(57)【要約】【課題】電力推定精度の低下を抑制可能な集約範囲を決定する集約範囲決定装置を提供する。【解決手段】集約範囲決定装置１は、演算手段１４と決定手段１５とを備える。演算手段１４は、集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタに基づいて評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算し、端末装置の密度、データ取得周期、データ集約時間およびデータ集約範囲の面積に基づいてデータ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する。決定手段１５は、Ｎ＿ａｇｇ＞Ｎ＿Ｐを満たすようにフェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆを決定し、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度と処理範囲Ｒｄとの位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差よりも小さくなるように処理範囲Ｒｄを決定し、Ｒｄ≧Ｒｆである処理範囲Ｒｆを集約範囲と決定する。【選択図】図２
2019041294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタに基づいて、前記評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算するとともに、端末装置の密度σ、端末装置におけるデータの取得周期ｔ０、データ集約時間Ｔおよびデータ集約範囲の面積Ｓに基づいて、前記データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する演算手段と、
前記サンプル数Ｎ＿Ｐが前記データサンプル数Ｎ＿ａｇｇよりも小さくなる範囲において最小の処理範囲をフェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆとして決定するとともに、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍと前記データの処理範囲Ｒｄとの位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲をデータの処理範囲Ｒｄとして決定し、前記処理範囲Ｒｄが前記処理範囲Ｒｆ以上であるとき、前記処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定する決定手段とを備える集約範囲決定装置。
【請求項２】
前記演算手段は、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓによって、前記データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算し、
前記決定手段は、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓ＞Ｎを満たす最小の面積ＳＭＩＮを検出し、その検出した面積ＳＭＩＮに基づいて処理範囲Ｒｆを決定する、請求項１に記載の集約範囲決定装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記処理範囲Ｒｄが前記処理範囲Ｒｆよりも大きいとき、前記サンプル数Ｎ＿Ｐまたは前記許容誤差Ｐｄを緩和し、前記電力推定誤差が前記許容誤差Ｐｄまたは前記緩和した許容誤差Ｐｄよりも小さくなるように前記データの処理範囲Ｒｄを決定する決定処理を前記処理範囲Ｒｄが前記処理範囲Ｒｆ以上になるまで繰り返し実行する、請求項１または請求項２に記載の集約範囲決定装置。
【請求項４】
前記電力推定誤差は、前記処理範囲Ｒｄと、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとの中心点をＤとしたとき、２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ）−２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ）によって決定される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の集約範囲決定装置。
【請求項５】
演算手段が、集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタに基づいて、前記評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算するとともに、端末装置の密度σ、端末装置におけるデータの取得周期ｔ０、データ集約時間Ｔおよびデータ集約範囲の面積Ｓに基づいて、前記データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する第１のステップと、
決定手段が、前記サンプル数Ｎ＿Ｐが前記データサンプル数Ｎ＿ａｇｇよりも小さくなる範囲において最小の処理範囲をフェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆとして決定するとともに、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍと前記データの処理範囲Ｒｄとの位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲をデータの処理範囲Ｒｄとして決定し、前記処理範囲Ｒｄが前記処理範囲Ｒｆ以上であるとき、前記処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
前記第１のステップにおいて、前記演算手段は、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓによって、前記データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算し、
前記第２のステップにおいて、前記決定手段は、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓ＞Ｎを満たす最小の面積ＳＭＩＮを検出し、その検出した面積ＳＭＩＮに基づいて処理範囲Ｒｆを決定する、請求項５に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項７】
前記第２のステップにおいて、前記決定手段は、前記処理範囲Ｒｄが前記処理範囲Ｒｆよりも大きいとき、前記サンプル数Ｎ＿Ｐまたは前記許容誤差Ｐｄを緩和し、前記電力推定誤差が前記許容誤差Ｐｄまたは前記緩和した許容誤差Ｐｄよりも小さくなるように前記データの処理範囲Ｒｄを決定する決定処理を前記処理範囲Ｒｄが前記処理範囲Ｒｆ以上になるまで繰り返し実行する、請求項５または請求項６に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
前記電力推定誤差は、前記処理範囲Ｒｄと、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとの中心点をＤとしたとき、２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ）−２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ）によって決定される、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、集約範囲決定装置、コンピュータに実行させるためのプログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
第５世代移動通信システムにおける様々な通信性能に対する要求を満足するために、更なる周波数資源が必要になっている。その中で、時間や場所において利用のない周波数を共用する技術が注目を集めている（非特許文献１）。周波数を共用するためには、既存の無線システム（１次利用者）に干渉を与えないように、１次利用者の利用状況を逐次把握する必要がある。これに対して、移動機をセンサ端末として１次利用者の利用状況（電力分布）を推定するシステムが提案されている（非特許文献２）。また、移動機がデータをサーバに送る際のデータ量を軽減するために、移動機のすれ違い通信を利用したデータ集約方式についても提案されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】総務省，“電波政策 ２０２０懇談会報告書”，June 2016.
