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JP2021119332A - Radio signal generation location estimation method - Google Patents

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JP2021119332A
JP2021119332A JP2020013371A JP2020013371A JP2021119332A JP 2021119332 A JP2021119332 A JP 2021119332A JP 2020013371 A JP2020013371 A JP 2020013371A JP 2020013371 A JP2020013371 A JP 2020013371A JP 2021119332 A JP2021119332 A JP 2021119332A
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Japan
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radio signal
receivers
receiver
straight line
difference
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JP2020013371A
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Japanese (ja)
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育男 山下
Ikuo Yamashita
育男 山下
泰弘 金岡
Yasuhiro Kaneoka
泰弘 金岡
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Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
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Abstract

To provide a method and system for estimating a radio signal generation location by a simpler configuration.SOLUTION: An interference source location estimation system 100 comprises: receivers 10A to 10D that receive an interference signal, and measure reception strength of the interference signal; and an interference source location estimation device 20. Three receivers of the receivers 10A to 10D are arranged on the same linear line. One receiver is arranged in a location off the linear line. The interference source location estimation device 20 is configured to receive data indicative of reception strength of the interference signal and reception time thereof from each of the receivers 10A to 10D, and estimate a generation location of the interference signal. The interference source location estimation device 20 is configured to estimate a distance difference corresponding to a difference between distances to two receivers from the generation location of the interference signal, from an attenuation characteristic of the interference signal on the basis of the location of each receiver and the data from each receiver. The interference source location estimation device 20 is configured to calculate at least three curves in which the distance difference stays fixed, and estimate a location where the at least three curves are convergent as the generation location of the interference signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、無線信号発生位置を推定するための方法およびシステムに関する。 The present invention relates to methods and systems for estimating radio signal generation positions.

無線システムでは、送受信に使用する電波の周波数と重なる周波数を含む電磁波を、干渉信号として受信することがある。干渉信号によって無線システムの動作に影響が生じる可能性があり、影響が深刻な場合には、干渉信号を検出して対策を行う必要がある。これに向けて干渉信号の発生位置を推定する方法がこれまでに提案されている。 In a wireless system, an electromagnetic wave including a frequency that overlaps with the frequency of a radio wave used for transmission / reception may be received as an interference signal. The interference signal may affect the operation of the wireless system, and if the effect is serious, it is necessary to detect the interference signal and take countermeasures. To this end, a method of estimating the generation position of the interference signal has been proposed so far.

たとえば特開2016−17887号公報(特許文献1)に開示された方法では、信号の周波数をベースとして干渉の発生源の絶対位置が推定される。特開2015−73242号公報(特許文献2)は、干渉源の位置の推定のための別の方法を開示する。この方法では、一対の無線機のうちデータの再送信に伴う重複受信の回数の多い無線機よりも重複受信の回数の少ない無線機の近くに干渉源が位置するものと推定する。 For example, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-17887 (Patent Document 1), the absolute position of the source of interference is estimated based on the frequency of the signal. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-732242 (Patent Document 2) discloses another method for estimating the position of an interference source. In this method, it is presumed that the interference source is located closer to the radio that has a smaller number of duplicate receptions than the radio that has a larger number of duplicate receptions due to data retransmission among the pair of radios.

上記の方法以外にも、たとえばマルチビームアンテナを用いて干渉源の位置を推定する方法がある。このような推定方法は、たとえば特開2009−236707号公報(特許文献3)、特開2009−206889号公報(特許文献4)、特開2008−216084号公報(特許文献5)に開示されている。 In addition to the above method, there is a method of estimating the position of the interference source using, for example, a multi-beam antenna. Such an estimation method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-236707 (Patent Document 3), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-206888 (Patent Document 4), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-216884 (Patent Document 5). There is.

特開2016−17887号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-17887 特開2015−73242号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-732242 特開2009−236707号公報JP-A-2009-236707 特開2009−206889号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-206889 特開2008−216084号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-216084

特開2016−17887号公報(特許文献1)に開示された方法では、1.5GHz帯および11GHz帯の信号を利用して所定の演算を実行する。しかし、低周波数帯では、上記演算の精度が下がるため、干渉源の位置を正確に推定するのが難しくなると想定される。 In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-17887 (Patent Document 1), a predetermined calculation is executed using signals in the 1.5 GHz band and the 11 GHz band. However, in the low frequency band, the accuracy of the above calculation decreases, and it is assumed that it becomes difficult to accurately estimate the position of the interference source.

特開2015−73242号公報(特許文献2)に開示された方法では、局数が少ない場合には、干渉源の位置を正確に推定することが難しい。言い換えると、この方法を実行するためには、多くの局を設置する必要がある。 With the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-732242 (Patent Document 2), it is difficult to accurately estimate the position of the interference source when the number of stations is small. In other words, many stations need to be set up to implement this method.

特開2009−236707号公報(特許文献3)、特開2009−206889号公報(特許文献4)、特開2008−216084号公報(特許文献5)に開示されたような推定方法の場合、低い周波数ではアンテナを大型化しなければならない。このため、低周波数帯ではマルチビームアンテナを用いた推定方法を実施するのは容易ではない。 It is low in the case of the estimation method as disclosed in JP-A-2009-236707 (Patent Document 3), JP-A-2009-206888 (Patent Document 4), and JP-A-2008-216884 (Patent Document 5). In terms of frequency, the antenna must be large. Therefore, it is not easy to carry out an estimation method using a multi-beam antenna in a low frequency band.

本発明は、より簡易な構成で無線信号発生位置を推定するための方法およびシステムを提供することである。 The present invention provides a method and a system for estimating a radio signal generation position with a simpler configuration.

本発明は、ある局面では、無線信号の発生位置の推定方法であって、無線信号を受信するための少なくとも4つの受信機を配置するステップを備える。少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも3つの受信機は同一の直線上に配置され、少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも1つの受信機は、直線から外れた位置に配置される。推定方法は、少なくとも4つの受信機の各々が、無線信号を受信して、無線信号の受信時刻および受信強度を示すデータを推定装置に送信するステップと、推定装置が、各受信機の位置と、各受信機からのデータとに基づき、無線信号の減衰特性から、無線信号の発生位置から2つの受信機の各々までの距離の差に相当する距離差を推定するステップと、推定装置が、距離差が一定となる曲線を少なくとも3つ計算して、少なくとも3つの曲線同士が集まる位置を無線信号の発生位置に推定するステップとを備える。 The present invention, in one aspect, is a method of estimating the location of a radio signal, comprising arranging at least four receivers for receiving the radio signal. At least three of the at least four receivers are located on the same straight line, and at least one of the at least four receivers is located off the straight line. The estimation method includes a step in which each of at least four receivers receives a radio signal and transmits data indicating the reception time and reception strength of the radio signal to the estimation device, and the estimation device determines the position of each receiver. Based on the data from each receiver, the step of estimating the distance difference corresponding to the difference in distance from the position where the radio signal is generated to each of the two receivers from the attenuation characteristics of the radio signal, and the estimation device It includes a step of calculating at least three curves having a constant distance difference and estimating a position where at least three curves gather at a position where a radio signal is generated.

