include in each image a propagation path from the transmitting position 50 to any receiving position 51 within the cell, where the power at the receiving position 51 is equal to or greater than a predetermined value.

なお、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像の１つの画素当たりの面積については、移動物体画像生成部１２において判定する移動物体の大きさより小さくなる様に設定する。以下の説明においては、図面の表記を簡略化するために、各画像の画素数を縦方向及び横方向共に１３画素とする。しかしながら、より細かな表現を行うために、実際には、より大きな画素数が使用され得る。 Note that the area per pixel of the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image is set to be smaller than the size of the moving object determined by the moving object image generation unit 12. In the following description, in order to simplify the representation of the drawings, the number of pixels in each image is assumed to be 13 in both the vertical and horizontal directions. However, in practice a larger number of pixels may be used to provide a more detailed representation.

続いて、ある測定タイミングにおいて、ある受信位置で受信電力を測定した際の、１セットの学習データの生成について説明する。なお、推定装置には、受信位置と、受信電力と、受信電力の測定タイミングが入力される。なお、受信位置において受信電力を測定すると、測定した受信電力及びその測定位置を推定装置に直ちに送信する構成においては、推定装置が受信電力及び受信位置を受信したタイミングを測定タイミングとする構成とすることができる。以下では、まず、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像の生成について説明する。 Next, generation of one set of learning data when receiving power is measured at a certain reception position at a certain measurement timing will be explained. Note that the reception position, reception power, and measurement timing of the reception power are input to the estimation device. In addition, in a configuration in which when the received power is measured at the receiving position, the measured received power and its measurement position are immediately transmitted to the estimating device, the measurement timing is the timing at which the estimating device receives the received power and the receiving position. be able to. Below, first, generation of the first propagation path image and the second propagation path image will be explained.

伝搬経路情報生成部１１は、受信電力を測定した受信位置５１と、伝搬経路情報生成部１１が保持している上述した情報に基づき、送信位置５０から受信位置５１に至る無線信号の伝搬経路を求めて、伝搬経路を示す情報を伝搬経路画像生成部１３に出力する。なお、求める伝搬経路は、３つの画像のサイズを決定したときと同様に、受信位置５１における電力が所定値以上となる経路とする。例えば、図５（Ａ）に示す状態の場合、伝搬経路情報生成部１１は、送信位置５０と、受信位置５１と、建物等の構造物を示す３次元地図データと、に基づき、送信位置５０と受信位置５１とを結ぶ直線に沿った直接経路５２と、建物７４で反射して受信位置５１に至る反射経路５３との２つの伝搬経路が存在することを判定し、送信位置５０及び受信位置５１を示す情報と、この２つの伝搬経路の３次元位置を示す情報と、各伝搬経路に沿って伝搬した無線信号の受信位置５１での電力を示す情報と、を含む伝搬経路情報を伝搬経路画像生成部１３に出力する。 The propagation path information generating section 11 generates a propagation path of the wireless signal from the transmitting position 50 to the receiving position 51 based on the receiving position 51 where the received power was measured and the above-mentioned information held by the propagating path information generating section 11. The information indicating the propagation path is output to the propagation path image generation unit 13. Note that the propagation path to be determined is a path in which the power at the reception position 51 is equal to or greater than a predetermined value, similarly to when the sizes of the three images were determined. For example, in the case of the state shown in FIG. It is determined that there are two propagation paths: a direct path 52 along a straight line connecting the transmission position 50 and the reception position 51, and a reflection path 53 that is reflected by the building 74 and reaches the reception position 51. 51, information indicating the three-dimensional positions of these two propagation paths, and information indicating the power at the receiving position 51 of the radio signal propagated along each propagation path. It is output to the image generation section 13.

伝搬経路画像生成部１３は、予め決定しておいた、生成する画像が示す地理的範囲の面積と、画像の形状と、画素数と、所定の線８０及びその方向を示す情報とを保持している。そして、伝搬経路画像生成部１３は、伝搬経路情報に基づき、第１伝搬経路画像と、第２伝搬経路画像の２つの画像データ（第１伝搬経路データ及び第２伝搬経路データ）を生成する。 The propagation path image generating unit 13 holds information indicating the area of the geographical range shown in the image to be generated, the shape of the image, the number of pixels, and a predetermined line 80 and its direction, which have been determined in advance. Then, the propagation path image generating unit 13 generates two pieces of image data (first propagation path data and second propagation path data) of a first propagation path image and a second propagation path image based on the propagation path information.

具体的には、伝搬経路画像生成部１３は、送信位置５０及び受信位置５１が、画像のサイズを決定する際に使用した所定の線８０上に位置し、かつ、送信位置５０から受信位置５１への方向が、当該所定の線８０の方向に一致する様に２つの画像データを生成する。本例においては、図３（Ａ）に示す線８０を使用しているものとする。なお、第１伝搬経路画像と、第２伝搬経路画像の両方において、画像内における送信位置及び受信位置は同じとする。 Specifically, the propagation path image generation unit 13 determines that the transmission position 50 and the reception position 51 are located on a predetermined line 80 used when determining the size of the image, and that the transmission position 50 and the reception position 51 Two image data are generated so that the direction of the line 80 coincides with the direction of the predetermined line 80. In this example, it is assumed that a line 80 shown in FIG. 3(A) is used. Note that in both the first propagation path image and the second propagation path image, the transmission position and reception position within the image are the same.

図６及び図７は、図５（Ａ）の伝搬経路５２及び５３を示す第１伝搬経路データ及び第２伝搬経路データを示している。なお、上述した様に、画像の表記の簡略化を目的として、各方向の画素数を１３と少なくしているため、図６及び図７のデータが示す画像における各伝搬経路は、図５（Ａ）に示す状態を正確に示すものではない。しかしながら、画素数を大きくすることで、実際の伝搬経路をより正確に表すことができる。 6 and 7 show first propagation path data and second propagation path data showing the propagation paths 52 and 53 in FIG. 5(A). As mentioned above, for the purpose of simplifying the representation of images, the number of pixels in each direction is reduced to 13, so each propagation path in the image shown by the data in FIGS. 6 and 7 is as shown in FIG. This does not accurately represent the situation shown in A). However, by increasing the number of pixels, the actual propagation path can be represented more accurately.