【非特許文献２】松野，他，“第５世代移動通信システムにおける異無線システム間の周波数共用に向けた取り組み，”信学技法，RCS116，Oct.2016．
【非特許文献３】玉井，他，“参加型センシングにおけるセルラ通信の負荷軽減のための端末間データ収集方式，”第２４回マルチメディ ア通信と分散処理ワークショップ論文集，pp.84-91，Oct. 2016．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、データを集約する範囲を大きくすると、電力推定精度が低下するので、集約範囲の最適化が必要となる。また、実際の電波環境においては、フェージングが電力に影響する。
【０００５】
そこで、この発明の実施の形態によれば、電力推定精度の低下を抑制可能な集約範囲を決定する集約範囲決定装置を提供する。
【０００６】
また、この発明の実施の形態によれば、電力推定精度の低下を抑制可能な集約範囲の決定をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【０００７】
更に、この発明の実施の形態によれば、電力推定精度の低下を抑制可能な集約範囲の決定をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（構成１）
この発明の実施の形態によれば、集約範囲決定装置は、演算手段と、決定手段とを備える。演算手段は、集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタに基づいて、評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算するとともに、端末装置の密度σ、端末装置におけるデータの取得周期ｔ０、データ集約時間Ｔおよびデータ集約範囲の面積Ｓに基づいて、データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する。決定手段は、サンプル数Ｎ＿Ｐがデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇよりも小さくなる範囲において最小の処理範囲をフェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆとして決定するとともに、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとデータの処理範囲Ｒｄとの位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲をデータの処理範囲Ｒｄとして決定し、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定する。
【０００９】
構成１によれば、電力推定誤差は、決定手段によって決定された処理範囲Ｒｆが大きいほど小さくなり、決定手段によって決定された処理範囲Ｒｄが小さいほど小さくなる。そして、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定することは、（Ａ）電力推定誤差を小さくする処理範囲Ｒｄと、（Ｂ）電力推定誤差を小さくする処理範囲Ｒｆとを両立させることに相当する。
従って、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定することによって、電力推定精度の低下を抑制して集約範囲を決定できる。
【００１０】
（構成２）
構成１において、演算手段は、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓによって、データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する。決定手段は、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓ＞Ｎを満たす最小の面積ＳＭＩＮを検出し、その検出した面積ＳＭＩＮに基づいて処理範囲Ｒｆを決定する。
【００１１】
構成２によれば、データサンプル数がサンプル数Ｎ＿Ｐよりも多い範囲において、データ集約範囲の最小の面積ＳＭＩＮを決定するので、信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを確保した上で処理範囲Ｒｆを決定できる。
【００１２】
（構成３）
構成１または構成２において、決定手段は、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆよりも大きいとき、サンプル数Ｎ＿Ｐまたは許容誤差Ｐｄを緩和し、電力推定誤差が、許容誤差Ｐｄまたは緩和した許容誤差Ｐｄよりも小さくなるようにデータの処理範囲Ｒｄを決定する決定処理を処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上になるまで繰り返し実行する。
【００１３】
構成３によれば、サンプル数Ｎ＿Ｐまたは許容誤差Ｐｄを緩和して処理範囲Ｒｄを決定するので、電力推定誤差をできる限り小さくして集約範囲を決定できる。
【００１４】
（構成４）
構成１から構成３のいずれかにおいて、電力推定誤差は、処理範囲Ｒｄと、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとの中心点をＤとしたとき、２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ）−２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ）によって決定される。
【００１５】
構成４によれば、電力推定誤差を正確に決定できる。
【００１６】
（構成５）
また、この発明の実施の形態によれば、プログラムは、演算手段が、集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタに基づいて、評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算するとともに、端末装置の密度σ、端末装置におけるデータの取得周期ｔ０、データ集約時間Ｔおよびデータ集約範囲の面積Ｓに基づいて、データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する第１のステップと、決定手段が、サンプル数Ｎ＿Ｐがデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇよりも小さくなる範囲において最小の処理範囲をフェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆとして決定するとともに、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとデータの処理範囲Ｒｄとの位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲をデータの処理範囲Ｒｄとして決定し、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１７】
構成５によれば、第１および第２のステップをコンピュータに実行させることにより、電力推定誤差は、決定手段によって決定された処理範囲Ｒｆが大きいほど小さくなり、決定手段によって決定された処理範囲Ｒｄが小さいほど小さくなる。そして、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定することは、（Ａ）電力推定誤差を小さくする処理範囲Ｒｄと、（Ｂ）電力推定誤差を小さくする処理範囲Ｒｆとを両立させることに相当する。
従って、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定することによって、電力推定精度の低下を抑制して集約範囲を決定できる。
【００１８】
（構成６）
構成５において、演算手段は、第１のステップにおいて、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓによって、データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算し、決定手段は、第２のステップにおいて、σ×（Ｔ／ｔ０）×Ｓ＞Ｎを満たす最小の面積ＳＭＩＮを検出し、その検出した面積ＳＭＩＮに基づいて処理範囲Ｒｆを決定する。