好ましくは、距離差を推定するステップは、直線上に配置された受信機における受信強度と、受信機との位置に基づいて、無線信号の減衰特性を求めるステップと、減衰特性に基づいて、少なくとも4つの受信機のうちの2つの受信機の間における、同一時刻での受信強度の差を、距離差に変換するステップとを含む。 Preferably, the step of estimating the distance difference is at least the step of obtaining the attenuation characteristic of the radio signal based on the reception intensity in the receiver arranged on the straight line and the position with the receiver, and the step of estimating the attenuation characteristic. It includes a step of converting the difference in reception intensity at the same time between two of the four receivers into a distance difference.

好ましくは、距離差を推定するステップは、無線信号の減衰特性を、直線上の無線信号の減衰特性と比較することによって、直線に対する無線信号の到来方向のなす角度を求めるステップと、直線上の受信機における受信強度と、直線から外れた位置にある受信機における受信強度とを比較して、角度の符号を定めるステップと、無線信号の推定された到来方向に基づいて、各受信機の間における受信強度の差を予想するステップと、受信強度の差の予想値と受信強度の差の実測値との比較に基づいて、実測値が妥当かどうかを判定するステップと、妥当と判断された実測値が得られた受信機を妥当な測定点として抽出するステップとを含む。 Preferably, the step of estimating the distance difference is the step of determining the angle formed by the arrival direction of the radio signal with respect to the straight line by comparing the attenuation characteristic of the radio signal with the attenuation characteristic of the radio signal on the straight line, and the step on the straight line. Between each receiver based on the step of determining the sign of the angle by comparing the reception strength at the receiver with the reception strength at the receiver located off the straight line and the estimated arrival direction of the radio signal. Based on the comparison between the expected value of the difference in reception intensity and the measured value of the difference in reception intensity, the step of determining whether or not the measured value is appropriate, and the step of determining whether it is appropriate It includes a step of extracting the receiver from which the measured value is obtained as a reasonable measurement point.

好ましくは、受信強度を測定するステップは、少なくとも4つの受信機のうち少なくとも2つの受信機において、受信強度を同時に測定するステップを含み、少なくとも2つの受信機のうちの1つは、受信強度の基準を与える基準点に定められる。 Preferably, the step of measuring the reception intensity includes the step of simultaneously measuring the reception intensity in at least two of the four receivers, and one of the at least two receivers is of the reception intensity. It is set as a reference point that gives a standard.

本発明のある局面に係る無線信号の発生位置の推定システムは、無線信号を受信して、無線信号の受信強度を測定する少なくとも4つの受信機を備える。少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも3つの受信機は同一の直線上に配置され、少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも1つの受信機は、直線から外れた位置に配置される。推定システムは、少なくとも4つの受信機の各々から、無線信号の受信時刻および受信強度を示すデータを受信して、無線信号の発生位置を推定する推定装置をさらに備える。推定装置は、各受信機の位置と、各受信機からのデータとに基づき、無線信号の減衰特性から、無線信号の発生位置から2つの受信機の各々までの距離の差に相当する距離差を推定し、距離差が一定となる曲線を少なくとも3つ計算し、少なくとも3つの曲線同士が集まる位置を無線信号の発生位置に推定する、ように構成される。 The system for estimating the generation position of a radio signal according to a certain aspect of the present invention includes at least four receivers that receive the radio signal and measure the reception strength of the radio signal. At least three of the at least four receivers are located on the same straight line, and at least one of the at least four receivers is located off the straight line. The estimation system further includes an estimation device that estimates the generation position of the radio signal by receiving data indicating the reception time and reception intensity of the radio signal from each of at least four receivers. The estimation device is based on the position of each receiver and the data from each receiver, and from the attenuation characteristics of the radio signal, the distance difference corresponding to the difference in the distance from the position where the radio signal is generated to each of the two receivers. Is estimated, at least three curves with a constant distance difference are calculated, and the position where at least the three curves gather is estimated as the position where the radio signal is generated.

本発明によれば、より簡易な構成で無線信号発生位置を推定することができる。 According to the present invention, the radio signal generation position can be estimated with a simpler configuration.

本発明の一実施形態に従う無線信号の発生位置の推定方法を実現するための構成を示した図である。It is a figure which showed the structure for realizing the method of estimating the generation position of a radio signal according to one Embodiment of this invention. 本実施の形態に係る干渉源位置推定システムに用いられる受信機および干渉源位置推定装置の構成を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the structure of the receiver and the interference source position estimation apparatus used in the interference source position estimation system which concerns on this embodiment. 測定点の配置例を示した図である。It is a figure which showed the arrangement example of the measurement point. 複数地点での受信強度の測定結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the measurement result of the reception intensity at a plurality of points. 複数の測定点における測定のタイミングを例示した図である。It is a figure which illustrated the timing of measurement at a plurality of measurement points. 実環境で測定された受信電力と距離との間の関係を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the relationship between the received power measured in the real environment, and the distance. 干渉波の到来方向と測定点における受信強度との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the arrival direction of an interference wave, and the reception intensity at a measurement point. 干渉波の到来方向を絞り込むための方法を説明する図である。It is a figure explaining the method for narrowing down the arrival direction of an interference wave. 妥当な測定点の抽出を説明した模式図である。It is a schematic diagram explaining the extraction of a reasonable measurement point. 干渉源に対する測定点の距離の差を表現した図である。It is the figure which expressed the difference of the distance of the measurement point with respect to the interference source. 干渉源の位置の推定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the estimation of the position of an interference source. 本実施の形態に係る干渉源の推定方法を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the estimation method of the interference source which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。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り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

<干渉源位置の推定のための構成>
図1は、本発明の一実施形態に従う無線信号の発生位置の推定方法を実現するための構成を示した図である。図1において、センサ1は、測定データ(データ信号)を無線により送信する。センサ1の種類は特に限定されないが、たとえばテレメータシステムに用いられる観測局装置であってもよい。観測局装置の種類は特に限定されず、たとえば、水位計、雨量計、気象観測装置、大気環境計測装置などであってもよい。
<Configuration for estimating the position of the interference source>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration for realizing a method of estimating a generation position of a radio signal according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the sensor 1 wirelessly transmits measurement data (data signal). The type of the sensor 1 is not particularly limited, but may be, for example, an observation station device used in a telemeter system. The type of the observation station device is not particularly limited, and may be, for example, a water level gauge, a rain gauge, a meteorological observation device, an atmospheric environment measurement device, or the like.

センサ1がデータ伝送に利用する無線システムの周波数と重なる周波数を含む電磁波を発する機器が存在する場合、その電磁波によって、センサ1に対する電波干渉が生じる可能性がある。図1では、センサ1に対して電波干渉を生じさせる機器を干渉源50と表す。干渉源50から発生する無線信号(干渉波)によって電波干渉が生じた場合、たとえばセンサ1からのデータ信号の送信が断続的に途絶えることが懸念される。センサ1からのデータ信号の送信が途絶えることによって、データ信号を受信する側では、ある時刻における測定データが欠落する。 If there is a device that emits an electromagnetic wave including a frequency that overlaps with the frequency of the wireless system used by the sensor 1 for data transmission, the electromagnetic wave may cause radio wave interference with the sensor 1. In FIG. 1, a device that causes radio wave interference with the sensor 1 is represented as an interference source 50. When radio wave interference is caused by a radio signal (interference wave) generated from the interference source 50, for example, there is a concern that the transmission of the data signal from the sensor 1 may be interrupted intermittently. When the transmission of the data signal from the sensor 1 is interrupted, the measurement data at a certain time is lost on the side receiving the data signal.