第１伝搬経路画像（図６）は、伝搬経路の高さを示す画像である。より具体的には、各画素は、地理的範囲内の２次元平面位置に対応し、画素値が０であることは、対応する平面位置上を伝搬経路が通過していないことを示している。また、画素値が０以外の値であることは、対応する平面位置上を伝搬経路が通過していることを示し、かつ、その値は、伝搬経路の高さに応じた値としている。なお、本例では、画素値が大きい程、伝搬経路の高さが高いものとする。第１伝搬経路画像内における送信位置５０及び受信位置５１は、図３（Ａ）の線８０上にあり、かつ、送信位置５０が受信位置５１より図の下側となるため、図６より、送信位置５０の高さは"２１０"であり、受信位置５１の高さは"１００"であることが分かる。なお、本例では、３つの画像の画素値を８ビットで表現するものとするが、画素値を表現するためのビット数は８に限定されない。 The first propagation path image (FIG. 6) is an image showing the height of the propagation path. More specifically, each pixel corresponds to a two-dimensional plane position within a geographical range, and a pixel value of 0 indicates that the propagation path does not pass through the corresponding plane position. A pixel value other than 0 indicates that the propagation path passes through the corresponding plane position, and the value corresponds to the height of the propagation path. Note that in this example, the higher the pixel value, the higher the height of the propagation path. The transmission position 50 and the reception position 51 in the first propagation path image are on the line 80 in FIG. 3(A), and the transmission position 50 is lower than the reception position 51 in the figure, so it can be seen from FIG. 6 that the height of the transmission position 50 is "210" and the height of the reception position 51 is "100". Note that in this example, the pixel values of the three images are expressed in 8 bits, but the number of bits for expressing pixel values is not limited to 8.

第２伝搬経路画像（図７）は、各伝搬経路に沿って伝搬した無線信号の受信位置５１における計算上の電力を示す画像である。具体的には、第２伝搬経路画像の画素の画素値が０であることは、当該画素に対応する平面位置上を伝搬経路が通過していないことを示している。また、画素値が０以外の値であることは、対応する平面位置上を伝搬経路が通過していることを示し、かつ、その値は、対応する平面位置上を通過している伝搬経路に沿って伝搬した無線信号の受信位置５１における電力を示す値とする。例えば、直接経路５２による受信位置での電力が"２００"であり、反射経路５３による受信位置での電力が"５０"の場合、各画素の画素値は、図７に示す通りとなる。 The second propagation path image (FIG. 7) is an image showing the calculated power at the reception position 51 of the wireless signal propagated along each propagation path. Specifically, the fact that the pixel value of a pixel in the second propagation path image is 0 indicates that the propagation path does not pass over the plane position corresponding to the pixel. In addition, a pixel value other than 0 indicates that the propagation path passes over the corresponding plane position, and that value indicates that the propagation path passes over the corresponding plane position. The value indicates the power at the receiving position 51 of the radio signal propagated along the line. For example, if the power at the reception position via the direct path 52 is "200" and the power at the reception position via the reflection path 53 is "50", the pixel value of each pixel will be as shown in FIG.

続いて、移動物体画像の生成について説明する。撮像部１０は、複数の異なる位置に設置されたカメラを有する。なお、個々のカメラが撮像する範囲は、送信機がサービス提供するセルの一部分であるが、個々のカメラが撮像する範囲を足し合わせると、送信機がサービス提供するセルの全体がカバーされる様に、複数のカメラは設置される。各カメラは所定周期毎に撮像を行い、撮像を行う度に画像データを移動物体画像生成部１２に出力する。なお、カメラとしては、ＴＯＦカメラやステレオカメラ等、被写体までの距離を測定できるものを使用する。 Next, the generation of moving object images will be explained. The imaging unit 10 has cameras installed at multiple different positions. The imaging range of each camera is a part of the cell serviced by the transmitter, but the multiple cameras are installed so that the combined imaging ranges of the individual cameras cover the entire cell serviced by the transmitter. Each camera captures images at a predetermined interval, and outputs image data to the moving object image generation unit 12 each time an image is captured. The cameras used are those capable of measuring the distance to the subject, such as TOF cameras and stereo cameras.

移動物体画像生成部１２は、伝搬経路画像生成部１３から、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像が示す地理的範囲を示す情報を取得する。そして、移動物体画像生成部１２は、伝搬経路画像生成部１３からの地理的範囲を示す情報と、受信電力の測定タイミングと、撮像部１０からの画像データと、に基づき移動物体画像を生成する。図５（Ｂ）は、受信電力の測定タイミングにおいて、図５（Ａ）と同じ地理的範囲内にある移動物体６０～６３を示している。なお、移動物体画像生成部１２は、測定タイミング前の画像データが示す所定数の画像に基づき移動物体及びその位置（２次元平面における位置及び大きさ）を判定することができる。 The moving object image generating unit 12 acquires information indicating the geographical range indicated by the first propagation path image and the second propagation path image from the propagation path image generating unit 13. The moving object image generating unit 12 then generates a moving object image based on the information indicating the geographical range from the propagation path image generating unit 13, the measurement timing of the received power, and image data from the imaging unit 10. FIG. 5(B) shows moving objects 60-63 that are within the same geographical range as FIG. 5(A) at the measurement timing of the received power. The moving object image generating unit 12 can determine the moving object and its position (position and size in a two-dimensional plane) based on a predetermined number of images indicated by the image data before the measurement timing.

図８は、図５（Ｂ）に示す移動物体６０～６３が存在する場合に移動物体画像生成部１２が生成する移動物体画像の画像データ（移動物体データ）を示している。上述した様に、画像表記の簡略化を目的として画素数を少なくしているため、図８の移動物体データが示す画像における各移動物体の大きさは、図５（Ｂ）に示す状態を正確に示すものではない。 Figure 8 shows image data (moving object data) of a moving object image generated by the moving object image generating unit 12 when the moving objects 60 to 63 shown in Figure 5 (B) are present. As mentioned above, the number of pixels is reduced in order to simplify the image representation, so the size of each moving object in the image shown by the moving object data in Figure 8 does not accurately represent the state shown in Figure 5 (B).

