(57)【要約】【課題】無線信号についてより多くの情報を収集すること。【解決手段】複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得し、一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する。【選択図】図３
2014241558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得部と、
一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出部と、
を備える信号情報取得システム。
【請求項２】
前記抽出部は、前記一の波形データと前記他の波形データとを乗算することによって乗算信号を取得し、前記乗算信号において強調された波形の無線信号の情報を抽出する、請求項１に記載の信号情報取得システム。
【請求項３】
複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得ステップと、
一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出ステップと、
を有する信号情報取得方法。
【請求項４】
複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得ステップと、
一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出ステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波状況を取得するセンシング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線信号をセンシングする無線信号センシングシステムが提案されている。従来の無線信号センシングシステムでは、センサにて各周波数における電力を観測していた（例えば非特許文献１参照）。このため、各センサ単体の能力の範囲内で収集可能な情報が集められていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「DEURASシステム概要」、［online］、平成２２年７月３０日、総務省関東総合通信局、［平成２３年６月３０日検索］、インターネット<URL: http://www.soumu.go.jp/soutsu/kanto/re/system/index.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各センサ単体の能力には限界があり、収集できない情報が存在していた。これらの情報を収集しようとすると、より高性能なセンサが必要となり、コストが高くなってしまうという問題があった。すなわち、収集可能な情報の範囲は、各々のセンサの検出感度によって決まり、センサの感度を上回った情報を収集することはできなかった。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、無線信号についてより多くの情報を収集可能な技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得部と、一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出部と、を備える信号情報取得システムである。
【０００７】
本発明の一態様は、上記の信号情報取得システムであって、前記抽出部は、前記一の波形データと前記他の波形データとを乗算することによって乗算信号を取得し、前記乗算信号において強調された波形の無線信号の情報を抽出する。
【０００８】
本発明の一態様は、複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得ステップと、一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出ステップと、を有する信号情報取得方法である。
【０００９】
本発明の一態様は、複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得ステップと、一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、無線信号についてより多くの情報を収集することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の無線信号センシングシステムが設置される環境の概略を示す概略図である。
【図２】無線信号センシングシステムの構成を示す構成図である。
【図３】信号情報蓄積装置４０の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図４】信号情報取得部４０３の処理の具体例を示す図である。
【図５】信号情報取得部４０３が主信号と参照信号とを乗算する際の処理の具体例を示す図である。
【図６】信号情報取得部４０３の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［概略］
本発明の実施形態は、無線信号をセンシングする無線信号センシングシステムである。図１は、実施形態の無線信号センシングシステムが設置される環境の概略を示す概略図である。信号源１０は、無線信号を送信する。複数のセンサ２０（２０−１，２０−２）は、信号源１０から送信された無線信号と他の無線信号とが重畳された無線信号を受信する。
【００１３】
図１の波形データ６１及び波形データ６２は、それぞれセンサ２０−１及びセンサ２０−２によって受信された無線信号の具体例を示す。波形データ６１及び波形データ６２において、縦軸は無線信号の受信強度を表し、横軸は周波数を表す。波形データ６１における波形６１１と、波形データ６２における波形６２１とは、受信された無線信号のうち、信号源１０から送信された無線信号の成分を示す。センサ２０−２は、センサ２０−１よりも信号源１０の近くに位置する。そのため、センサ２０−２は、センサ２０−１に比べて、信号源１０から送信された無線信号を信号強度がより高い状態で受信する。一方、センサ２０−１は、信号源１０から遠くに位置するため、信号源１０から送信された無線信号を、ノイズフロアレベルまで減衰した状態で受信する。そのため、このままでは、センサ２０−１によって受信された無線信号において、信号源１０から送信された無線信号の情報を取得することは困難である。