このような問題を防ぐために、本実施の形態では、干渉源位置推定システム100によって、干渉源50の位置、すなわち無線信号の発生位置を推定する。干渉源位置推定システム100は、受信機10A,10B,10C,10Dと、干渉源位置推定装置20とを含む。受信機10A,10B,10C,10Dは、干渉信号を受信するための受信機である。干渉源位置推定装置20は、受信機10A〜10Dでの干渉信号の受信時刻および受信強度に基づいて干渉源50の位置を推定する。 In order to prevent such a problem, in the present embodiment, the position of the interference source 50, that is, the position where the radio signal is generated is estimated by the interference source position estimation system 100. The interference source position estimation system 100 includes receivers 10A, 10B, 10C, 10D and an interference source position estimation device 20. The receivers 10A, 10B, 10C, and 10D are receivers for receiving the interference signal. The interference source position estimation device 20 estimates the position of the interference source 50 based on the reception time and reception intensity of the interference signal at the receivers 10A to 10D.

干渉が低い頻度かつ不規則に発生する場合には、干渉源50の位置の推定は容易ではない。本実施の形態では、複数の受信機を設置する。これにより、干渉源50の位置を推定しやすくすることができる。より具体的には、本実施の形態では、干渉源50の位置の推定のために、少なくとも4つの受信機が用いられる。この理由については後述する。 When the interference occurs infrequently and irregularly, it is not easy to estimate the position of the interference source 50. In this embodiment, a plurality of receivers are installed. This makes it easier to estimate the position of the interference source 50. More specifically, in this embodiment, at least four receivers are used to estimate the location of the interference source 50. The reason for this will be described later.

一例として、データ信号の周波数帯はVHF(Very High Frequency)帯である。したがって、干渉源50もVHF帯の電波を発生させる。しかし、この周波数帯は、本発明の範囲を限定するものではない。データ信号および干渉信号の周波数帯がVHF帯以外の周波数帯であっても、干渉源位置推定システム100は、干渉源の位置を推定するために用いることができる。また、干渉源50の種類も特に限定されるものではない。 As an example, the frequency band of the data signal is the VHF (Very High Frequency) band. Therefore, the interference source 50 also generates radio waves in the VHF band. However, this frequency band does not limit the scope of the present invention. Even if the frequency band of the data signal and the interference signal is a frequency band other than the VHF band, the interference source position estimation system 100 can be used to estimate the position of the interference source. Further, the type of the interference source 50 is not particularly limited.

図2は、本実施の形態に係る干渉源位置推定システム100に用いられる受信機および干渉源位置推定装置の構成を示したブロック図である。図1に示した受信機10A〜10Dはいずれも同じ構成を有する。したがって、図2において、受信機10A〜10Dを総括して、受信機10と表す。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a receiver and an interference source position estimation device used in the interference source position estimation system 100 according to the present embodiment. The receivers 10A to 10D shown in FIG. 1 all have the same configuration. Therefore, in FIG. 2, the receivers 10A to 10D are collectively referred to as the receiver 10.

受信機10は、アンテナ11と、AD変換器(ADC)12と、データロガー14とを備える。 The receiver 10 includes an antenna 11, an AD converter (ADC) 12, and a data logger 14.

アンテナ11は、干渉波を受信するためのアンテナである。アンテナ11は、無指向性アンテナであれば、その種類は限定されない。一例として、たとえばディスコーンアンテナをアンテナ11に適用することができる。ディスコーンアンテナは、使用可能な周波数範囲が広く高感度であるという特徴を有する点において、本実施の形態に好適に適用できる。 The antenna 11 is an antenna for receiving an interference wave. The type of the antenna 11 is not limited as long as it is an omnidirectional antenna. As an example, for example, a discone antenna can be applied to the antenna 11. The discone antenna is suitably applicable to the present embodiment in that it has a wide usable frequency range and high sensitivity.

AD変換器12は、アンテナ11からの受信信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換する。一例として、AD変換器12には、無線通信信号用のAD変換器を適用できる。 The AD converter 12 converts the received signal (analog signal) from the antenna 11 into a digital signal. As an example, an AD converter for a wireless communication signal can be applied to the AD converter 12.

データロガー14は、データ記録およびデータ転送機能を担う装置であり、PC(パーソナルコンピュータ)により実現可能である。データロガー14は、演算部15と、記憶部16と、通信部17とを含む。 The data logger 14 is a device that has a data recording and data transfer function, and can be realized by a PC (personal computer). The data logger 14 includes a calculation unit 15, a storage unit 16, and a communication unit 17.

演算部15は、AD変換器12から出力されたデジタルデータを受信する。これにより、演算部15は、受信強度と、受信時刻とを関連付けることができる。記憶部16は、干渉波の受信時刻と受信強度とをログデータとして不揮発的に記憶する。 The calculation unit 15 receives the digital data output from the AD converter 12. As a result, the calculation unit 15 can associate the reception intensity with the reception time. The storage unit 16 non-volatilely stores the reception time and reception intensity of the interference wave as log data.

通信部17は、記憶部16に記憶された受信時刻および受信強度のデータ(ログデータ)を、通信ネットワーク30を通じて、干渉源位置推定装置20に送信する。通信部17は、無線通信を利用してデータを送信してもよい。したがって、通信ネットワーク30は、たとえば携帯電話の通信回線を利用してもよい。 The communication unit 17 transmits the reception time and reception intensity data (log data) stored in the storage unit 16 to the interference source position estimation device 20 through the communication network 30. The communication unit 17 may transmit data using wireless communication. Therefore, the communication network 30 may use, for example, the communication line of a mobile phone.

なお、受信機10(特にAD変換器12およびデータロガー14)は、小型、軽量であることが好ましい。これにより受信機の設置作業に要する負担を低減できるとともに、受信機10の設置場所に対する制約を小さくすることができる。 The receiver 10 (particularly the AD converter 12 and the data logger 14) is preferably small and lightweight. As a result, the burden required for the installation work of the receiver can be reduced, and the restriction on the installation location of the receiver 10 can be reduced.

干渉源位置推定装置20は、コンピュータにより実現可能であり、通信部22および位置推定部24を含む。通信部22は、通信ネットワーク30を通じて、各受信機から、干渉波の受信時刻および受信強度のデータを受信する。通信部22は、たとえば無線によって、通信ネットワーク30に接続される。位置推定部24は、各受信機からのデータを用いて干渉源の位置を推定する。 The interference source position estimation device 20 can be realized by a computer and includes a communication unit 22 and a position estimation unit 24. The communication unit 22 receives data on the reception time and reception intensity of the interference wave from each receiver through the communication network 30. The communication unit 22 is connected to the communication network 30 by, for example, wirelessly. The position estimation unit 24 estimates the position of the interference source using the data from each receiver.

<測定点の配置>
以下では、干渉波を測定する位置を「測定点」と呼ぶ。測定点の位置は、受信機の位置(特にアンテナの設置位置)に相当する。
<Arrangement of measurement points>
Hereinafter, the position where the interference wave is measured is referred to as a “measurement point”. The position of the measurement point corresponds to the position of the receiver (particularly the installation position of the antenna).