【００１９】
構成６によれば、第１のステップをコンピュータに実行させることにより、データサンプル数がサンプル数Ｎ＿Ｐよりも多い範囲において、データ集約範囲の最小の面積ＳＭＩＮが決定されるので、信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを確保した上で処理範囲Ｒｆを決定できる。
【００２０】
（構成７）
構成５または構成６において、決定手段は、第２のステップにおいて、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆよりも大きいとき、サンプル数Ｎ＿Ｐまたは許容誤差Ｐｄを緩和し、電力推定誤差が、許容誤差Ｐｄまたは緩和した許容誤差Ｐｄよりも小さくなるようにデータの処理範囲Ｒｄを決定する決定処理を処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上になるまで繰り返し実行する。
【００２１】
構成７によれば、第２のステップをコンピュータに実行させることにより、サンプル数Ｎ＿Ｐまたは許容誤差Ｐｄを緩和して処理範囲Ｒｄが決定されるので、電力推定誤差をできる限り小さくして集約範囲を決定できる。
【００２２】
（構成８）
構成５から構成７のいずれかにおいて、電力推定誤差は、処理範囲Ｒｄと、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとの中心点をＤとしたとき、２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ）−２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ）によって決定される。
【００２３】
構成８によれば、電力推定誤差を正確に決定できる。
【００２４】
（構成９）
更に、この発明の実施の形態によれば、記録媒体は、構成５から構成８のいずれかに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２５】
電力推定精度の低下を抑制して集約範囲を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態における無線通信システムを示す概略図である。
【図２】図１に示す集約範囲決定装置の概略図である。
【図３】時間よる受信電力の変動を示す概念図である。
【図４】誤差の種別と、要求する信頼度との関係を示す図である。
【図５】標本の大きさと誤差範囲との関係を示す図である。
【図６】許容誤差範囲と標本の大きさとの関係を示す図である。
【図７】受信電力が正しいデータであるか否かを判定する場合の標本を示す図である。
【図８】集約範囲決定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ１の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】データ量と集約範囲との関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】電力推定誤差と集約範囲との関係のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２８】
図１は、この発明の実施の形態における無線通信システムを示す概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態における無線通信システム１０は、集約範囲決定装置１と、複数の端末装置２と、基地局３とを備える。
【００２９】
集約範囲決定装置１は、有線ケーブル４によって基地局３に接続される。集約範囲決定装置１は、基地局３から有線ケーブル４を介して複数の端末装置２における複数のモニター情報を受信し、その受信した複数のモニター情報を記録する。ここで、各モニター情報は、端末装置２の位置を示す位置情報、波源Ｓから送信された電波の端末装置２における受信電力、受信電力を検出したときの時刻を示す時刻情報、および波源Ｓから送信された電波の周波数を示す周波数情報を含む。
【００３０】
また、集約範囲決定装置１は、図１に図示されていない基地局から基地局３へ送信された複数のモニター情報も基地局３から有線ケーブル４を介して受信し、その受信した複数のモニター情報を記録する。即ち、集約範囲決定装置１は、市町村の領域または県の領域（集約範囲を決定する対象領域ＲＥＧ）に存在する端末装置２のモニター情報を基地局３から受信して記録する。
【００３１】
そして、集約範囲決定装置１は、その記録した複数のモニター情報に基づいて、後述する方法によって、モニター情報の集約範囲を決定し、その決定したモニター情報の集約範囲を基地局３を介して複数の端末装置２へ送信する。
【００３２】
このように、集約範囲決定装置１は、非常に広い対象領域ＲＥＧにおけるモニター情報の集約範囲を決定する。
【００３３】
複数の端末装置２および基地局３は、無線通信空間に配置される。複数の端末装置２は、波源Ｓの周囲に配置される。複数の端末装置２の各々は、３ＧＨｚ以下の周波数帯域、３ＧＨｚ〜６ＧＨｚの周波数帯域、６ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの周波数帯域および３０ＧＨｚよりも高周波数の周波数帯域のいずれかに含まれる複数の周波数のうち、複数の端末装置２が無線通信に共用する共用周波数ｆｃｏｍを用いて他の端末装置２と無線通信を行う。
【００３４】
複数の端末装置２の各々は、移動端末または静止端末からなる。そして、複数の端末装置２の各々は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）によって自己の位置を検出する。また、複数の端末装置２の各々は、共用周波数ｆｃｏｍを有する電波を波源Ｓから受信し、電波を受信したときの受信電力ＲＳＳＩｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）を検出する。更に、複数の端末装置２の各々は、タイマーを内蔵しており、受信電力ＲＳＳＩｉを検出したときの時刻を検出する。
【００３５】
そして、複数の端末装置２の各々は、自己の識別情報ＩＤｉと、自己の位置を示す位置情報（ｘｉ，ｙｉ）と、受信電力ＲＳＳＩｉと、受信電力ＲＳＳＩｉを検出したときの時刻を示す時間情報ｔｉと、共用周波数ｆｃｏｍとを含むモニター情報ＭＮＴ＿ｉ＝［ＩＤｉ：ｔｉ：（ｘｉ，ｙｉ），ＲＳＳＩｉ，ｆｃｏｍ＿ｉ］を生成する。また、複数の端末装置２の各々は、他の端末装置からモニター情報ＭＮＴ＿ｊ＝［ＩＤｊ：ｔｊ：（ｘｊ，ｙｊ），ＲＳＳＩｊ，ｆｃｏｍ＿ｊ］（ｊ＝１，２，３，・・・）を受信する。更に、複数の端末装置２の各々は、集約範囲決定装置１からモニター情報の集約範囲を受信する。
【００３６】
そうすると、複数の端末装置２の各々は、自己が生成したモニター情報ＭＮＴ＿ｉ＝［ＩＤｉ：ｔｉ：（ｘｉ，ｙｉ）と、モニター情報の集約範囲内に存在する他の端末装置から受信したモニター情報ＭＮＴ＿ｊ＝［ＩＤｊ：ｔｊ：（ｘｊ，ｙｊ），ＲＳＳＩｊ，ｆｃｏｍ＿ｊ］とを集約し、その集約したモニター情報ＭＮＴを無線通信によって基地局３へ送信する。この場合、端末装置２は、モニター情報ＭＮＴを基地局３へ直接送信してもよく、モニター情報ＭＮＴをマルチホップによって基地局３へ送信してもよい。
【００３７】
複数の端末装置２の各々は、他の端末装置２と無線通信を行っているときを除いて、位置情報（ｘｉ，ｙｉ）、受信電力ＲＳＳＩｉ、時刻情報ｔｉおよび共用周波数ｆｃｏｍ＿ｉを検出してモニター情報ＭＮＴ＿ｉ＝［ＩＤｉ：ｔｉ：（ｘｉ，ｙｉ），ＲＳＳＩｉ，ｆｃｏｍ＿ｉ］を生成し、その生成したモニター情報ＭＮＴ＿ｉ＝［ＩＤｉ：ｔｉ：（ｘｉ，ｙｉ），ＲＳＳＩｉ，ｆｃｏｍ＿ｉ］と、モニター情報の集約範囲内に存在する他の端末装置から受信したモニター情報ＭＮＴ＿ｊ＝［ＩＤｊ：ｔｊ：（ｘｊ，ｙｊ），ＲＳＳＩｊ，ｆｃｏｍ＿ｊ］とを集約して基地局３へ送信する動作を定期的（例えば、１分間隔）に行う。
【００３８】
基地局３は、モニター情報ＭＮＴ（集約していないモニター情報）を複数の端末装置２から受信し、その受信した複数のモニター情報ＭＮＴ（集約していないモニター情報）を有線ケーブル４を介して集約範囲決定装置１へ送信する。また、基地局３は、図示されていない基地局から受信した複数のモニター情報ＭＮＴ（集約していないモニター情報）を有線ケーブル４を介して集約範囲決定装置１へ送信する。
【００３９】
波源Ｓは、例えば、レーダ、テレビジョン放送用の無線中継伝送装置（ＦＰＵ：Field Pickup Unit）、離島へ電波を中継する中継所および端末装置等からなる。