移動物体画像は、移動物体の有無と、移動物体が存在する場合にはその高さを示す画像である。より具体的には、各画素は、２次元平面の位置に対応し、画素値が０であることは、当該平面位置上に移動物体が存在していないことを示している。また、画素値が０以外の値であることは、当該平面位置上に移動物体が存在していることを示している。また、画素値は、当該移動物体の最大の高さに対応する値とし、本例では、画素値が大きい程、高さが高いものとする。なお、実際の高さと、画素値１～２５５（８ビット）との関係は、第１伝搬経路画像と同じにする。図８によると、移動物体６１及び６２の高さは"１５０"であり、移動物体６０の高さは"２００"であり、移動物体６３の高さは"１００"である。 The moving object image is an image that indicates the presence or absence of a moving object and, if the moving object exists, its height. More specifically, each pixel corresponds to a position on a two-dimensional plane, and a pixel value of 0 indicates that no moving object exists on the plane position. Furthermore, a pixel value other than 0 indicates that a moving object exists on the plane position. Further, the pixel value is a value corresponding to the maximum height of the moving object, and in this example, the larger the pixel value, the higher the height. Note that the relationship between the actual height and pixel values 1 to 255 (8 bits) is the same as that of the first propagation path image. According to FIG. 8, the heights of the moving objects 61 and 62 are "150", the height of the moving object 60 is "200", and the height of the moving object 63 is "100".

なお、本実施形態においては、同じセットの移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像が示す地理的範囲は同じである。つまり、ある測定タイミングで受信電力を測定した受信位置に基づき生成される、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像の地理的範囲は同じであり、よって、送信位置５０及び受信位置５１に対応する画素は、３つの画像において同じである。 Note that in this embodiment, the same set of moving object images, first propagation path images, and second propagation path images indicate the same geographical range. In other words, the geographical ranges of the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image, which are generated based on the receiving position where the received power was measured at a certain measurement timing, are the same, and therefore the transmitting position 50 and the receiving position are the same. The pixel corresponding to position 51 is the same in the three images.

以上、推定装置は、ある測定タイミングにおける受信位置５１及び受信電力に基づき、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像を生成する。そして、生成した移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像と、これら画像における受信位置での受信電力と、を１セットの学習データとする。なお、受信位置５１は、第１伝搬経路情報及び第２伝搬経路情報において暗示的に示されているが、３つの画像における受信位置５１に対応する画素を示す情報を学習データに加え、受信位置５１に対応する画素を明示的に入力する構成とすることもできる。 As described above, the estimation device generates a moving object image, a first propagation path image, and a second propagation path image based on the reception position 51 and reception power at a certain measurement timing. Then, the generated moving object image, the first propagation path image, the second propagation path image, and the received power at the reception position in these images are set as one set of learning data. Note that the reception position 51 is implicitly indicated in the first propagation path information and the second propagation path information, but by adding information indicating pixels corresponding to the reception position 51 in the three images to the learning data, the reception position It is also possible to adopt a configuration in which the pixel corresponding to 51 is explicitly input.

推定装置には、様々な測定タイミングにおいて様々な受信位置で測定した受信電力が入力され、これにより、推定装置は、学習データの複数のセットを生成する。なお、異なるセットにおいては、３つの画像が示す地理的範囲は異なり得る。例えば、図４に示す様に受信位置５１－１に対して生成される移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像は、範囲９０に対応するが、受信位置５１－２に対して生成される移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像は、範囲９１に対応する。なお、総てのセットにおいて、画像内における送信位置及び受信位置は、画像内における所定の線上（本例では、図３（Ａ）に示す線上）に位置し、送信位置から受信位置に向かう方向は同じである。また、総てのセットにおいて、３つの画像のサイズ（画像が示す地理的範囲の面積）は同じである。 Received powers measured at various reception positions at various measurement timings are input to the estimating device, and thereby the estimating device generates a plurality of sets of learning data. Note that in different sets, the geographical ranges indicated by the three images may be different. For example, as shown in FIG. 4, the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image generated for the reception position 51-1 correspond to the range 90, but for the reception position 51-2, The moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image that are generated correspond to the range 91. In addition, in all sets, the transmission position and the reception position in the image are located on a predetermined line in the image (in this example, on the line shown in FIG. 3(A)), and the direction from the transmission position to the reception position is are the same. Further, in all sets, the size of the three images (the area of the geographical range represented by the images) is the same.

上述した様に、推定部１４は、生成した複数のセットの学習データに基づき学習を行って学習モデルを生成する。そして、当該学習モデルに基づき、ある受信位置におけるＷＤの受信電力を推定する。図９は、ＷＤの受信電力を推定する際の推定装置の構成を示している。推定装置には、受信電力を推定したいＷＤの受信位置が入力される。例えば、ＷＤはＧＰＳ等により、その位置を取得し、取得した位置を、基地局又はコアネットワーク内の装置に送信する。そして、基地局又はコアネットワーク内の装置は、ＷＤの位置の履歴から、ＷＤが将来的に移動する位置を予測し、この予測した位置を、受信位置として推定装置に入力する構成とすることができる。受信位置が入力されると、伝搬経路情報生成部１１及び伝搬経路画像生成部１３は、学習データを生成する際と同様の処理により、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像を示す第１伝搬経路データ及び第２伝搬経路データを生成する。同様に、移動物体画像生成部１２は、学習データを生成する際と同様の処理により、移動物体画像を示す移動物体データを生成する。そして、推定部１４は、学習により生成した学習モデルを使用して、移動物体データ、第１伝搬経路データ及び第２伝搬経路データに基づき入力された受信位置での受信電力を推定する。この構成により、ＷＤの将来の受信電力を予測することができる。 As described above, the estimation unit 14 performs learning based on the generated sets of learning data to generate a learning model. Then, based on the learning model, the reception power of the WD at a certain reception position is estimated. FIG. 9 shows the configuration of the estimation device when estimating the reception power of the WD. The reception position of the WD whose reception power is to be estimated is input to the estimation device. For example, the WD acquires its position by GPS or the like, and transmits the acquired position to a base station or a device in the core network. Then, the base station or the device in the core network can be configured to predict the position to which the WD will move in the future from the history of the position of the WD, and input this predicted position to the estimation device as the reception position. When the reception position is input, the propagation path information generation unit 11 and the propagation path image generation unit 13 generate first propagation path data and second propagation path data showing the first propagation path image and the second propagation path image by the same process as when generating the learning data. Similarly, the moving object image generation unit 12 generates moving object data showing a moving object image by the same process as when generating the learning data. Then, the estimation unit 14 uses the learning model generated by learning to estimate the received power at the input reception position based on the moving object data, the first propagation path data, and the second propagation path data. With this configuration, it is possible to predict the future received power of the WD.