図3は、測定点の配置例を示した図である。図3に示すように、本実施の形態では、測定点の数は少なくとも4つである。少なくとも4つの測定点のうち、少なくとも3つの測定点が同一の直線上に配置される。少なくとも1つの測定点が、その直線から外れた位置にある。測定点同士は、受信強度に有意な差を生じさせる距離だけ互いに離されて配置される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of arrangement of measurement points. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the number of measurement points is at least four. Of at least four measurement points, at least three measurement points are arranged on the same straight line. At least one measurement point is off the straight line. The measurement points are arranged apart from each other by a distance that causes a significant difference in reception intensity.

図3(a)は、測定点の数が4つの例を示した図である。測定点5A,5B,5Cが直線L上に配置され、測定点5Dは、直線L上から外れた位置にある。図3(b)は、測定点の数が5つの例を示した図である。測定点5A,5B,5Cが直線L上に配置され、測定点5D,5Eは、直線L上から外れた位置にある。測定点5D,5Eは、直線Lを挟んで互いに反対の側に位置する。 FIG. 3A is a diagram showing an example in which the number of measurement points is four. The measurement points 5A, 5B, and 5C are arranged on the straight line L, and the measurement points 5D are located off the straight line L. FIG. 3B is a diagram showing an example in which the number of measurement points is five. The measurement points 5A, 5B, and 5C are arranged on the straight line L, and the measurement points 5D and 5E are located off the straight line L. The measurement points 5D and 5E are located on opposite sides of the straight line L.

少なくとも3つの測定点を厳密な直線上に配置することは、実際には容易ではない。したがって、少なくとも3つの測定点が直線上にあるかどうかは、その線と測定点との間の距離が所定範囲内にあるかどうかによって判断してもよい。 Placing at least three measurement points on an exact straight line is not really easy. Therefore, whether or not at least three measurement points are on a straight line may be determined by whether or not the distance between the line and the measurement points is within a predetermined range.

各測定点では、受信機により、無線環境測定が行われる。具体的には、受信機は、一定時間(短時間でよい)、受信電力のピーク保持測定を繰り返す。受信機は、測定ごとに測定時刻のタイムスタンプを受信電力のピーク値に関連付けたログを生成して、当該ログを記憶部に記憶させる。 At each measurement point, the receiver makes a wireless environment measurement. Specifically, the receiver repeats the peak holding measurement of the received power for a certain period of time (may be a short time). The receiver generates a log in which the time stamp of the measurement time is associated with the peak value of the received power for each measurement, and stores the log in the storage unit.

<受信強度の測定>
図4は、複数地点での受信強度の測定結果を示す模式図である。各受信機では、測定の時刻とスペクトルとが記録される。複数の地点で受信強度を測定することにより、同一の干渉波の受信レベルに差が生じる。したがって、この受信レベルの差を検出することができる。
<Measurement of reception strength>
FIG. 4 is a schematic diagram showing the measurement results of the reception intensity at a plurality of points. At each receiver, the time of measurement and the spectrum are recorded. By measuring the reception intensity at a plurality of points, the reception level of the same interference wave is different. Therefore, this difference in reception level can be detected.

図4(a)および図4(b)に、異なる2つの測定点(測定点1および測定点2と表す)における受信電力の模式的なスペクトルをそれぞれ示す。たとえば干渉源位置推定装置20が各受信機の受信データを収集し、それに対してFFT(高速フーリエ変換)を実行することにより、受信電力の周波数スペクトルを得ることができる。各受信機10においてFFTを実行して受信電力の周波数スペクトルを得て、その結果を干渉源位置推定装置20が収集する方法でもよい。干渉源位置推定装置20は、周波数スペクトルによって、干渉波と他の信号(たとえば図1に示すデータ信号)とを区別できる。これにより、干渉源位置推定装置20は、各受信機が受信した干渉波の受信電力を抽出できる。 4 (a) and 4 (b) show schematic spectra of received power at two different measurement points (represented as measurement point 1 and measurement point 2), respectively. For example, the interference source position estimation device 20 collects the received data of each receiver and executes FFT (Fast Fourier Transform) on the received data, so that the frequency spectrum of the received power can be obtained. The FFT may be executed in each receiver 10 to obtain the frequency spectrum of the received power, and the result may be collected by the interference source position estimation device 20. The interference source position estimation device 20 can distinguish an interference wave from another signal (for example, a data signal shown in FIG. 1) by a frequency spectrum. As a result, the interference source position estimation device 20 can extract the received power of the interference wave received by each receiver.

受信電力の強度の測定においては基準点(1地点)を定め、基準点および、他の測定点を含む少なくとも2地点で同時測定を行うことが好ましい。 In measuring the intensity of received power, it is preferable to set a reference point (1 point) and perform simultaneous measurement at at least 2 points including the reference point and other measurement points.

図5は、複数の測定点における測定のタイミングを例示した図である。図5に示すように、たとえば測定点5Aを基準点に定める。基準点では受信電力が常時計測される。基準点以外の測定点と基準点との間では、基準点での受信レベルを参照値とした受信レベルの相対的な差がわかる。したがって、測定点5B,5C,5Dでの測定は、それぞれ別の日に行われてもよい。全部の測定点で受信電力を同時に測定しなくても、受信レベルの相対差を利用することによって、同一時刻での各測定点での受信レベルを得ることができる。 FIG. 5 is a diagram illustrating measurement timings at a plurality of measurement points. As shown in FIG. 5, for example, a measurement point 5A is set as a reference point. Received power is constantly measured at the reference point. Between the measurement points other than the reference point and the reference point, the relative difference in the reception level with the reception level at the reference point as the reference value can be found. Therefore, the measurements at the measurement points 5B, 5C, and 5D may be performed on different days. Even if the reception power is not measured at all the measurement points at the same time, the reception level at each measurement point at the same time can be obtained by using the relative difference of the reception levels.

<無線信号の減衰>
一般に、距離と電波強度の関係は、フリス(Friis)の伝達公式で記述される。フリス(Friis)の伝達公式は、一般に以下の式のように近似することができる。ここでLBは空間伝搬損失であり、λは波長であり、Dは距離であり、nは空間伝搬係数(伝達係数)である。

Figure 2021119332

空間伝搬係数nは無次元数である。n=2.0では、上記式は障害物のない理想空間での伝搬を表す。n<2.0であれば、上記式は、電波が反射しながら伝達するモデル(導波管など)を表し、n>2.0であれば、上記式は電波が障害物に吸収されて減衰しながら伝搬することを表わす。 <Attenuation of wireless signal>
In general, the relationship between distance and signal strength is described by the Friis transmission formula. Friis's transmission formula can generally be approximated by the following equation. Here L B is the spatial path loss, lambda is the wavelength, D is distance, n represents a spatial propagation coefficients (transmission coefficient).
Figure 2021119332

The spatial propagation coefficient n is a dimensionless number. At n = 2.0, the above equation represents propagation in an unobstructed ideal space. If n <2.0, the above equation represents a model (waveguide, etc.) that transmits radio waves while reflecting, and if n> 2.0, the above equation expresses that radio waves are absorbed by obstacles. Indicates that it propagates while decaying.