【００４０】
図２は、図１に示す集約範囲決定装置１の概略図である。図２を参照して、集約範囲決定装置１は、受信手段１１と、記憶手段１２と、抽出手段１３と、推定手段１４と、処理手段１５と、決定手段１６と、送信手段１７とを含む。
【００４１】
受信手段１１は、有線ケーブル４を介して複数のモニター情報ＭＮＴ＿ｉを受信し、その受信した複数のモニター情報ＭＮＴ＿ｉを記憶手段１２に格納する。
【００４２】
記憶手段１２は、複数のモニター情報ＭＮNＴ＿ｉを受信手段１１から受け、その受けた複数のモニター情報ＭＮＴ＿ｉを記憶する。
【００４３】
抽出手段１３は、例えば、正方形の形状を有する集約範囲の一辺の長さＲ［ｍ］を外部から受ける。一辺の長さＲは、無線通信システム１０のシステム設計者によって決定され、システム設計者によって抽出手段１３へ入力される。なお、抽出手段１３が予め一辺の長さＲを保持するようにしてもよい。
【００４４】
抽出手段１３は、記憶手段１２に記憶された複数のモニター情報ＭＮＴ＿ｉの複数の位置情報（ｘｉ，ｙｉ）を参照して、一辺の長さがＲ［ｍ］である正方形の集約範囲内に含まれるｋ（ｋは、１≦ｋ≦ｉを満たす整数）個のモニター情報ＭＮＴ＿１〜ＭＮＴ＿ｋを記憶手段１２から読み出し、その読み出したｋ個のモニター情報ＭＮＴ＿１〜ＭＮＴ＿ｋを推定手段１４および処理手段１５へ出力する。
【００４５】
推定手段１４は、時間による受信電力ＲＳＳＩｉの変動を、雑音およびフェージング等の誤差要因に対応付けた変動特性を保持している。推定手段１４は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ＿１〜ＭＮＴ＿ｋを抽出手段１３から受け、その受けたｋ個のモニター情報ＭＮＴ＿１〜ＭＮＴ＿ｋに含まれるｋ個の受信信号ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｋが時間によって変動する誤差要因を後述する方法によって推定する。そして、推定手段１４は、その推定した誤差要因を処理手段１５へ出力する。
【００４６】
処理手段１５は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ＿１〜ＭＮＴ＿ｋを抽出手段１３から受け、誤差要因を推定手段１４から受ける。また、処理手段１５は、データ集約時間Ｔ［ｓ］、一辺の長さＲ、信頼度Ｐおよびフェージングの強さであるＫファクタＫを外部から受ける。データ集約時間Ｔ［ｓ］は、電力を推定する時間的粒度（電力を推定する時間間隔）に依存し、例えば、６０秒である。
【００４７】
処理手段１５は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ＿１〜ＭＮＴ＿ｋのうち、同じ識別情報ＩＤｉに対応付けられたｍ（ｍは、１≦ｍ＜ｋを満たす整数）個の時刻情報ｔ１〜ｔｍを検出し、その検出したｍ個の時刻情報ｔ１〜ｔｍに基づいて、識別情報ＩＤｉを有する端末装置２におけるデータ取得周期ｔ０［ｓ］（受信電力ＲＳＳＩｉ等を検出する時間間隔）を演算する。より具体的には、処理手段１５は、ｔ２−ｔ１，ｔ３−ｔ２，・・・，ｔｍ−１−ｔｍ−２，ｔｍ−ｔｍ−１を演算し、その演算したｔ２−ｔ１，ｔ３−ｔ２，・・・，ｔｍ−１−ｔｍ−２，ｔｍ−ｔｍ−１の平均値ｔａｖｅ＿ｉを演算する。処理手段１５は、平均値ｔａｖｅ＿ｉを演算する処理を全ての識別情報ＩＤｉについて実行し、識別情報ＩＤｉの個数と同じ個数を有する平均値ｔａｖｅ＿ｉの平均を演算することによってデータ取得周期ｔ０を演算する。
【００４８】
また、処理手段１５は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ＿１〜ＭＮＴ＿ｋに基づいて、識別情報ＩＤｉの個数をカウントし、そのカウントした識別情報ＩＤｉの個数を集約範囲の面積（＝Ｒ２）で除算することによって集約範囲における端末装置２の密度σ［個／ｍ２］を演算する。
【００４９】
そうすると、処理手段１５は、次式によってデータ集約範囲内におけるデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する。
【００５０】
【数１】
2019041294.tif 000003
【００５１】
処理手段１５は、集約範囲を決定する対象となる評価エリアにおけるＫファクタＫおよび誤差要因を用いて、後述する方法によって、評価エリア内で信頼度Ｐのデータを算出するのに必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを求める。
【００５２】
そして、処理手段１５は、データサンプル数Ｎ＿ａｇｇおよびサンプル数Ｎ＿Ｐを決定手段１６へ出力する。
【００５３】
決定手段１６は、データサンプル数Ｎ＿ａｇｇおよびサンプル数Ｎ＿Ｐを処理手段１５から受け、電波の電力を何メートルごとに推定するかを示す電力推定粒度Ｍ［ｍ］および許容誤差Ｐｄを外部から受ける。
【００５４】
そして、決定手段１６は、データサンプル数Ｎ＿ａｇｇおよびサンプル数Ｎ＿Ｐに基づいて、次式を満たす最小の処理範囲Ｒｆを検出する。
【００５５】
【数２】
2019041294.tif 000004
【００５６】
式（２）における処理範囲Ｒｆは、フェージングの影響を軽減可能な処理範囲である。
【００５７】
また、決定手段１６は、位置の誤差による電力推定誤差に基づいて、処理範囲Ｒｄを検出する。より具体的には、処理範囲Ｒｄと電力推定粒度Ｍの中心点をＤとすると、処理範囲Ｒｄの中心点Ｄからの位置の誤差は、（Ｒｄ−Ｄ）であり、電力推定粒度Ｍの中心点Ｄからの位置の誤差は、（Ｍ−Ｄ）である。この位置の誤差に対する電力推定誤差は、例えば、電波の自由空間伝搬損を用いると、２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ），２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ）となる。そして、２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ）と２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ）との差（２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ）−２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ））が処理範囲Ｒｄと電力推定粒度Ｍとの差による誤差になる。そこで、決定手段１６は、次式を満たす最大の処理範囲Ｒｄを検出する。
【００５８】
【数３】
2019041294.tif 000005
【００５９】
式（３）におけるＰｄは、許容誤差である。そして、Ｐｄは、設定する干渉電力のマージンに依存し、例えば、５ｄＢである。
【００６０】
即ち、決定手段１６は、差（２０ｌｏｇ（Ｒｄ−Ｄ）−２０ｌｏｇ（Ｍ−Ｄ））が許容誤差Ｐｄよりも小さくなるような最大の処理範囲Ｒｄを検出する。
【００６１】
そうすると、決定手段１６は、フェージングから計算した処理範囲Ｒｆと、位置の誤差から計算した処理範囲Ｒｄとに基づいて、次のように、最終的な集約範囲Ｒａｇｇを決定する。
【００６２】
・  Ｒｄ≧Ｒｆである場合
決定手段１６は、Ｒｆを集約範囲Ｒａｇｇとして決定する。
【００６３】
・  Ｒｄ＜Ｒｆの場合
決定手段１６は、サンプル数Ｎ＿Ｐの条件または許容誤差Ｐｄを緩和して、再度、集約範囲Ｒａｇｇを決定する。そして、サンプル数Ｎ＿Ｐの条件を緩和する場合、決定手段１６は、条件を緩和してサンプル数Ｎ＿Ｐを求めることを要求する信号Ｓｒｅｑを処理手段１５へ出力し、処理手段１５は、信号Ｓｒｅｑに応じて、条件を緩和して、後述する方法によってサンプル数Ｎ＿Ｐを求め、その求めたサンプル数Ｎ＿Ｐを決定手段１６へ出力する。そして、決定手段１６は、処理手段１５から新たに受けたサンプル数Ｎ＿Ｐを式（２）に代入して最小の処理範囲Ｒｆを検出する。また、許容誤差Ｐｄを緩和する場合、決定手段１６は、大きくした許容誤差Ｐｄを式（３）に代入して最大の処理範囲Ｒｄを検出する。
【００６４】
決定手段１６は、上述した方法によって、集約範囲Ｒａｇｇを決定すると、その決定した集約範囲Ｒａｇｇを送信手段１７へ出力する。
【００６５】
送信手段１７は、集約範囲Ｒａｇｇを決定手段１６から受け、その受けた集約範囲Ｒａｇｇを有線ケーブル４および基地局３を介して複数の端末装置２へ送信する。
【００６６】