なお、移動物体画像が示す移動物体は、移動物体画像を生成するタイミングにおける移動物体を示すことになるが、ＷＤが受信位置に移動するタイミングと、移動物体画像を生成するタイミングとの差が小さければ受信電力の予測に大きな影響はない。さらに、撮像部１０の複数のカメラからの画像データに基づき、ＷＤが受信位置に移動するタイミングにおける移動物体を予測して移動物体画像を生成する構成とすることもできる。また、基地局又はコアネットワーク内の装置がＷＤより受信するＷＤの位置に基づき、撮像部１０の複数のカメラが撮像する画像から受信電力の推定対象のＷＤを判定し、受信電力の推定タイミングにおいて、複数のカメラが撮像する画像から推定対象のＷＤの位置（受信位置）を判定して当該ＷＤの受信電力を判定する構成とすることもできる。当該構成において移動物体画像は、推定タイミングにおける移動物体を示すものとなり、精度良く受信電力を推定できる。 The moving object shown by the moving object image indicates the moving object at the timing when the moving object image is generated, but if the difference between the timing when the WD moves to the receiving position and the timing when the moving object image is generated is small, there is no significant impact on the prediction of the received power. Furthermore, a configuration can be adopted in which a moving object is predicted at the timing when the WD moves to the receiving position based on image data from the multiple cameras of the imaging unit 10 to generate a moving object image. Also, a configuration can be adopted in which a WD for which the received power is to be estimated is determined from images captured by the multiple cameras of the imaging unit 10 based on the position of the WD received by a base station or a device in the core network from the WD, and the position (receiving position) of the WD for which the received power is to be estimated is determined from the images captured by the multiple cameras at the timing of estimating the received power to determine the received power of the WD. In this configuration, the moving object image indicates the moving object at the estimation timing, and the received power can be estimated with high accuracy.

以上、本実施形態では、同じ地理的範囲を示す移動物体画像と、伝搬経路画像（第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像）と、を入力として受信電力を予測する。移動物体画像は、移動物体が存在する２次元平面上の位置と、その高さを示す画像（情報）である。また、伝搬経路画像は、建物等の構造物に基づき判定した送信機から受信機に至る複数の伝搬経路が通過する３次元位置及び受信位置での電力を示す画像（情報）である。したがって、建物等の構造物による反射の影響と、移動物体の存在により遮蔽される伝搬経路とを考慮した精度の良い受信電力の推定を行うことができる。また、学習データの総てのセットの画像において、送信位置から受信位置への方向を一定とし、かつ、送信位置及び受信位置を同じ線上に位置させる。実際の受信位置に拘わらず、各セットの画像において送信位置及び受信位置を同じ線上に位置させ、かつ、送信位置から受信位置への方向を同じとすることで学習効率が向上する。また、受信電力の推定に使用する画像においても、送信位置から受信位置への方向を学習データの画像と同じとし、かつ、送信位置及び受信位置を学習データの画像と同じ線上に位置させる。推定に使用する画像における送信位置及び受信位置を、学習データの画像と同様とすることで、精度良く受信電力を推定することができる。また、画像のサイズを、受信位置に拘わらず、計算上の電力が所定値以上となる伝搬経路が常に含まれるように決定することで、受信電力に影響を与える伝搬経路が画像の範囲外となることによる推定精度の劣化を抑え、精度良く受信電力を推定することができる。 As described above, in this embodiment, the received power is predicted using the moving object image showing the same geographical range and the propagation path images (the first propagation path image and the second propagation path image) as input. The moving object image is an image (information) indicating the position on a two-dimensional plane where the moving object exists and its height. Further, the propagation path image is an image (information) showing the three-dimensional positions through which a plurality of propagation paths from the transmitter to the receiver pass, which are determined based on structures such as buildings, and the power at the reception position. Therefore, it is possible to estimate the received power with high accuracy, taking into consideration the influence of reflection from structures such as buildings and propagation paths blocked by the presence of moving objects. Furthermore, in all sets of images of learning data, the direction from the transmitting position to the receiving position is kept constant, and the transmitting position and the receiving position are located on the same line. Regardless of the actual receiving position, learning efficiency is improved by locating the transmitting position and receiving position on the same line in each set of images and making the direction from the transmitting position to the receiving position the same. Also, in the image used for estimating the received power, the direction from the transmitting position to the receiving position is the same as the learning data image, and the transmitting position and the receiving position are located on the same line as the learning data image. By setting the transmission position and reception position in the image used for estimation to be the same as the learning data image, it is possible to estimate the received power with high accuracy. In addition, by determining the size of the image so that it always includes a propagation path for which the calculated power is greater than a predetermined value, regardless of the receiving position, the propagation path that affects the received power is not within the range of the image. It is possible to suppress the deterioration of estimation accuracy due to the difference in accuracy and estimate the received power with high accuracy.

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像に、移動物体による遮蔽の有無の情報を明示的に加える。図１０～図１２は、本実施形態による第１伝搬経路データ、第２伝搬経路データ及び移動物体データを示している。なお、第一実施形態と同様に、図１０～図１２は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の状態に対応するデータである。 Second Embodiment
Next, the second embodiment will be described, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, information on the presence or absence of obstruction by a moving object is explicitly added to the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image. Figures 10 to 12 show the first propagation path data, the second propagation path data, and the moving object data according to this embodiment. Note that, like the first embodiment, Figures 10 to 12 are data corresponding to the states of Figures 5(A) and 5(B).

第一実施形態においては、各画像の１つの画素は、１つの画素値を有するものであった。本実施形態では、１つの画素は、第１画素値と第２画素値の２つの画素値を有する。図１０～図１２においては、第１画素値がＡであり、第２画素値がＢであることを"Ａ，Ｂ"と表記している。第１画素値及び第２画素値の少なくとも１つは０である。具体的には、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像において、その上を伝搬経路が通過していない画素の画素値は（０，０）であり、移動物体画像において、移動物体が存在しない画素の画素値は（０，０）である。 In the first embodiment, one pixel in each image has one pixel value. In this embodiment, one pixel has two pixel values, a first pixel value and a second pixel value. In Figures 10 to 12, the first pixel value is A and the second pixel value is B, which is expressed as "A, B." At least one of the first pixel value and the second pixel value is 0. Specifically, in the first propagation path image and the second propagation path image, the pixel value of a pixel over which the propagation path does not pass is (0, 0), and in the moving object image, the pixel value of a pixel where no moving object exists is (0, 0).