図6は、実環境で測定された受信電力と距離との間の関係を示した模式図である。図6に示すように、信号減衰(遠方)をデジベル(dB)換算すると、信号源の直近でなければ、グラフ上では、受信電力(単位:dB)は距離の対数に対して変化する直線と見なして表現することができる。直線の傾きDoは周波数に応じて定まるが、この周波数は、干渉波の周波数スペクトルに基づいて決定された値である。したがってDoは、上記式および周波数から求められる既知の値である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the received power measured in the actual environment and the distance. As shown in FIG. 6, when the signal attenuation (far) is converted into decibels (dB), the received power (unit: dB) is a straight line that changes with respect to the logarithmic distance on the graph unless it is in the immediate vicinity of the signal source. It can be regarded and expressed. The slope Do of the straight line is determined according to the frequency, and this frequency is a value determined based on the frequency spectrum of the interference wave. Therefore, Do is a known value obtained from the above formula and frequency.

図6において、直線上の点は、受信結果が良好であったことを表す。一方、遮蔽などの影響を受けた場合、受信結果を表す点は、直線よりも下に外れる。 In FIG. 6, the points on the straight line indicate that the reception result was good. On the other hand, when affected by shielding or the like, the point representing the reception result deviates below the straight line.

<干渉波の到来方向の推定>
図7は、干渉波の到来方向と測定点における受信強度との関係を説明するための図である。図7(a)に示すように、測定点5A,5B,5Cの位置は、それぞれ直線L上の地点a,b,cである。
<Estimation of the direction of arrival of the interference wave>
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the arrival direction of the interference wave and the reception intensity at the measurement point. As shown in FIG. 7A, the positions of the measurement points 5A, 5B, and 5C are the points a, b, and c on the straight line L, respectively.

図6に示されるように、測定点5A,5B,5Cにおける受信電力の強度(単位:dB)は、減衰特性に従い、基準点からの距離の対数に対して直線的に変化する。したがって図7(b)に示されるように、本実施の形態では、基準点の受信レベルに対する他の測定点の受信レベル差、および基準点からの距離に基づいて減衰特性を求める。さらに、その減衰特性を表す直線の傾きDを算出する。 As shown in FIG. 6, the intensity (unit: dB) of the received power at the measurement points 5A, 5B, and 5C changes linearly with respect to the logarithm of the distance from the reference point according to the attenuation characteristics. Therefore, as shown in FIG. 7B, in the present embodiment, the attenuation characteristic is obtained based on the reception level difference of another measurement point with respect to the reception level of the reference point and the distance from the reference point. Further, the slope D of a straight line representing the damping characteristic is calculated.

減衰特性を表す直線の傾きDは、干渉波の到来方向が直線Lに対してなす角度θに依存する。傾きDと傾きDoとの大小関係により、干渉源の方向は次のようになる。 The slope D of the straight line representing the attenuation characteristic depends on the angle θ formed by the arrival direction of the interference wave with respect to the straight line L. The direction of the interference source is as follows depending on the magnitude relationship between the inclination D and the inclination Do.

D≒Doの場合、θ=0である。つまり干渉源は直線Lの延長方向にある。 When D≈Do, θ = 0. That is, the interference source is in the extension direction of the straight line L.

D<Doの場合、干渉源は直線Lに対してθ=arccos(D/Do)の方向にある。 When D <Do, the interference source is in the direction of θ = arccos (D / Do) with respect to the straight line L.

D≒0の場合、干渉源は直線Lに対してθ=90°の方向にある。 When D≈0, the interference source is in the direction of θ = 90 ° with respect to the straight line L.

図7(b)に示したグラフにおいて、受信レベルの差が直線で表されず、中央が大きくなる場合には、干渉源は、地点bの近く(すなわち測定点5Bの近く)に位置すると推定される。 In the graph shown in FIG. 7B, if the difference in reception level is not represented by a straight line and the center becomes large, it is estimated that the interference source is located near the point b (that is, near the measurement point 5B). Will be done.

なお、図7(a)では、干渉波は直線Lに対して紙面右側から到来するように示される。しかし、干渉波は逆の側(直線Lに対して紙面左側)から到来する可能性もある。したがって干渉源の位置を推定するためには、干渉波が直線Lに対して左右のどちらの側から到来するかを特定する必要がある。角度θの符号を決定することで干渉波が直線Lに対して左右のどちらの側から到来するかを特定することができる。以下の説明では、角度θの符号が正である場合、直線Lに対して右側の方向から干渉波が到来するものと定義する。 In FIG. 7A, the interference wave is shown to arrive from the right side of the paper surface with respect to the straight line L. However, the interference wave may come from the opposite side (left side of the paper surface with respect to the straight line L). Therefore, in order to estimate the position of the interference source, it is necessary to specify from which side the interference wave comes from the left or right side with respect to the straight line L. By determining the sign of the angle θ, it is possible to specify from which side the interference wave comes from the left or right side with respect to the straight line L. In the following description, when the sign of the angle θ is positive, it is defined that the interference wave arrives from the direction on the right side of the straight line L.

図8は、干渉波の到来方向を絞り込むための方法を説明する図である。図8に示すように、測定点5A,5B,5Cが、それぞれ直線L上の地点a,b,cに位置し、測定点5Dが直線L上から外れた地点dに位置する。 FIG. 8 is a diagram illustrating a method for narrowing down the arrival direction of the interference wave. As shown in FIG. 8, the measurement points 5A, 5B, and 5C are located at points a, b, and c on the straight line L, respectively, and the measurement points 5D are located at points d off the straight line L.

直線L上の地点(たとえば地点b)における受信強度と、直線L上にない地点dにおける受信強度とが比較される。地点bの受信強度よりも地点dにおける受信強度が大きい場合、干渉波は測定点5Dの側(すなわち直線Lに対して紙面右側)から到来と推定される。すなわちθ>0(図8では「+θ」と表記)である。逆に、地点bの受信強度よりも地点dにおける受信強度が小さい場合、干渉波は直線Lに対して測定点5Dと反対の側(すなわち直線Lに対して紙面左側)から到来と推定される。すなわちθ<0(図8では「−θ」と表記)である。 The reception intensity at a point on the straight line L (for example, point b) is compared with the reception intensity at a point d not on the straight line L. When the reception intensity at the point d is larger than the reception intensity at the point b, it is estimated that the interference wave arrives from the side of the measurement point 5D (that is, the right side of the paper surface with respect to the straight line L). That is, θ> 0 (denoted as “+ θ” in FIG. 8). On the contrary, when the reception intensity at the point d is smaller than the reception intensity at the point b, it is estimated that the interference wave arrives from the side opposite to the measurement point 5D with respect to the straight line L (that is, the left side of the paper surface with respect to the straight line L). .. That is, θ <0 (denoted as “−θ” in FIG. 8).

<妥当な測定点の抽出>
図6に示されるように、複数の測定点の中には、周囲の環境等のために、干渉波の受信状況が良好でない測定点が含まれる可能性がある。干渉源の位置をより正確に推定するためには、複数の測定点の中から、妥当な測定結果が得られた測定点を抽出することが好ましい。
<Extraction of appropriate measurement points>
As shown in FIG. 6, the plurality of measurement points may include measurement points in which the reception condition of the interference wave is not good due to the surrounding environment and the like. In order to estimate the position of the interference source more accurately, it is preferable to extract a measurement point from which a reasonable measurement result is obtained from a plurality of measurement points.