推定手段１４における誤差要因の推定方法について説明する。図３は、時間よる受信電力ＲＳＳＩｉの変動を示す概念図である。図３を参照して、フェージングの影響を受ける伝搬環境においては、受信電力ＲＳＳＩｉは、時間によって曲線ｋ１のように変動する。
【００６７】
また、伝搬環境が雑音の影響を受ける伝搬環境である場合、受信電力ＲＳＳＩｉは、時間によって曲線ｋ１と異なるように変動する。
【００６８】
推定手段１４は、時間による受信電力ＲＳＳＩｉの変動を、雑音およびフェージング等の誤差要因に対応付けた変動特性を保持している。そして、推定手段１４は、抽出手段１３から受けた受信電力ＲＳＳＩｉの時間による変動が、どの変動特性に一致または近似するかを判定し、一致または近似する変動特性に対応する誤差要因を検出することによって、受信電力ＲＳＳＩｉが時間によって変動する誤差要因を推定する。
【００６９】
雑音およびフェージング等の誤差の分布は、正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれかになる。正規分布は、誤差要因が雑音である場合の誤差の分布であり、ライス分布およびレイリー分布は、誤差要因がフェージングである場合の誤差の分布である。そして、レイリー分布は、散乱が激しい場合の誤差の分布である。
【００７０】
そこで、この発明の実施の形態においては、電波の伝搬環境を推定し、その推定した伝搬環境に応じて、誤差要因の分布を正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれかの分布に決定し、その決定した誤差要因の分布に対応する信頼度Ｐを満たす受信電力ＲＳＳＩｉ＿ＣＦＤを検出する。
【００７１】
推定手段１４は、固定端末からの端末情報、または移動速度が最も遅い移動端末からの端末情報に基づいて、受信電力ＲＳＳＩｉの時間による変動を検出し、その検出した受信電力ＲＳＳＩｉの時間による変動に基づいて、フェージングのある伝搬環境、または雑音のある伝搬環境等の伝搬環境を推定する。
【００７２】
そして、推定手段１４は、その推定した伝搬環境に応じて、誤差要因の分布を正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれかの分布に決定し、その決定した誤差要因の分布を処理手段１５へ出力する。
【００７３】
サンプル数Ｎ＿Ｐを求める方法について説明する。図４は、誤差の種別と、要求する信頼度との関係を示す図である。図４を参照して、誤差の種別が正規分布である場合、要求する信頼度Ｐは、例えば、０．９５であり、分布点αは、０．９５の信頼度になる正規分布点である。誤差の種別がライス分布である場合、要求する信頼度Ｐは、例えば、０．９０であり、分布点βは、０．９０の信頼度になるライス分布点である。誤差の種別がレイリー分布である場合、要求する信頼度Ｐは、例えば、０．８０であり、分布点γは、０．８０の信頼度になるレイリー分布点である。
【００７４】
処理手段１５は、図４に示す誤差の種別と要求する信頼度Ｐとの対応関係を示す対応表ＴＢＬを保持している。そして、処理手段１５は、誤差要因の分布を推定手段１４から受けると、対応表ＴＢＬを参照して、その受けた誤差要因の分布に対応する信頼度Ｐを検出する。
【００７５】
その後、処理手段１５は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ１〜ＭＮＴｋに基づいて、要求する信頼度Ｐを満たす受信電力ＲＳＳＩｉ＿ＣＦＤを検出する。
【００７６】
より具体的には、処理手段１５は、次の方法によって、受信電力ＲＳＳＩｉ＿ＣＦＤを検出する。処理手段１５は、１つの端末装置２から受信した受信電力のうち、時間が異なる複数の受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎを抽出する。例えば、処理手段１５は、時間が異なる１０個の受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１０を抽出する。そして、処理手段１５は、時間が異なる１０個の受信電力を用いて、次式によってＺを算出する。
【００７７】
【数４】
2019041294.tif 000006
【００７８】
式（４）において、ｎは、標本数の大きさであり、ｅは、許容誤差範囲であり、Ｚは、信頼度Ｐとなる分布点である。Ｑは、母集団のうち、集約範囲の決定に用いる受信電力の割合である。例えば、１００個の受信電力のうち、１０個の受信電力を用いて集約範囲を推定する場合、Ｑ＝０．１である。Ｎは、母集団である。
【００７９】
図５は、標本の大きさｎと許容誤差範囲ｅとの関係を示す図である。図５においては、平均受信電力が−１００ｄＢｍであり、信頼度Ｐが０．９５である場合における標本の大きさｎと許容誤差範囲ｅとの関係を示す。
【００８０】
図５を参照して、標本の大きさｎは、例えば、１０，２０，５０，１００のいずれかからなる。許容誤差範囲ｅは、標本の大きさｎが１０である場合、例えば、１０％に設定され、標本の大きさｎが２０である場合、例えば、７％に設定され、標本の大きさｎが５０である場合、例えば、５％に設定され、標本の大きさｎが１００である場合、例えば、３％に設定される。このように、許容誤差範囲ｅは、標本の大きさｎが大きくなるに従って小さくなるように設定される。
【００８１】
標本の大きさｎが１０である場合、９５％の確率（信頼度Ｐ＝０．９５）で−１１０〜−９０ｄＢｍの範囲に真値がある。また、標本の大きさｎが１００である場合、９５％の確率（信頼度Ｐ＝０．９５）で−１０３〜−９７ｄＢｍの範囲に真値がある。
【００８２】
許容誤差範囲ｅは、標本の大きさｎが大きくなるに従って小さくなるように設定されるため、標本の大きさｎが大きくなれば、許容誤差範囲ｅが小さくなり、精度が向上する。
【００８３】
また、信頼度Ｐの分布点および許容誤差範囲ｅは、要求精度に応じて設定される。なお、標本の大きさｎが大きくならない場合、信頼度Ｐまたは許容誤差範囲ｅの制約を軽減する。標本の大きさｎが大きくならない場合、信頼度Ｐを高く設定したり、許容誤差範囲ｅを狭く設定すると、信頼度Ｐまたは許容誤差範囲ｅを満たす受信電力が無くなり、集約範囲を決定できなくなるからである。
【００８４】
図６は、許容誤差範囲と標本の大きさとの関係を示す図である。図６において、縦軸は、許容誤差範囲ｅを表し、横軸は、標本の大きさｎを表す。
【００８５】
図６を参照して、許容誤差範囲ｅと標本の大きさｎとの関係は、曲線ｋ２によって表される。その結果、許容誤差範囲ｅは、標本の大きさｎが大きくなるに従って指数関数的に減少する。曲線ｋ２は、ｅ＝３２．１１８ｎ−０．４９５の式によって表される。
【００８６】
処理手段１５は、曲線ｋ２によって表される許容誤差範囲ｅと標本の大きさｎとの関係（ｅ＝３２．１１８ｎ−０．４９５）を保持しており、サンプル数Ｎ＿Ｐの決定に用いる受信電力ＲＳＳＩｉの個数（標本の大きさ）ｎをカウントすると、そのカウントした個数ｎをｅ＝３２．１１８ｎ−０．４９５の式に代入して、個数ｎに対応する許容誤差範囲ｅを検出する。
【００８７】
Ｎは、受信電力ＲＳＳＩｉの総数であり、ｎは、時間が異なる１０個の受信電力（受信電力ＲＳＳＩｉの総数のうちの一部の受信電力の個数）であり、ｅは、図６に示す許容誤差範囲ｅと標本の大きさｎとの関係（ｅ＝３２．１１８ｎ−０．４９５）によって決定されるので、既知であり、Ｑも、既知であるので、処理手段１５は、式（４）によってＺを算出できる。
【００８８】
そして、処理手段１５は、その算出したＺが信頼度Ｐを満たすか否かを判定する。より具体的には、処理手段１５は、Ｚが信頼度Ｐを満たすとき、その受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎを正しいデータと判定し、Ｚが信頼度Ｐを満たさないとき、その受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎを正しくないデータと判定する。
【００８９】
ここで、Ｚが信頼度Ｐを満たすか否かは、誤差の分布が正規分布に従う場合、正規分布において偏差が±０．０５である範囲にＺが入るか否かによって判定される。そして、正規分布において偏差が±０．０５である範囲にＺが入るとき、Ｚが信頼度Ｐを満たすと判定され、正規分布において偏差が±０．０５である範囲にＺが入らないとき、Ｚが信頼度Ｐを満たさないと判定される。
【００９０】
処理手段１５は、受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎが正しくないデータであると判定したとき、別の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎについて、上述した方法によって、受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎが正しいデータであるか否かを判定する。