一方、第１伝搬経路画像において、高さＸ１の位置に伝搬経路が通過している画素の画素値は（Ｘ１，０）又は（０，Ｘ１）である。ここで、画素値が（Ｘ１，０）であることは、当該画素に対応する伝搬経路が移動物体による遮蔽の影響を受けていないことを示し、画素値が（０，Ｘ１）であることは、当該画素に対応する伝搬経路が移動物体による遮蔽の影響を受けていることを示している。図６及び図８に示す様に、直接経路５２は、移動物体６１（高さ１５０）の位置において、高さが１５０となっている。つまり、直接経路５２は、移動物体６１によって遮蔽されている。一方、反射経路５３は、移動物体によって遮蔽されていない。したがって、図１０に示す様に、直接経路５２に対応する画素の画素値は（０，Ｘ１）の形式であり、反射経路５３に対応する画素の画素値は（Ｘ１，０）の形式となっている。 On the other hand, in the first propagation path image, the pixel value of the pixel through which the propagation path passes at the position of height X1 is (X1, 0) or (0, X1). Here, a pixel value of (X1, 0) indicates that the propagation path corresponding to the pixel is not affected by occlusion by a moving object, and a pixel value of (0, X1) indicates that the propagation path corresponding to the pixel is affected by occlusion by a moving object. As shown in FIG. 6 and FIG. 8, the direct path 52 has a height of 150 at the position of the moving object 61 (height 150). In other words, the direct path 52 is occluded by the moving object 61. On the other hand, the reflected path 53 is not occluded by a moving object. Therefore, as shown in FIG. 10, the pixel value of the pixel corresponding to the direct path 52 is in the format of (0, X1), and the pixel value of the pixel corresponding to the reflected path 53 is in the format of (X1, 0).

同様に、第２伝搬経路画像において、受信位置での電力がＸ２となる伝搬経路が通過している画素の画素値は（Ｘ２，０）又は（０，Ｘ２）である。ここで、画素値が（Ｘ２，０）であることは、当該画素に対応する伝搬経路が移動物体による遮蔽の影響を受けていないことを示し、画素値が（０，Ｘ２）であることは、当該画素に対応する伝搬経路が移動物体による遮蔽の影響を受けていることを示している。上述した様に、直接経路５２は、移動物体６１によって遮蔽され、反射経路５３は、移動物体によって遮蔽されていない。したがって、図１１に示す様に、直接経路５２に対応する画素の画素値は（０，Ｘ２）の形式であり、反射経路５３に対応する画素の画素値は（Ｘ２，０）の形式となっている。 Similarly, in the second propagation path image, the pixel value of the pixel through which the propagation path whose power at the receiving position is X2 passes is (X2, 0) or (0, X2). Here, a pixel value of (X2, 0) indicates that the propagation path corresponding to the pixel is not affected by shielding by a moving object, and a pixel value of (0, , indicates that the propagation path corresponding to the pixel is affected by shielding by a moving object. As mentioned above, the direct path 52 is blocked by the moving object 61 and the reflected path 53 is not blocked by the moving object. Therefore, as shown in FIG. 11, the pixel value of the pixel corresponding to the direct path 52 is in the format (0, X2), and the pixel value of the pixel corresponding to the reflective path 53 is in the format (X2, 0). ing.

同様に、移動物体画像において、高さＸ３の移動物体が存在する画素の画素値は（Ｘ３，０）又は（０，Ｘ３）である。ここで、画素値が（Ｘ３，０）であることは、当該画素に対応する移動物体が、いずれの伝搬経路も遮蔽していないことを示し、画素値が（０，Ｘ３）であることは、当該画素に対応する移動物体が少なくとも１つの伝搬経路を遮蔽していることを示している。上述した様に、移動物体６１は、直接経路５２を遮蔽し、移動物体６０、６２及び６３は、伝搬経路を遮蔽していない。したがって、図１２に示す様に、移動物体６１に対応する画素の画素値は（０，Ｘ３）の形式であり、移動物体６０、６２及び６３に対応する画素の画素値は（Ｘ３，０）の形式となっている。 Similarly, in the moving object image, the pixel value of the pixel where the moving object of height X3 exists is (X3, 0) or (0, X3). Here, the pixel value (X3, 0) indicates that the moving object corresponding to the pixel does not block any propagation path, and the pixel value (0, X3) indicates that the moving object corresponding to the pixel does not block any propagation path. , indicates that the moving object corresponding to the pixel is blocking at least one propagation path. As mentioned above, the moving object 61 blocks the direct path 52, and the moving objects 60, 62, and 63 do not block the propagation path. Therefore, as shown in FIG. 12, the pixel value of the pixel corresponding to the moving object 61 is in the format (0,X3), and the pixel value of the pixel corresponding to the moving objects 60, 62 and 63 is (X3,0). The format is

移動物体画像生成部１２及び伝搬経路画像生成部１３は、それぞれ、移動物体の位置及び高さと、各伝搬経路が通過する位置及び高さに関する情報を交換することで、図１０～図１２に示す移動物体画像、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像を生成する。 The moving object image generating unit 12 and the propagation path image generating unit 13 exchange information on the position and height of the moving object and the position and height through which each propagation path passes, to generate the moving object image, the first propagation path image, and the second propagation path image shown in Figures 10 to 12, respectively.

以上、本実施形態では、移動物体画像においては、少なくとも１つの伝搬経路を遮蔽している移動物体を明示し、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像においては、移動物体により遮蔽されている伝搬経路を明示する。伝搬経路に影響を与える移動物体や、移動物体からの影響を受ける伝搬経路を特徴量として明示することで、予測精度を向上させることができる。なお、移動物体画像のみを図１２の様にし、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像については、第一実施形態と同様とすることもできる。同様に、移動物体画像については第一実施形態と同様とし、第１伝搬経路画像及び／又は第２伝搬経路画像を本実施形態で述べた様にすることもできる。 As described above, in this embodiment, the moving object that is blocking at least one propagation path is clearly shown in the moving object image, and the moving object that is blocking at least one propagation path is clearly shown in the first propagation path image and the second propagation path image. Specify the propagation path. Prediction accuracy can be improved by clearly indicating a moving object that affects the propagation path or a propagation path that is affected by the moving object as a feature quantity. Note that only the moving object image can be made as shown in FIG. 12, and the first propagation path image and the second propagation path image can be the same as in the first embodiment. Similarly, the moving object image may be the same as in the first embodiment, and the first propagation path image and/or the second propagation path image may be as described in this embodiment.