図9は、妥当な測定点の抽出を説明した模式図である。図9を参照して、測定点の位置関係は既知であるので、測定点間の距離も既知である。したがって、減衰特性に基づいて、複数の測定点の間の受信レベルの差を予測することができる。予想される受信レベル差と実際の受信レベル差との間のずれが小さい測定点が、妥当な測定点として抽出される。一方、予想される受信レベル差と実際の受信レベル差との間の差(ずれ)が大きい測定点は、干渉源の位置の推定から除外される。 FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the extraction of appropriate measurement points. Since the positional relationship between the measurement points is known with reference to FIG. 9, the distance between the measurement points is also known. Therefore, it is possible to predict the difference in reception level between a plurality of measurement points based on the attenuation characteristics. A measurement point with a small deviation between the expected reception level difference and the actual reception level difference is extracted as a valid measurement point. On the other hand, a measurement point having a large difference (deviation) between the expected reception level difference and the actual reception level difference is excluded from the estimation of the position of the interference source.

<干渉源の位置の推定>
図10は、干渉源に対する測定点の距離の差を表現した図である。図10において、点A,Bの各々を妥当な測定点とする。点A,Bの間における受信強度の差はβ(dB)である。
<Estimation of the position of the interference source>
FIG. 10 is a diagram showing the difference in the distance of the measurement points with respect to the interference source. In FIG. 10, each of points A and B is set as a valid measurement point. The difference in reception intensity between points A and B is β (dB).

干渉波の減衰特性を表す直線の傾きはDである。点Aから干渉源までの距離と点Bから干渉源までの距離との間には、β/Dの差がある。このようにして、点Aと点Bとの間の受信強度の差βを、点Aから干渉源までの距離と点Bから干渉源までの距離との差(β/D)に変換できる。 The slope of the straight line representing the attenuation characteristic of the interference wave is D. There is a β / D difference between the distance from point A to the interference source and the distance from point B to the interference source. In this way, the difference β of the reception intensity between the points A and B can be converted into the difference (β / D) between the distance from the point A to the interference source and the distance from the point B to the interference source.

干渉源は、点Aおよび点Bからβ/Dの距離を維持する曲線上のいずれかにある。このような曲線は双曲線であり、点Aおよび点Bは、双曲線の焦点に相当する。 The source of interference is either on a curve that maintains a β / D distance from points A and B. Such a curve is a hyperbola, where points A and B correspond to the focal points of the hyperbola.

図11は、干渉源の位置の推定を説明するための図である。図11に示すように、妥当な3つの測定点が抽出される(点A,点Bおよび点C)。3つの測定点のうちの2点に基づいて双曲線が求められる。図11においては、点Aおよび点Bから双曲線P1が求められ、点Bおよび点Cから双曲線P2が求められ、点Cおよび点Aから双曲線P3が求められる。双曲線P1、双曲線P2、双曲線P3が集まる位置が干渉源50の位置と推定される。 FIG. 11 is a diagram for explaining the estimation of the position of the interference source. As shown in FIG. 11, three valid measurement points are extracted (point A, point B and point C). A hyperbola is obtained based on two of the three measurement points. In FIG. 11, the hyperbola P1 is obtained from the points A and B, the hyperbola P2 is obtained from the points B and C, and the hyperbola P3 is obtained from the points C and A. The position where the hyperbola P1, the hyperbola P2, and the hyperbola P3 gather is presumed to be the position of the interference source 50.

妥当な測定点の数が2つの場合、双曲線は1つである。妥当な測定点の数が少なくとも3つであることにより、3つ以上の双曲線を得ることができるので、干渉源50の位置を推定することができる。妥当な測定点の数は4以上であってもよい。妥当な測定点の数が多いほど、干渉源50の位置をより正確に推定することができる。 If the number of valid measurement points is two, then there is one hyperbola. By having at least three reasonable measurement points, it is possible to obtain three or more hyperbolas, so that the position of the interference source 50 can be estimated. The number of reasonable measurement points may be 4 or more. The greater the number of valid measurement points, the more accurately the position of the interference source 50 can be estimated.

図12は、本実施の形態に係る干渉源の推定方法を示したフローチャートである。図12を参照して、ステップS10において、干渉波を受信するための少なくとも4つの受信機が配置される。少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも3つの受信機は同一の直線L上に配置される。一方、少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも1つの受信機は、直線Lから外れた位置に配置される。 FIG. 12 is a flowchart showing a method of estimating an interference source according to the present embodiment. With reference to FIG. 12, in step S10, at least four receivers for receiving the interference wave are arranged. At least three of the at least four receivers are arranged on the same straight line L. On the other hand, at least one of the at least four receivers is arranged at a position deviating from the straight line L.

ステップS20において、各受信機が、干渉波を受信する。なお、上述の通り、すべての受信機が同一時刻に干渉波を受信する必要は無い。少なくとも2つの受信機において、干渉波の受信強度を同時に測定すればよい。このうちの1つの受信機は、受信強度の基準を与える基準点に定められる。各受信機は、干渉波の受信時刻および受信強度を示すデータを干渉源位置推定装置20に送信する。これにより、干渉源位置推定装置20は、各受信機からデータを取得する。 In step S20, each receiver receives the interference wave. As described above, it is not necessary for all receivers to receive the interference wave at the same time. At least two receivers may measure the reception intensity of the interference wave at the same time. One of these receivers is set at a reference point that gives a reference for reception strength. Each receiver transmits data indicating the reception time and reception intensity of the interference wave to the interference source position estimation device 20. As a result, the interference source position estimation device 20 acquires data from each receiver.

ステップS30において、干渉源位置推定装置20は、干渉波の減衰特性を取得する。干渉源位置推定装置20は、各受信機からのデータから干渉波の周波数スペクトルを求める。その周波数スペクトルに基づいて、干渉源位置推定装置20は、干渉波の周波数を決定する。干渉波の周波数、直線L上に配置された測定点における受信強度、および当該測定点の位置から、干渉源位置推定装置20は、減衰特性を表す直線の傾きDを算出する。 In step S30, the interference source position estimation device 20 acquires the attenuation characteristic of the interference wave. The interference source position estimation device 20 obtains the frequency spectrum of the interference wave from the data from each receiver. Based on the frequency spectrum, the interference source position estimation device 20 determines the frequency of the interference wave. From the frequency of the interference wave, the reception intensity at the measurement point arranged on the straight line L, and the position of the measurement point, the interference source position estimation device 20 calculates the slope D of the straight line representing the attenuation characteristic.

ステップS40において、干渉源位置推定装置20は、算出された減衰特性を用いて、干渉信号の発生位置から2つの受信機の各々までの距離の差に相当する距離差を推定する。ステップS40は、ステップS41〜S44を含む。 In step S40, the interference source position estimation device 20 estimates a distance difference corresponding to the difference in distance from the position where the interference signal is generated to each of the two receivers by using the calculated attenuation characteristic. Step S40 includes steps S41-S44.