【００９１】
誤差の分布がライス分布またはレイリー分布である場合も、処理手段１５は、誤差の分布が正規分布である場合と同様にして、受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎが正しいデータであるか否かを判定する。
【００９２】
また、処理手段１５は、異なる端末装置から受信した複数の受信電力のうち、時間情報が同じである複数の受信電力を抽出し、その抽出した複数の受信電力の各々について、上述した方法によって、受信電力が正しいか否かを判定してもよい。
【００９３】
なお、処理手段１５は、受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎが時間によって変動する誤差要因を推定し、その推定した誤差要因の分布を正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれかの分布に決定し、その決定した誤差要因の分布に対応する信頼度Ｐを満たす受信電力ＲＳＳＩｉ＿ＣＦＤを検出する。
【００９４】
図７は、受信電力が正しいデータであるか否かを判定する場合の標本を示す図である。図７の（ａ）を参照して、ｎ（ｎは、２≦ｎ＜ｉを満たす整数）個の受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎは、位置（ｘ１，ｙ１）において時間情報が異なる受信電力である。
【００９５】
図７の（ｂ）を参照して、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎは、時間情報ｔ１において位置情報が異なる受信電力である。
【００９６】
ｎ個の受信電力Ｐ１〜Ｐｎを用いて受信電力が正しいデータであるか否かを判定する場合、処理手段１５は、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎの分布が正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれに該当するかを判定する。そして、処理手段１５は、正規分布に該当すると判定したとき、対応表ＴＢＬを参照して正規分布に対応する０．９５の信頼度Ｐを検出する。
【００９７】
その後、処理手段１５は、式（４）を用いてＺを算出し、その算出したＺが信頼度Ｐを満たすか否かを上述した方法によって判定する。
【００９８】
ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎの分布がライス分布またはレイリー分布である場合も、処理手段１５は、同様にして、算出したＺが信頼度Ｐを満たすか否かを上述した方法によって判定する。
【００９９】
そして、処理手段１５は、Ｚが信頼度Ｐを満たすと判定したとき、即ち、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎが正しいデータであると判定したとき、位置（ｘ１，ｙ１）における受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎを集約範囲の決定用のデータとして検出し、受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎの個数ｎをサンプル数Ｎ＿Ｐとして求める。
【０１００】
ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎを用いて受信電力が正しいデータであるか否かを判定する場合、処理手段１５は、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎの分布が正規分布、ライス分布およびレイリー分布のいずれに該当するかを判定する。そして、処理手段１５は、正規分布に該当すると判定したとき、対応表ＴＢＬを参照して正規分布に対応する０．９５の信頼度Ｐを検出する。
【０１０１】
その後、処理手段１５は、式（４）を用いてＺを算出し、その算出したＺが信頼度Ｐを満たすか否かを上述した方法によって判定する。
【０１０２】
ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎの分布がライス分布またはレイリー分布である場合も、処理手段１５は、同様にして、算出したＺが信頼度Ｐを満たすか否かを上述した方法によって判定する。
【０１０３】
そして、処理手段１５は、Ｚが信頼度Ｐを満たすと判定したとき、即ち、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎが正しいデータであると判定したとき、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎを集約範囲の決定用のデータとして検出し、受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎの個数ｎをサンプル数Ｎ＿Ｐとして求める。
【０１０４】
従って、処理手段１５は、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎを正しい１組のデータとして検出する。
【０１０５】
一方、処理手段１５は、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎが正しいデータでないと判定したとき、ｎ個の受信電力ＲＳＳＩ’１〜ＲＳＳＩ’ｎのうちの少なくとも１つが異なる別のｎ個の受信電力を検出し、その検出した別のｎ個の受信電力が正しいデータであるか否かを上述した方法によって判定する。
【０１０６】
なお、処理手段１５が上述した方法によって、サンプル数Ｎ＿Ｐを求めることは、集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタＫに基づいて、評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算することに相当する。
【０１０７】
図８は、集約範囲決定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、集約範囲を決定する動作が開始されると、処理手段１５は、評価エリアのフェージングにおけるＫファクタＫから、評価エリア内で信号度Ｐのデータを算出するのに必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを上述した方法によって演算する（ステップＳ１）。
【０１０８】
そして、処理手段１５は、上述した方法によって、各端末装置２におけるデータ取得周期ｔ０および端末装置２の密度σを演算し、その演算したデータ取得周期ｔ０および密度σと、データ集約時間Ｔと、一辺の長さＲとを式（１）に代入して、データサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する（ステップＳ２）。そうすると、処理手段１５は、その演算したサンプル数Ｎ＿Ｐおよびデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを決定手段１６へ出力する。
【０１０９】
決定手段１６は、サンプル数Ｎ＿Ｐおよびデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを処理手段１５から受ける。そして、決定手段１６は、その受けたサンプル数Ｎ＿Ｐおよびデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇに基づいて、式（２）を満たす最小の処理範囲Ｒｆを検出する。即ち、決定手段１６は、フェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆを検出する（ステップＳ３）。
【０１１０】
その後、決定手段１６は、位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲Ｒｄを式（３）を用いて求める（ステップＳ４）。
【０１１１】
そうすると、決定手段１６は、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上でないと判定されたとき、決定手段１６は、サンプル数Ｎ＿Ｐの条件または許容誤差Ｐｄを緩和する（ステップＳ６）。
【０１１２】