＜その他の形態＞
続いて、第一実施形態又は第二実施形態に適用可能な変更について説明する。第二実施形態では、伝搬経路に影響を与える移動物体や、移動物体からの影響を受ける伝搬経路を特徴量として明示していた。ここで、伝搬経路に影響を与えない、図５の移動物体６０、６２及び６３については、移動物体画像から削除しても受信電力の予測精度に影響を与えない。したがって、移動物体画像生成部１２が、伝搬経路を遮蔽しない移動物体を削除した移動物体画像を生成する構成とすることもできる。また、移動物体画像生成部１２が、伝搬経路の高さの最小値よりも、高さの低い移動物体を削除した移動物体画像を生成する構成とすることもできる。 <Other forms>
Next, modifications applicable to the first embodiment or the second embodiment will be described. In the second embodiment, a moving object that affects the propagation path and a propagation path that is influenced by the moving object are specified as feature quantities. Here, regarding the moving objects 60, 62, and 63 in FIG. 5 that do not affect the propagation path, even if they are deleted from the moving object image, the prediction accuracy of received power is not affected. Therefore, the moving object image generation unit 12 may be configured to generate a moving object image in which moving objects that do not block the propagation path are deleted. Alternatively, the moving object image generation unit 12 may be configured to generate a moving object image in which a moving object whose height is lower than the minimum value of the propagation path is deleted.

また、直接経路５２が移動物体により遮蔽されていない場合、受信位置での受信電力は、直接経路５２によるものが支配的となる。したがって、直接経路５２が移動物体により遮蔽されていない場合、伝搬経路画像生成部１３は、直接経路５２のみを示す第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像を生成する構成とすることもできる。 Furthermore, if the direct path 52 is not blocked by a moving object, the received power at the reception position is dominated by the direct path 52. Therefore, when the direct path 52 is not blocked by a moving object, the propagation path image generation unit 13 may be configured to generate a first propagation path image and a second propagation path image showing only the direct path 52.

また、第一実施形態及び第二実施形態において、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像が示す伝搬経路は、伝搬経路の中心を表すものであった。しかしながら、移動物体がフレネル半径内の一部に存在する場合、受信電力に影響を与える。したがって、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像については、フレネル半径を表すものとすることができる。具体的には、伝搬経路に直交する方向において、伝搬経路の中心からフレネル半径に対応する距離内の画素に、伝搬経路の中心と同じ画素値（第１伝搬経路画像の場合には高さであり、第２伝搬経路画像の場合には電力）を設定することによりフレネル半径を示す構成とすることができる。この構成により、受信電力に影響を与えるフレネル半径を考慮した精度の良い予測を行うことができる。 In the first and second embodiments, the propagation paths shown by the first and second propagation path images represent the center of the propagation path. However, if a moving object is present in a portion of the Fresnel radius, it affects the received power. Therefore, the first and second propagation path images can represent the Fresnel radius. Specifically, in a direction perpendicular to the propagation path, the same pixel value as the center of the propagation path (height in the case of the first propagation path image, and power in the case of the second propagation path image) can be set to pixels within a distance corresponding to the Fresnel radius from the center of the propagation path, thereby indicating the Fresnel radius. With this configuration, it is possible to perform accurate predictions taking into account the Fresnel radius that affects the received power.

また、第一実施形態及び第二実施形態において、伝搬経路画像は、第１伝搬経路画像及び第２伝搬経路画像の２つの画像を含むものであった。つまり、第一実施形態及び第二実施形態においては、伝搬経路の高さを示す画像と、伝搬経路に沿って伝搬された無線信号の受信位置での電力を示す画像とを、それぞれ、生成していた。しかしながら、伝搬経路の高さを示す画像と、伝搬経路に沿って伝搬された無線信号の受信位置での電力を示す画像とを１つの画像に纏める構成とすることができる。例えば、第一実施形態においては、伝搬経路画像の１つの画素が、第二実施形態の様に２つの画素値を含むものとする。そして、一方の画素値により高さを示し、他方の画素値により電力を示す構成とすることができる。また、第二実施形態においても同様に、１つの画素が３つの画素値を含むものとすれば良い。 Moreover, in the first embodiment and the second embodiment, the propagation path image includes two images, the first propagation path image and the second propagation path image. That is, in the first embodiment and the second embodiment, an image indicating the height of the propagation path and an image indicating the power at the reception position of the wireless signal propagated along the propagation path are generated, respectively. was. However, a configuration may be adopted in which the image showing the height of the propagation path and the image showing the power at the reception position of the wireless signal propagated along the propagation path are combined into one image. For example, in the first embodiment, one pixel of the propagation path image includes two pixel values as in the second embodiment. Then, one pixel value can indicate the height, and the other pixel value can indicate the power. Further, in the second embodiment as well, one pixel may include three pixel values.

本発明による推定装置は、移動物体による遮蔽により大きな影響を受けるミリ波の無線信号の受信電力の推定において有用である。しかしながら、本発明による推定装置は、ミリ波以外の無線信号の受信電力の推定にも適用することができる。また、学習により推定部１４が生成した学習モデルは、同じ推定装置で使用する必要はなく、学習モデルを生成する推定装置と、生成された学習モデルを使用して受信電力を推定する推定装置は異なっていても良い。 The estimation device according to the present invention is useful for estimating the received power of millimeter wave wireless signals, which are significantly affected by obstruction by moving objects. However, the estimation device according to the present invention can also be applied to estimating the received power of wireless signals other than millimeter waves. Furthermore, the learning model generated by the estimation unit 14 through learning does not need to be used in the same estimation device, and the estimation device that generates the learning model and the estimation device that estimates the received power using the generated learning model may be different.