ステップS41において、干渉源位置推定装置20は、干渉波の到来方向を推定する。この場合、干渉源位置推定装置20は、直線L上の干渉波の減衰特性を求めて、傾きDoを算出する。傾きDoは、上記の式から、干渉波の周波数および測定点の位置に基づいて算出される。干渉源位置推定装置20は、傾きDoと傾きDとを比較して傾きDoと傾きDとの間の大小関係を求める。干渉源位置推定装置20は、傾きDoと傾きDとの間の大小関係およびD/Doから角度θを求める(図7を参照)。 In step S41, the interference source position estimation device 20 estimates the arrival direction of the interference wave. In this case, the interference source position estimation device 20 obtains the attenuation characteristic of the interference wave on the straight line L and calculates the slope Do. The slope Do is calculated from the above equation based on the frequency of the interference wave and the position of the measurement point. The interference source position estimation device 20 compares the inclination Do and the inclination D to obtain the magnitude relationship between the inclination Do and the inclination D. The interference source position estimation device 20 obtains the angle θ from the magnitude relationship between the inclination Do and the inclination D and the D / Do (see FIG. 7).

ステップS42において、干渉源位置推定装置20は、到来方向の絞り込みを行う。干渉源位置推定装置20は、直線上の測定点における受信レベル、および直線から外れた測定点における受信レベルの大小関係に基づいて、角度θの符号を定める。これにより、干渉源位置推定装置20は、直線Lに対して左右どちらの側から干渉波が到来しているかを推定する(図8を参照)。 In step S42, the interference source position estimation device 20 narrows down the arrival direction. The interference source position estimation device 20 determines the sign of the angle θ based on the magnitude relationship between the reception level at the measurement point on the straight line and the reception level at the measurement point off the straight line. As a result, the interference source position estimation device 20 estimates from which side the interference wave is coming from the straight line L (see FIG. 8).

ステップS43において、干渉源位置推定装置20は、妥当な測定点を抽出する。干渉源位置推定装置20は、測定点間の距離、および干渉波の到来方向から、測定点間の受信レベルの差を予想する。そして、その予想される受信レベルの差と、実際の受信レベルの差とが小さい測定点を、妥当な測定点として抽出する。上記の通り、干渉源位置推定装置20は、妥当な測定点を3つ以上抽出する(図9を参照)。 In step S43, the interference source position estimation device 20 extracts a reasonable measurement point. The interference source position estimation device 20 predicts the difference in reception level between the measurement points from the distance between the measurement points and the arrival direction of the interference wave. Then, a measurement point in which the difference between the expected reception level and the difference in the actual reception level is small is extracted as an appropriate measurement point. As described above, the interference source position estimation device 20 extracts three or more appropriate measurement points (see FIG. 9).

ステップS44において、干渉源位置推定装置20は、受信強度の差β、減衰特性を表す傾きDを用いて、2つの測定点の間の受信強度の差βを、各測定点から干渉源までの距離の差β/Dに変換する。 In step S44, the interference source position estimation device 20 uses the difference β of the reception intensity and the inclination D representing the attenuation characteristic to obtain the difference β of the reception intensity between the two measurement points from each measurement point to the interference source. Convert to distance difference β / D.

ステップS50において、干渉源位置推定装置20は、2つの測定点の位置を焦点として、距離の差がβ/Dである双曲線を計算する。3つ以上の妥当な測定点の中から任意の2つの測定点を選ぶことにより、干渉源位置推定装置20は、少なくとも3つの双曲線を計算する。 In step S50, the interference source position estimation device 20 calculates a hyperbola in which the difference in distance is β / D, focusing on the positions of the two measurement points. By selecting any two measurement points from three or more reasonable measurement points, the interference source position estimator 20 calculates at least three hyperbolas.

ステップS60において、干渉源位置推定装置20は、それら双曲線の集まる位置を干渉源の位置として推定する。複数の双曲線が1点で交わらない場合、干渉源位置推定装置20は、干渉源がある大きさの範囲内にあると推定してもよい(図11を参照)。 In step S60, the interference source position estimation device 20 estimates the position where the hyperbolas gather as the position of the interference source. If the plurality of hyperbolas do not intersect at one point, the interference source position estimation device 20 may estimate that the interference source is within a certain magnitude range (see FIG. 11).

たとえば防災無線や気象監視情報の収集、あるいはダムの放水警報といった通信回線(テレメータ回線)にはVHF帯の無線システムが用いられている。VHF帯は、比較的低周波の周波数帯であるため、伝搬損失が小さいという特長がある。しかし、アンテナ等が大型となり、また、放電等による雑音の周波数もVHF帯に含まれることが多い。したがって、テレメータ回線に電波干渉が生じることが想定される。 For example, a VHF band wireless system is used for a communication line (telemeter line) such as disaster prevention radio, collection of weather monitoring information, or dam water discharge warning. Since the VHF band is a relatively low frequency band, it has a feature that the propagation loss is small. However, the antenna and the like become large, and the frequency of noise due to discharge or the like is often included in the VHF band. Therefore, it is assumed that radio wave interference will occur in the telemeter line.

一般的に電波の発信源(位置)は、指向性アンテナを用いて探査される。しかし、VHF帯のアンテナは、大型のものであるため、手で持ちながら現場で干渉波を測定するには扱いにくい。別の方法として発信源を電波到来時間の差で推定する方法も知られている。しかし、この方法では、複数の地点で同時に高精度な時間同期測定を行う必要がある。 Generally, the source (position) of radio waves is searched using a directional antenna. However, since the VHF band antenna is large, it is difficult to measure the interference wave in the field while holding it by hand. As another method, a method of estimating the source by the difference in the arrival time of radio waves is also known. However, this method requires high-precision time-synchronized measurement at multiple points at the same time.

本実施の形態によれば、複数地点で干渉波を測定する。基本点と他の測定点との間の受信強度の差を把握することで、全ての測定点で同時測定を行う必要がなく干渉波の発生位置を推定することができる。 According to this embodiment, the interference wave is measured at a plurality of points. By grasping the difference in reception intensity between the basic point and other measurement points, it is possible to estimate the position where the interference wave is generated without having to perform simultaneous measurement at all measurement points.

また、干渉によってテレメータ回線に通信断が生じた場合、たとえば現場に出動して干渉波を捕捉して原因解明が行われる。しかし干渉波は断続的に発生することが多いため、干渉波の捕捉および原因解明のために、長期間かつ多数回にわたり、現場に出動することが起こりえる。このことは人的なリソースに負担をもたらす。これに対して、本実施の形態では、受信機を設置すれば、基本的に、無人かつ自動的な測定を行うことで、干渉源の位置を推定できる。したがって機材および人員への負担を削減することが可能となる。 In addition, when communication is interrupted in the telemeter line due to interference, for example, it is dispatched to the site to capture the interference wave and elucidate the cause. However, since interference waves are often generated intermittently, it is possible that they will be dispatched to the site for a long period of time and many times in order to capture the interference waves and clarify the cause. This puts a strain on human resources. On the other hand, in the present embodiment, if a receiver is installed, the position of the interference source can be estimated basically by performing unmanned and automatic measurement. Therefore, it is possible to reduce the burden on equipment and personnel.

さらに、受信機は持ち運びが可能に構成される。また、受信機の設置場所の制限も小さい。したがって、干渉源の位置を推定するためのシステムを簡易に構築することができる。 In addition, the receiver is configured to be portable. In addition, there are few restrictions on the installation location of the receiver. Therefore, a system for estimating the position of the interference source can be easily constructed.