ステップＳ６において、サンプル数Ｎ＿Ｐの条件を緩和した場合、一連の動作は、ステップＳ１へ移行し、ステップＳ５において、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であると判定されるまで、ステップＳ１〜ステップＳ６が繰り返し実行される。
【０１１３】
一方、ステップＳ６において、許容誤差Ｐｄを緩和した場合、一連の動作は、ステップＳ４へ移行し、ステップＳ５において、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であると判定されるまで、ステップＳ４〜ステップＳ６が繰り返し実行される。
【０１１４】
そして、ステップＳ５において、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であると判定されると、決定手段１６は、処理範囲Ｒｆを最終的な集約範囲Ｒａｇｇとして決定する（ステップＳ７）。これによって、集約範囲を決定する動作が終了する。
【０１１５】
図９は、図８のステップＳ１の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、集約範囲を決定する動作が開始されると、抽出手段１３は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ１〜ＭＮＴｋを記憶手段１２から抽出し（ステップＳ１１）、その抽出したｋ個のモニター情報ＭＮＴ１〜ＭＮＴｋを推定手段１４および処理手段１５へ出力する。
【０１１６】
推定手段１４は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ１〜ＭＮＴｋを抽出手段１３から受け、その受けたｋ個のモニター情報ＭＮＴ１〜ＭＮＴｋに基づいて、上述した方法によって誤差要因の分布を推定する（ステップＳ１２）。そして、推定手段１４は、その推定した誤差要因の分布を処理手段１５へ出力する。
【０１１７】
処理手段１５は、抽出手段１３からｋ個のモニター情報ＭＮＴ１〜ＭＮＴｋを受け、推定手段１４から誤差要因の分布を受ける。そして、処理手段１５は、上述した方法によって、誤差要因の分布に対応する信頼度Ｐを検出する（ステップＳ１３）。
【０１１８】
また、処理手段１５は、ｋ個のモニター情報ＭＮＴ１〜ＭＮＴｋに含まれる複数の受信電力ＲＳＳＩｉから受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎを抽出し、その抽出した受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎの標本の大きさｎを検出する（ステップＳ１４）。
【０１１９】
そして、処理手段１５は、上述した方法によって、標本の大きさｎに対応する許容誤差範囲ｅを検出する（ステップＳ１５）。そうすると、処理手段１５は、式（４）を用いて、Ｚを演算し（ステップＳ１６）、上述した方法によって、その演算したＺが信頼度Ｐを満たすか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【０１２０】
ステップＳ１７において、Ｚが信頼度Ｐを満たさないと判定されたとき、処理手段１５は、別の受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎを抽出する（ステップＳ１８）。その後、一連の動作は、ステップＳ１２へ戻り、ステップＳ１７において、Ｚが信頼度Ｐを満たすと判定されるまで、ステップＳ１２〜ステップＳ１８が繰り返し実行される。
【０１２１】
そして、ステップＳ１７において、Ｚが信頼度Ｐを満たすと判定されると、処理手段１５は、受信電力ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩｎを正しいデータと判定し（ステップＳ１９）、標本の大きさｎをサンプル数Ｎ＿Ｐとする（ステップＳ２０）。その後、一連の動作は、図８のステップＳ２へ移行する。
【０１２２】
データ量と集約範囲との関係および電力推定誤差と集約範囲との関係についてシミュレーションを行った。シミュレーションは、次のように行われた。１０ｋｍ×１０ｋｍの範囲を評価エリアとし、その評価エリアの中心付近に波源を設置し、移動機（移動する端末装置）をランダムに配置する。移動機は、最大時速６ｋｍでランダムな方向に移動し、毎秒、位置と電力の情報を検出する。移動機は、１０秒に１回、５０ｍ以内に近接した他の移動機と通信を行ってデータを集約し、１００秒経過するごとに、集約したデータをサーバへ送信する。なお、移動機が受信する電力は、伝搬モデルとレイリーフェージングモデルとを用いて計算した。
【０１２３】
図１０は、データ量と集約範囲との関係のシミュレーション結果を示す図である。図１０において、縦軸は、データ量を表し、横軸は、集約範囲を表す。縦軸のデータ量は、集約前のデータ数に対する集約後のデータ数の割合である。また、丸は、ノード数（端末装置２の個数）が１００個であるときのデータ量と集約範囲との関係を示し、三角は、ノード数（端末装置２の個数）が２００個であるときのデータ量と集約範囲との関係を示し、菱形は、ノード数（端末装置２の個数）が５００個であるときのデータ量と集約範囲との関係を示す。
【０１２４】
図１０を参照して、データ量は、各ノード数において、集約範囲が大きくなるに従って少なくなる。しかし、集約範囲が２００［ｍ］以上では、データ量は、大きく変動せず、集約効果が鈍化する。
【０１２５】
図１１は、電力推定誤差と集約範囲との関係のシミュレーション結果を示す図である。図１１において、縦軸は、電力推定誤差を表し、横軸は、集約範囲を表す。丸は、ノード数（端末装置２の個数）が１００個であるときの電力推定誤差と集約範囲との関係を示し、三角は、ノード数（端末装置２の個数）が２００個であるときの電力推定誤差と集約範囲との関係を示し、菱形は、ノード数（端末装置２の個数）が５００個であるときの電力推定誤差と集約範囲との関係を示す。
【０１２６】
図１１を参照して、電力推定誤差は、集約範囲が大きくなると、大きくなる。しかし、電力推定誤差は、集約範囲に対して単調増加とならず、集約範囲２００［ｍ］までは、集約範囲が大きい方が小さくなる。これは、データ集約によって、フェージング等による電力の変動の影響を軽減できるためであると考えられる。
【０１２７】
従って、図１０および図１１に示すシミュレーション結果から、集約範囲が２００［ｍ］までの範囲においては、集約範囲が大きいほど、データ量が少なくなり、電力推定誤差が低減されることが分かる。
【０１２８】
図８に示すフローチャートにおいては、電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲Ｒｄが求められる（ステップＳ４参照）。これは、図１０および図１１に示すように、電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる範囲において、最大の処理範囲Ｒｄ１（またはＲｄ２）を集約範囲とすることによって、データ量が少なくなり、集約効果が得られることを示すシミュレーション結果に対応したものである。
【０１２９】
また、図８に示すフローチャートにおいては、Ｒｄ≧Ｒｆである場合、処理範囲Ｒｆを最終的な集約範囲Ｒａｇｇとして決定する（ステップＳ５およびステップＳ７参照）。これは、次の理由による。図１１に示すシミュレーション結果によれば、集約範囲が２００［ｍ］を超える範囲においては、電力推定誤差は、集約範囲（処理範囲Ｒｄ）が小さくなるほど、小さくなる。一方、処理範囲Ｒｆは、フェージングの影響を軽減可能な処理範囲であり、式（２）を満たす最小の処理範囲である。そして、フェージングの影響がデータ集約によって低減される結果、電力推定誤差が小さくなるので、処理範囲Ｒｆが大きいほど、電力推定誤差は、小さくなる。
【０１３０】
従って、
（Ａ）電力推定誤差は、処理範囲Ｒｄが小さくなるほど小さくなる。
（Ｂ）電力推定誤差は、処理範囲Ｒｆが大きいほど小さくなる。
という２つの条件（Ａ），（Ｂ）を両立させるために、Ｒｄ≧Ｒｆである場合、処理範囲Ｒｆを最終的な集約範囲Ｒａｇｇとして決定することにした。
【０１３１】
更に、図８に示すフローチャートのステップＳ５において、Ｒｄ≧Ｒｆでない場合、サンプル数Ｎ＿Ｐの条件または許容誤差Ｐｄを緩和して、ステップＳ１〜ステップＳ６またはステップＳ４〜ステップＳ６を再度実行するのは、次の理由による。サンプル数Ｎ＿Ｐの条件を緩和することは、サンプル数Ｎ＿Ｐを小さくすることになる。その結果、処理範囲Ｒｆが小さくなり、Ｒｄ≧Ｒｆの関係が成立し易くなるからである。また、許容誤差Ｐｄを緩和することは、許容誤差Ｐｄを大きくすることになる。その結果、図１１から明らかなように、処理範囲Ｒｄを大きくでき、Ｒｄ≧Ｒｆの関係が成立し易くなるからである。