なお、本発明による推定装置は、例えば、移動通信システムの基地局装置に実装することができる。さらに、本発明による推定装置は、移動通信システム内の装置とすることができる。さらに、本発明は、上記推定装置が実行する無線電力の推定方法としても実現され得る。さらに、本発明は、上記学習データを生成する生成方法や、生成装置としても実現され得る。さらに、本発明は、コンピュータの１つ以上のプロセッサで実行されると、当該コンピュータを上記推定装置として機能させる、或いは、当該コンピュータに上記推定方法又は生成方法を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。 The estimation device according to the present invention can be implemented in, for example, a base station device of a mobile communication system. Furthermore, the estimation device according to the present invention can be a device within the mobile communication system. Furthermore, the present invention can be realized as a radio power estimation method executed by the estimation device. Furthermore, the present invention can be realized as a generation method or generation device that generates the learning data. Furthermore, the present invention can be realized by a computer program that, when executed by one or more processors of a computer, causes the computer to function as the estimation device, or causes the computer to execute the estimation method or generation method. These computer programs can be stored in a computer-readable storage medium or distributed via a network.

以上の構成により、例えば、移動通信システムにおいて無線装置が受信する受信電力を精度良く推定することができる。したがって、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。 With the above configuration, for example, it is possible to accurately estimate the received power received by a wireless device in a mobile communication system. Therefore, it will be possible to contribute to Goal 9 of the Sustainable Development Goals (SDGs) led by the United Nations: ``Build resilient infrastructure, promote sustainable industrialization, and expand innovation.''

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

１２：移動物体画像生成部、１３：伝搬経路画像生成部 12: Moving object image generation section, 13: Propagation path image generation section

Claims

所定の送信位置に設置された送信機が送信する無線信号の受信位置における受信電力を推定する推定装置であって、
前記送信位置及び前記受信位置を含む地理的範囲を示す第１画像であって、前記送信位置から前記受信位置に至る前記無線信号の１つ以上の伝搬経路と、前記１つ以上の伝搬経路それぞれについて、伝搬経路に沿って伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力と、を示す前記第１画像を生成する第１生成手段と、
前記地理的範囲を示す第２画像であって、前記受信電力を推定する推定タイミングにおいて前記地理的範囲内に存在すると判定された移動物体を示す前記第２画像を生成する第２生成手段と、
前記第１画像及び前記第２画像を入力として前記受信位置における前記受信電力を推定する推定手段と、
を備え、
前記第１画像は、複数の第１画素を含み、
前記第２画像は、複数の第２画素を含み、
前記複数の第１画素それぞれは、第１画素に対応する前記地理的範囲内の位置の上を前記１つ以上の伝搬経路が通過しているか否かと、通過している場合にはその高さ、及び、通過している伝搬経路で伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力を示し、
前記複数の第２画素それぞれは、第２画素に対応する前記地理的範囲内の位置に、前記推定タイミングにおいて前記移動物体が存在するか否かと、存在する場合には、存在する前記移動物体の高さを示すことを特徴とする推定装置。 An estimation device that estimates a received power at a receiving position of a radio signal transmitted by a transmitter installed at a predetermined transmitting position, comprising:
a first generating means for generating a first image showing a geographical range including the transmitting position and the receiving position, the first image showing one or more propagation paths of the wireless signal from the transmitting position to the receiving position and, for each of the one or more propagation paths, a power of the wireless signal at the receiving position that has propagated along the propagation path;
a second generation means for generating a second image showing the geographical range, the second image showing a moving object determined to be present within the geographical range at an estimation timing for estimating the reception power;
an estimation means for estimating the reception power at the reception position using the first image and the second image as input;
Equipped with
the first image includes a plurality of first pixels;
the second image includes a plurality of second pixels;
Each of the plurality of first pixels indicates whether or not the one or more propagation paths pass over a position within the geographic range corresponding to the first pixel, and if so, indicates the height of the propagation path, and the power at the receiving position of the wireless signal propagated by the propagation path that has passed through;
An estimation device characterized in that each of the multiple second pixels indicates whether or not a moving object is present at a position within the geographical range corresponding to the second pixel at the estimation time, and if so, the height of the moving object .

前記第１画像が示す前記１つ以上の伝搬経路それぞれは、伝搬経路のフレネル半径に対応する幅を有することを特徴とする請求項１に記載の推定装置。 The estimation device according to claim 1, characterized in that each of the one or more propagation paths shown in the first image has a width corresponding to the Fresnel radius of the propagation path.

前記第１画像は、前記１つ以上の伝搬経路が通過している高さを示す画像と、前記１つ以上の伝搬経路で伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力を示す画像と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の推定装置。 The first image includes an image showing a height at which the one or more propagation paths pass, and an image showing the power at the reception position of the wireless signal propagated on the one or more propagation paths. The estimating device according to claim 1 or 2, characterized in that:

前記第１画素に対応する前記地理的範囲内の位置の上を前記１つ以上の伝搬経路が通過している場合、当該第１画素は、当該第１画素に対応する前記地理的範囲内の位置の上を通過している伝搬経路が前記第２画像によって示されている前記移動物体によって遮蔽されているか否かを示すことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の推定装置。 If the one or more propagation paths pass over a position within the geographical range corresponding to the first pixel, the first pixel is located within the geographical range corresponding to the first pixel. 4. The method according to claim 1, further comprising indicating whether a propagation path passing over a position is blocked by the moving object shown by the second image. Estimation device.

前記第２画素に対応する前記地理的範囲内の位置に前記移動物体が存在する場合、当該第２画素は、当該第２画素に対応する前記地理的範囲内の位置に存在する前記移動物体が前記第１画像によって示されている前記１つ以上の伝搬経路の内の少なくとも１つを遮蔽しているか否かを示すことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の推定装置。 When the moving object exists at a position within the geographical range corresponding to the second pixel, the second pixel is such that the moving object exists at a position within the geographical range corresponding to the second pixel. The estimation according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the estimation indicates whether at least one of the one or more propagation paths shown by the first image is blocked. Device.

前記第１生成手段は、前記送信機がサービス提供する地理的範囲の３次元地図データを有し、前記受信位置と、前記送信位置と、前記３次元地図データとに基づき、前記１つ以上の伝搬経路と、前記１つ以上の伝搬経路それぞれに沿って伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力と、を判定することにより前記第１画像を生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の推定装置。 The estimation device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first generation means has three-dimensional map data of a geographical range serviced by the transmitter, and generates the first image by determining the one or more propagation paths and the power at the receiving position of the radio signal propagated along each of the one or more propagation paths based on the receiving position, the transmitting position, and the three-dimensional map data.