【００１４】
このような問題を解決するため、本発明の実施形態の無線信号センシングシステムは、一のセンサ（センサ２０-１）で受信された無線信号と、他のセンサ（センサ２０−２）で受信された無線信号と、で強い相関を持つデータを強調させて抽出する。より具体的には、無線信号センシングシステムは、例えば以下のように動作する。まず、無線信号センシングシステムは、一のセンサ（センサ２０−１）で受信された無線信号と、他のセンサ（センサ２０−２）で受信された無線信号と、を乗算する。次に、無線信号センシングシステムは、乗算された無線信号に基づいて、一のセンサ（センサ２０−１）で受信された無線信号において、強調された無線信号を抽出する。そして、無線信号センシングシステムは、強調された無線信号に関する情報を、一のセンサ（センサ２０−１）で受信された無線信号から取得する。
【００１５】
［詳細］
次に、本発明の実施形態の無線信号センシングシステムの詳細について説明する。図２は、無線信号センシングシステムの構成を示す構成図である。無線信号センシングシステムは、広帯域の無線信号を受信する複数のセンサ２０（２０−１、２０−２）と、各センサ２０によって受信された無線信号に関する情報（以下、「信号情報」という。：例えば信号強度、位相）を蓄積する信号情報蓄積装置４０と、を備える。
【００１６】
センサ２０は、例えば無線信号のセンシングの対象となる領域において面的に配置される。センサ２０は、特定の広帯域の無線信号を受信し波形データを生成する。センサ２０は、例えば不特定の信号源１０から送信される無線信号をノイズ信号と共に受信し、受信された無線信号の波形データを生成する。センサ２０は、受信された無線信号の波形データを、ネットワーク３０を介して信号情報蓄積装置４０へ送信する。
【００１７】
ネットワーク３０は、複数のセンサ２０と信号情報蓄積装置４０とを通信可能に接続する。ネットワーク３０は、無線通信ネットワークであっても良いし、有線通信ネットワークであっても良いし、無線通信及び有線通信ネットワークを組み合わせて構成されたネットワークであっても良い。
【００１８】
図３は、信号情報蓄積装置４０の機能構成を表す概略ブロック図である。信号情報蓄積装置４０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備える。信号情報蓄積装置４０は、信号情報蓄積プログラムを実行することによって、通信部４０１、信号記憶部４０２、信号情報取得部４０３、信号記憶部４０４を備える装置として機能する。なお、信号情報蓄積装置４０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。信号情報蓄積プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。信号情報蓄積プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００１９】
通信部４０１は、ネットワーク３０を介して各センサ２０から、各センサ２０において受信された無線信号の波形データを受信する。通信部４０１は、受信された波形データを信号記憶部４０２に書き込む。
【００２０】
信号記憶部４０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。信号記憶部４０２は、通信部４０１によって受信された波形データを記憶する。
【００２１】
信号情報取得部４０３は、信号記憶部４０２に記憶されている複数の無線信号の波形データについて相関を取得する。信号情報取得部４０３は、複数の無線信号の波形データにおいて、強い相関を持つ波形データを強調させて抽出する。信号情報取得部４０３は、強調された波形データに関する信号情報を取得する。信号情報取得部４０３は、取得された信号情報を信号情報記憶部４０４に書き込む。
【００２２】
信号情報記憶部４０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。信号情報記憶部４０４は、信号情報取得部４０３によって取得された信号情報を記憶する。
【００２３】
図４は、信号情報取得部４０３の処理の具体例を示す図である。図４において、波形データ６１及び波形データ６２は、図１と同様に、それぞれセンサ２０−１及びセンサ２０−２によって受信された無線信号の具体例を示す。信号情報取得部４０３は、信号情報の取得対象となる無線信号（以下、「主信号」という。）と、主信号から信号情報を取得する際に参照する他の無線信号（以下、「参照信号」という。）とをそれぞれ決定する。図４では、センサ２０−１によって受信された無線信号（波形データ６１の波形）が主信号であり、センサ２０−２によって受信された無線信号（波形データ６２の波形）が参照信号である。信号情報取得部４０３は、主信号の波形データと参照信号の波形データとを乗算器６３によって乗算することによって、２つの波形データが合成された無線信号（以下、「乗算信号」という。）の波形を取得する。乗算信号では、参照信号においてノイズフロアレベルよりも高い信号強度を有している波形６２１の信号によって、主信号においてノイズフロアレベルと同程度の信号強度しか有していない波形６１１の信号が波形６４１として強調されている。信号情報取得部４０３は、乗算信号において強調された波形６４１に基づいて、主信号から波形６１１に関する信号情報を取得する。
【００２４】
図５は、信号情報取得部４０３が主信号と参照信号とを乗算する際の処理の具体例を示す図である。信号情報取得部４０３は、位相がずれた複数の参照信号それぞれと主信号とを乗算してもよい。この場合、信号情報取得部４０３は、それぞれの乗算結果によって得られる複数の乗算信号の中から、所定の閾値（例えばノイズフロアレベル）を超えた波形について、主信号から信号情報を取得してもよい。
【００２５】
信号情報取得部４０３は、位相がずれた複数の参照信号を生成する際に、０度〜３６０度の間で所定の間隔毎に位相がずれた参照信号を生成してもよいし、０度〜３６０度のうち一部分の間（以下、「処理対象位相」という。：例えば、１００度〜１４０度）で所定の間隔毎に位相がずれた参照信号を生成してもよいし、他の方法で位相がずれた参照信号を生成してもよい。処理対象位相は、主信号が受信されたセンサ２０の位置と、参照信号が受信されたセンサ２０の位置とに基づいた位相のずれの推定結果に基づいて決定されてもよい。
【００２６】