本発明の実施の形態について説明したが、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。 Although embodiments of the present invention have been described, it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

1 センサ、2,11 アンテナ、5A〜5E 測定点、10,10A〜10D 受信機、12 AD変換器、14 データロガー、15 演算部、16 記憶部、17,22 通信部、20 干渉源位置推定装置、24 位置推定部、30 通信ネットワーク、50 干渉源、100 干渉源位置推定システム、A,B,C 点、D,Do 傾き、L 直線、P1〜P3 双曲線、S10〜S60,S41〜S44 ステップ、a,b,c,d 地点。 1 sensor, 2,11 antenna, 5A to 5E measurement points, 10,10A to 10D receiver, 12 AD converter, 14 data logger, 15 arithmetic unit, 16 storage unit, 17,22 communication unit, 20 interference source position estimation Device, 24 position estimation unit, 30 communication network, 50 interference source, 100 interference source position estimation system, points A, B, C, D, Do tilt, L straight line, P1 to P3 hyperbola, S10 to S60, S41 to S44 steps , A, b, c, d points.

Claims (5)

無線信号の発生位置の推定方法であって、
前記無線信号を受信するための少なくとも4つの受信機を配置するステップを備え、
前記少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも3つの受信機は同一の直線上に配置され、前記少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも1つの受信機は、前記直線から外れた位置に配置され、さらに、
前記少なくとも4つの受信機の各々が、前記無線信号を受信して、前記無線信号の受信時刻および受信強度を示すデータを推定装置に送信するステップと、
前記推定装置が、各前記受信機の位置と、各前記受信機からの前記データとに基づき、前記無線信号の減衰特性から、前記無線信号の前記発生位置から2つの受信機の各々までの距離の差に相当する距離差を推定するステップと、
前記推定装置が、前記距離差が一定となる曲線を少なくとも3つ計算して、前記少なくとも3つの曲線同士が集まる位置を前記無線信号の前記発生位置に推定するステップとを備える、無線信号の発生位置の推定方法。
It is a method of estimating the position where a wireless signal is generated.
A step of arranging at least four receivers for receiving the radio signal is provided.
At least three of the at least four receivers are located on the same straight line, at least one of the at least four receivers is located off the straight line, and further. ,
A step in which each of the at least four receivers receives the radio signal and transmits data indicating the reception time and reception strength of the radio signal to the estimation device.
Based on the position of each receiver and the data from each receiver, the estimation device determines the distance from the generation position of the radio signal to each of the two receivers based on the attenuation characteristics of the radio signal. And the step of estimating the distance difference corresponding to the difference between
Generation of a radio signal, wherein the estimation device includes a step of calculating at least three curves having a constant distance difference and estimating a position where the at least three curves gather at the generation position of the radio signal. Position estimation method.
前記距離差を推定するステップは、
前記直線上に配置された前記受信機における前記受信強度と、前記受信機との位置に基づいて、前記無線信号の前記減衰特性を求めるステップと、
前記減衰特性に基づいて、前記少なくとも4つの受信機のうちの2つの受信機の間における、同一時刻での前記受信強度の差を、前記距離差に変換するステップとを含む、請求項1に記載の無線信号の発生位置の推定方法。
The step of estimating the distance difference is
A step of obtaining the attenuation characteristic of the radio signal based on the reception intensity of the receiver arranged on the straight line and the position with the receiver.
The first aspect of the present invention includes a step of converting the difference in reception intensity at the same time between two receivers out of the at least four receivers into the distance difference based on the attenuation characteristics. The method for estimating the generation position of the radio signal described.
前記距離差を推定するステップは、
前記無線信号の前記減衰特性を、前記直線上の前記無線信号の減衰特性と比較することによって、前記直線に対する前記無線信号の到来方向のなす角度を求めるステップと、
前記直線上の受信機における受信強度と、前記直線から外れた位置にある受信機における受信強度とを比較して、前記角度の符号を定めるステップと、
前記無線信号の推定された到来方向に基づいて、各前記受信機の間における受信強度の差を予想するステップと、
受信強度の差の予想値と受信強度の差の実測値との比較に基づいて、前記実測値が妥当かどうかを判定するステップと、
妥当と判断された実測値が得られた受信機を妥当な測定点として抽出するステップとを含む、請求項2に記載の無線信号の発生位置の推定方法。
The step of estimating the distance difference is
A step of determining the angle formed by the arrival direction of the radio signal with respect to the straight line by comparing the attenuation characteristic of the radio signal with the attenuation characteristic of the radio signal on the straight line.
A step of comparing the reception intensity of the receiver on the straight line with the reception intensity of the receiver at a position deviating from the straight line to determine the sign of the angle.
A step of predicting a difference in reception intensity between the receivers based on the estimated arrival direction of the radio signal, and
A step of determining whether or not the measured value is appropriate based on a comparison between the expected value of the difference in reception strength and the measured value of the difference in reception strength, and
The method for estimating a position where a radio signal is generated according to claim 2, further comprising a step of extracting a receiver for which an actually measured value determined to be valid is obtained as a valid measurement point.
前記受信強度を測定するステップは、
前記少なくとも4つの受信機のうち少なくとも2つの受信機において、前記受信強度を同時に測定するステップを含み、
前記少なくとも2つの受信機のうちの1つは、前記受信強度の基準を与える基準点に定められる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無線信号の発生位置の推定方法。
The step of measuring the reception intensity is
Including a step of simultaneously measuring the reception intensity in at least two of the at least four receivers.
The method for estimating a radio signal generation position according to any one of claims 1 to 3, wherein one of the at least two receivers is defined as a reference point that gives a reference for the reception strength.
無線信号を受信して、前記無線信号の受信強度を測定する少なくとも4つの受信機を備え、
前記少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも3つの受信機は同一の直線上に配置され、前記少なくとも4つの受信機のうちの少なくとも1つの受信機は、前記直線から外れた位置に配置され、
前記少なくとも4つの受信機の各々から、前記無線信号の受信時刻および受信強度を示すデータを受信して、前記無線信号の発生位置を推定する推定装置をさらに備え、
前記推定装置は、
各前記受信機の位置と、各前記受信機からの前記データとに基づき、前記無線信号の減衰特性から、前記無線信号の前記発生位置から2つの受信機の各々までの距離の差に相当する距離差を推定し、
前記距離差が一定となる曲線を少なくとも3つ計算し、
前記少なくとも3つの曲線同士が集まる位置を前記無線信号の前記発生位置に推定する、ように構成される、無線信号の発生位置の推定システム。
A receiver comprising at least four receivers for receiving a radio signal and measuring the reception strength of the radio signal.
At least three of the at least four receivers are located on the same straight line, and at least one of the at least four receivers is located off the straight line.
An estimation device for estimating the generation position of the radio signal by receiving data indicating the reception time and reception intensity of the radio signal from each of the at least four receivers is further provided.
The estimation device
Based on the position of each receiver and the data from each receiver, the attenuation characteristic of the radio signal corresponds to the difference in distance from the generation position of the radio signal to each of the two receivers. Estimate the distance difference and
Calculate at least three curves with a constant distance difference,
A system for estimating the generation position of a radio signal, which is configured to estimate the position where the at least three curves are gathered at the generation position of the radio signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023084385A (en) * 2021-12-07 2023-06-19 大成建設株式会社 Natural ground measurement system and its installation method, and shoring unit
JP2024545737A (en) * 2022-02-28 2024-12-10 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ Method, observation device, system and computer program for characterizing radio frequency interference caused by multiple sources - Patents.com

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