前記第１生成手段は、前記送信位置と前記受信位置とを結ぶ直線に沿って伝搬する直接経路が前記第２画像によって示されている前記移動物体により遮蔽されていない場合、前記１つ以上の伝搬経路を前記直接経路のみとすることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の推定装置。 The first generation means is configured to generate one or more of the one or more objects when a direct path of propagation along a straight line connecting the transmission position and the reception position is not blocked by the moving object shown by the second image. 7. The estimation device according to claim 1, wherein the propagation path is only the direct path.

前記送信機がサービス提供する地理的範囲を全体としてカバーして撮像する複数のカメラをさらに備え、
前記第２生成手段は、前記複数のカメラからの画像データに基づき、前記推定タイミングにおいて前記地理的範囲内に存在する１つ以上の移動物体を判定して前記第２画像を生成することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の推定装置。 further comprising a plurality of cameras that collectively cover and image the geographic area served by the transmitter;
The second generation means generates the second image by determining one or more moving objects existing within the geographical range at the estimated timing based on image data from the plurality of cameras. The estimating device according to any one of claims 1 to 7 .

前記第２生成手段は、前記推定タイミングにおいて前記地理的範囲内に存在する前記１つ以上の移動物体の内、前記第１画像によって示されている前記１つ以上の伝搬経路を遮蔽する移動物体のみを示す前記第２画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の推定装置。 The second generating means generates a moving object that blocks the one or more propagation paths indicated by the first image, among the one or more moving objects existing within the geographical range at the estimated timing. 9. The estimation device according to claim 8 , wherein the second image is generated to show only the second image.

前記第２生成手段は、前記推定タイミングにおいて前記地理的範囲内に存在する前記１つ以上の移動物体の内、前記第１画像によって示されている前記１つ以上の伝搬経路の最小の高さより低い移動物体を除いた移動物体のみを示す前記第２画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の推定装置。 The second generating means is configured to generate a height higher than the minimum height of the one or more propagation paths shown by the first image among the one or more moving objects existing within the geographical range at the estimated timing. The estimation device according to claim 8 , wherein the second image is generated that shows only moving objects excluding low moving objects.

前記第１生成手段は、複数の異なる前記受信位置それぞれについて生成する複数の前記第１画像それぞれにおいて、前記受信位置及び前記送信位置が、前記第１画像内の所定の線上にあり、かつ、前記送信位置から前記受信位置に向かう方向が同じとなる様に前記第１画像を生成することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の推定装置。 The estimation device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the first generation means generates the first images so that, in each of the multiple first images generated for each of the multiple different receiving positions, the receiving position and the transmitting position are on a predetermined line in the first image and the direction from the transmitting position to the receiving position is the same .

複数のセットの学習データに基づき、所定の送信位置に設置された送信機が送信する無線信号の受信電力を推定するための学習モデルを生成する推定装置であって、
前記複数のセットの各セットは、
前記送信位置及び受信電力を測定した受信位置を含む地理的範囲を示す第１画像であって、前記送信位置から前記受信位置に至る前記無線信号の１つ以上の伝搬経路と、前記１つ以上の伝搬経路それぞれについて、伝搬経路に沿って伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力と、を示す前記第１画像と、
前記地理的範囲を示す第２画像であって、前記受信電力を測定した測定タイミングにおいて前記地理的範囲内に存在すると判定された移動物体を示す前記第２画像と、
前記受信電力を示す情報と、
を有し、
前記第１画像は、複数の第１画素を含み、
前記第２画像は、複数の第２画素を含み、
前記複数の第１画素それぞれは、第１画素に対応する前記地理的範囲内の位置の上を前記１つ以上の伝搬経路が通過しているか否かと、通過している場合にはその高さ、及び、通過している伝搬経路で伝搬した前記無線信号の前記受信位置における電力を示し、
前記複数の第２画素それぞれは、第２画素に対応する前記地理的範囲内の位置に、前記測定タイミングにおいて前記移動物体が存在するか否かと、存在する場合には、存在する前記移動物体の高さを示し、
前記推定装置は、
前記複数のセットに基づき前記学習モデルを生成する手段を備えていることを特徴とする推定装置。 An estimation device that generates a learning model for estimating a received power of a wireless signal transmitted by a transmitter installed at a predetermined transmitting position based on a plurality of sets of learning data, comprising:
Each set of the plurality of sets comprises:
a first image showing a geographical range including the transmitting position and the receiving position where the received power was measured, the first image showing one or more propagation paths of the wireless signal from the transmitting position to the receiving position, and the power of the wireless signal at the receiving position propagated along the propagation path for each of the one or more propagation paths;
a second image showing the geographical range, the second image showing a moving object determined to be present within the geographical range at a measurement timing when the received power was measured; and
Information indicating the received power;
having
the first image includes a plurality of first pixels;
the second image includes a plurality of second pixels;
Each of the plurality of first pixels indicates whether or not the one or more propagation paths pass over a position within the geographic range corresponding to the first pixel, and if so, indicates the height of the propagation path, and the power at the receiving position of the wireless signal propagated by the propagation path that has passed through;
each of the plurality of second pixels indicates whether or not the moving object is present at a position within the geographical range corresponding to the second pixel at the measurement timing, and if so, indicates a height of the present moving object;
The estimation device comprises:
The estimation device further comprises a means for generating the learning model based on the plurality of sets.

前記複数のセットそれぞれの前記第１画像において、前記受信位置及び前記送信位置は、前記第１画像内の所定の線上にあり、かつ、前記送信位置から前記受信位置に向かう方向は同じであることを特徴とする請求項１２に記載の推定装置。 In the first images of each of the plurality of sets, the receiving position and the transmitting position are on a predetermined line in the first image, and the direction from the transmitting position to the receiving position is the same. The estimation device according to claim 12, characterized in that:

前記第１画像が示す地理的範囲の面積は、前記送信機がサービス提供する地理的範囲内の位置それぞれにおいて、当該位置における電力が所定値より大きい総ての伝搬経路を含む様に決定されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の推定装置。 The estimation device according to claim 12 or 13, characterized in that the area of the geographical range shown by the first image is determined so as to include, at each location within the geographical range serviced by the transmitter, all propagation paths whose power at that location is greater than a predetermined value.