図６は、信号情報取得部４０３の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。信号情報取得部４０３は、まず、主信号及び参照信号の波形データを信号記憶部４０２から読み出す（ステップＳ１０１）。次に、信号情報取得部４０３は、参照信号の位相を変更する（ステップＳ１０２）。次に、信号情報取得部４０３は、位相が変更された参照信号と主信号とを乗算する（ステップＳ１０３）。次に、信号情報取得部４０３は、処理の対象となっている位相全てについてステップＳ１０２及びステップＳ１０３の処理が完了したか否か判定する（ステップＳ１０４）。処理が行われていない位相が存在する場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、信号情報取得部４０３は、処理が行われていない位相について、ステップＳ１０２以降の処理を繰り返し実行する。
【００２７】
一方、処理の対象となっている位相全てについてステップＳ１０２及びステップＳ１０３の処理が完了した場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、信号情報取得部４０３は、ステップＳ１０３の処理によって得られた各乗算信号に基づいて、主信号における信号情報を取得する。
【００２８】
このように構成された信号情報蓄積装置４０によれば、各センサ２０から収集された波形データに基づいて、ノイズフロアレベルの無線信号についても信号情報を取得することが可能となる。例えば、図１のような環境において、ノイズフロアレベルの波形６１１が含まれる波形データ６１から、波形６１１に関する信号情報を取得することが可能となる。したがって、無線信号の検出感度を向上させることが可能となる。その結果、より多くのセンサから無線信号の情報を収集することが可能となる。
【００２９】
＜変形例＞
信号情報取得部４０３は、３つ以上の波形データを乗算することによって乗算信号を取得しても良い。
信号の相関を取得するための手法は、信号同士の乗算による手法に限定される必要は無く、他の手法によって相関が取得されても良い。例えば、以下のような手法が用いられてもよい。２つの信号の差分をとり、その差分を最小二乗法等で評価することによって相関の度合いを取得するする手法。マッチドフィルタを用いて信号パターンを評価することによって相関の度合いを取得する手法。信号波形を画像として取り扱い、画像認識技術を用いることによって相関の度合いを取得する手法。
信号情報蓄積装置４０は、１台の装置で実装されてもよいし、通信可能に接続された複数台の装置で実装されても良い。例えば、通信部４０１、信号記憶部４０２、信号情報取得部４０３、信号情報記憶部４０４がそれぞれ異なる装置として実装されてもよい。また、信号情報取得部４０３は、複数台の装置で実装されても良い。また、信号記憶部４０２は、複数台の記憶装置で実装されてもよい。信号情報記憶部４０４は、複数台の記憶装置で実装されてもよい。
【００３０】
信号情報取得部４０３は、取得部及び抽出部として構成されてもよい。取得部は、複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する。抽出部は、一のセンサにおいて受信された無線信号の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の波形データと、の相関に基づいて、一のセンサにおいて受信された無線信号の波形データから無線信号の情報を抽出する。
【００３１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１０…信号源，  ２０（２０−１，２０−２）…センサ，  ３０…ネットワーク，  ４０…信号情報蓄積装置，  ４０１…通信部，  ４０２…信号記憶部，  ４０３…相関検出部，  ４０４…信号情報記憶部
【図１】
2014241558.tif 000003
【図２】
2014241558.tif 000004
【図３】
2014241558.tif 000005
【図４】
2014241558.tif 000006
【図５】
2014241558.tif 000007
【図６】
2014241558.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月11日(2014.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得部と、
一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出部と、
を備え、
前記抽出部は、前記他の波形データの位相を所定の位相ずつずらすことによって得られる複数の波形データのそれぞれと前記一の波形データとを乗算することによって複数の乗算信号を取得し、前記複数の乗算信号の中から、所定の閾値を越えて強調された波形の無線信号の情報を抽出する、
信号情報取得システム。
【請求項２】
複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得ステップと、
一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出ステップと、
を有し、
前記抽出ステップでは、前記他の波形データの位相を所定の位相ずつずらすことによって得られる複数の波形データのそれぞれと前記一の波形データとを乗算することによって複数の乗算信号を取得し、前記複数の乗算信号の中から、所定の閾値を越えて強調された波形の無線信号の情報を抽出する、
信号情報取得方法。
【請求項３】
複数のセンサから、各センサにおいて受信された無線信号の波形データを取得する取得ステップと、
一のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである一の波形データと、他のセンサにおいて受信された無線信号の前記波形データである他の波形データと、の相関に基づいて、前記一の波形データから無線信号の情報を抽出する抽出ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記抽出ステップでは、前記他の波形データの位相を所定の位相ずつずらすことによって得られる複数の波形データのそれぞれと前記一の波形データとを乗算することによって複数の乗算信号を取得し、前記複数の乗算信号の中から、所定の閾値を越えて強調された波形の無線信号の情報を抽出する、
コンピュータプログラム。