【０１３２】
従って、図８に示すフローチャート（図９に示すフローチャートを含む）に従って集約範囲Ｒａｇｇを決定することによって、電力推定精度の低下を抑制して集約範囲を決定できる。
【０１３３】
集約範囲決定装置１は、集約範囲Ｒａｇｇを決定すると、その決定した集約範囲Ｒａｇｇを有線ケーブル４および基地局３を介して複数の端末装置２へ送信する。複数の端末装置２の各々は、集約範囲決定装置１から集約範囲Ｒａｇｇを受信する。そして、複数の端末装置２の各々は、一定周期ごとに１回、集約範囲Ｒａｇｇ内に入った他の端末装置と通信を行ってデータ（モニター情報ＭＮＴ）を集約し、その集約したデータ（モニター情報ＭＮＴ）をサーバへ送信する。この場合、データの集約方法は、例えば、複数のモニター情報ＭＮＴに含まれる受信電力ＲＳＳＩｉ等の各要素について平均値を演算することであるが、データの集約方法は、どのような方法であってもよい。
【０１３４】
サーバは、集約されたデータ（モニター情報ＭＮＴ）を受信し、集約されたデータ（モニター情報ＭＮＴ）に含まれる位置情報（ｘｉ，ｙｉ）および受信電力ＲＳＳＩｉに基づいて、受信電力ＲＳＳＩｉで重み付けされた位置の平均から波源位置を推定する。そして、サーバは、波源から電力値ＰＯＷ以上の点（位置情報（ｘｉ，ｙｉ）および受信電力ＲＳＳＩｉによって決定される点）を全て含む円を、電力値ＰＯＷの等電力線とする。また、サーバは、電波の自由伝搬モデルを用いて、電力値ＰＯＷの等電力線から所望の距離だけ離れた位置における電力値を演算し、所望の場所ごとの電力値を推定する。この場合、サーバは、電力推定誤差が小さくなる集約範囲Ｒａｇｇ内で集約されたデータ（モニター情報ＭＮＴ）に基づいて等電力線および所望の場所ごとの電力値を推定するので、推定された等電力線および所望の場所ごとの電力値の誤差を小さくできる。
【０１３５】
この発明の実施の形態においては、集約範囲決定装置１の動作は、ソフトウェアによって実行されてもよい。この場合、集約範囲決定装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。
【０１３６】
ＲＯＭは、図８（図９に示すフローチャートを含む）に示すプローチャートからなるプログラムＰｒｏｇ＿Ａを格納する。そして、ＣＰＵは、プログラムＰｒｏｇ＿ＡをＲＯＭから読み出し、その読み出したプログラムＰｒｏｇ＿Ａを実行して集約範囲Ｒａｇｇを決定する。ＲＡＭは、端末装置２の密度σ、データ取得周期ｔ０、サンプル数Ｎ＿Ｐおよびデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを一時的に記憶する。
【０１３７】
また、プログラムＰｒｏｇ＿Ａは、ＣＤ，ＤＶＤ等の記録媒体に記録されて流通してもよい。この場合、ＣＰＵは、装着された記録媒体からプログラムＰｒｏｇ＿Ａを読み出して実行し、集約範囲Ｒａｇｇを決定する。従って、プログラムＰｒｏｇ＿Ａを記録したＣＤ，ＤＶＤ等の記録媒体は、コンピュータ（ＣＰＵ）が読み取り可能な記録媒体である。
上記においては、集約範囲は、正方形の形状を有すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、集約範囲は、多角形（三角形、四角形および五角形等）、円形および楕円形等であってもよく、一般的には、任意の形状であってもよい。
【０１３８】
集約範囲が円形である場合、上述した一辺の長さＲに代えて、半径または直径が用いられ、集約範囲が楕円形である場合、上述した一辺の長さＲに代えて、長径または短径が用いられ、集約範囲が多角形である場合、上述した一辺の長さＲに代えて、多角形の中心から１つの頂点までの距離が用いられる。
【０１３９】
また、式（１）におけるＲ２は、集約範囲の面積であるので、式（１）においては、Ｒ２に代えて集約範囲の面積Ｓを用いてもよく、式（２）に代えて次式を用い、次式を満たす最小の面積ＳＭＩＮを求め、その求めた最小の面積ＳＭＩＮに基づいて集約範囲の大きさを示す処理範囲Ｒｆ’を求め、処理範囲Ｒｆに代えて処理範囲Ｒｆ’を用いるようにしてもよい。
【０１４０】
【数５】
2019041294.tif 000007
【０１４１】
上述した実施の形態によれば、この発明の実施の形態による集約範囲決定装置は、集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタに基づいて、評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算するとともに、端末装置の密度σ、端末装置におけるデータの取得周期ｔ０、データ集約時間Ｔおよびデータ集約範囲の面積Ｓに基づいて、データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する演算手段と、サンプル数Ｎ＿Ｐがデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇよりも小さくなる範囲において最小の処理範囲をフェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆとして決定するとともに、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとデータの処理範囲Ｒｄとの位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲をデータの処理範囲Ｒｄとして決定し、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定する決定手段とを備えていればよい。
【０１４２】
上述した演算手段と決定手段とを備えていれば、電力推定精度の低下を抑制して集約範囲を決定できるからである。
【０１４３】
また、この発明の実施の形態によるプログラムは、演算手段が、集約範囲を決定する対象となる評価エリアのフェージングにおけるＫファクタに基づいて、評価エリア内で信頼度Ｐを有するデータの算出に必要なサンプル数Ｎ＿Ｐを演算するとともに、端末装置の密度σ、端末装置におけるデータの取得周期ｔ０、データ集約時間Ｔおよびデータ集約範囲の面積Ｓに基づいて、データ集約範囲内のデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇを演算する第１のステップと、決定手段が、サンプル数Ｎ＿Ｐがデータサンプル数Ｎ＿ａｇｇよりも小さくなる範囲において最小の処理範囲をフェージングの影響を軽減可能な処理範囲Ｒｆとして決定するとともに、電波の電力を求める間隔を示す電力推定粒度Ｍとデータの処理範囲Ｒｄとの位置の誤差による電力推定誤差が許容誤差Ｐｄよりも小さくなる最大の処理範囲をデータの処理範囲Ｒｄとして決定し、処理範囲Ｒｄが処理範囲Ｒｆ以上であるとき、処理範囲Ｒｆを集約範囲として決定する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであればよい。
【０１４４】
第１および第２のステップをコンピュータに実行させれば、電力推定精度の低下を抑制して集約範囲を決定できるからである。
【０１４５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
この発明は、集約範囲決定装置、コンピュータに実行させるためのプログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用される。
【符号の説明】
【０１４７】
１  集約範囲決定装置、２  端末装置、３  基地局、４  有線ケーブル、１０  無線通信システム、１１  受信手段、１２  記憶手段、１３  抽出手段、１４  演算手段、１５  決定手段、１６  送信手段。
【図１】
2019041294.tif 000008
【図２】
2019041294.tif 000009
【図３】
2019041294.tif 000010
【図４】
2019041294.tif 000011
【図５】
2019041294.tif 000012
【図６】
2019041294.tif 000013
【図７】
2019041294.tif 000014
【図８】
2019041294.tif 000015
【図９】
2019041294.tif 000016
【図１０】
2019041294.tif 000017
【図１１】
2019041294.tif 000018