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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken.
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Es wird verwiesen auf E1 ROSSI, J.-P.; GABILLET, Y.: A Mixed Ray Launching/Tracing Method for Full 3-D UHF Propagation Modelling and Comparison With Wide-Band Measurements. In: IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 50, no. 4, April 2002, S. 517–523.
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In einem Funkkommunikationssystem, wie einem Mobiltelefonnetz, sind herkömmlicher Weise unterschiedliche Techniken bekannt, mit denen zur Bestimmung eines Kommunikationsbereichs (eines Bedienungsbereichs) einer bestimmten Basisstation ein Ray-Tracing-Verfahren (Strahlverfolgung) dazu verwendet wird, die Ermittlungsdaten der Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken (eine Spur einer Funkwelle, ein Ausbreitungsverlust, eine Empfangssignalstärke und dergleichen) zu berechnen, in denen eine Charakteristik mit Bezug auf die Ausbreitung einer von einer Basisstation abgegebenen Funkwelle ermittelt wird. Das Ray-Tracing-Verfahren wird beispielsweise im Nicht-Patent-Dokument 1, ”Hosoya, Yoshio (Ed.), Radiowave Propagation Handbook, Part 2, Chapter 15, 15.5, 1999, Realize Science & Engineering Center Co., Ltd.” offenbart.
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Das Ray-Tracing-Verfahren umfasst ein Abbildungsverfahren („Imaging Method”) und ein Strahlabgabeverfahren („Ray Launching Method”). Das Abbildungsverfahren berechnet eine Spur von Reflexionen und Beugungen einer Funkwelle nach dem Spiegelbildprinzip. Gemäß dem Abbildungsverfahren ist es möglich, korrekt eine Spur einer Funkwelle zu finden. Mit zunehmender Anzahl der Reflexionsflächen und Beugungspunkte nimmt allerdings die Berechnungsmenge exponentiell zu. Im Strahlabgabeverfahren werden die Abgaberichtungen der Funkwellen an einem Übertragungspunkt einzeln bereitgestellt. Die Funkwellen werden in den Abgaberichtungen abgegeben, und den Spuren der Funkwellen wird sequenziell gefolgt. Nach dem Strahlabgabeverfahren ist es möglich, eine größere Berechnungsmenge als beim Abbildungsverfahren zu unterdrücken. Allerdings ist es schwierig, Beugungswellen zu berücksichtigen.
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In der in Patent-Dokument 1 ”Ungeprüfte
Japanische Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. 2005-318308 ” beschriebenen Technik dient das Strahlabgabeverfahren dazu, eine Spur einer Funkwelle über mehrere Geschosse eines Gebäudes hinweg zu berechnen. In der im Nicht-Patent-Dokument 2 ”KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc., ”RapLab” [am 21. August 2008 gesucht], Internet <URL: http://www4.kke.co.jp/raplab/> beschriebenen Technik wird das Abbildungsverfahren dazu verwendet, eine Spur einer Funkwelle zu berechnen. Im Nicht-Patent-Dokument 3” ”Information and Mathematical Science Laboratory Inc., ”Comparison between Launching Method and Imaging Method”, (gesucht am 21. August 2008], Internet <URL: http:/lwww.imslab.co jp/Product/eem/rtm/raytrace.htm>” wird ein Vergleich zwischen dem Strahlabgabeverfahren und dem Abbildungsverfahren beschrieben, in dem ein System zur Berechnung eines Ausbreitungswegs mit einer kleinen Anzahl an Reflexionen durch das Abbildungsverfahren und Berechnung eines Ausbreitungswegs mit einer großen Anzahl an Reflexionen im Strahlabgabeverfahren offenbart wird.
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Als herkömmliche Technik zur Ermittlung der Stärke eines empfangenen Signals einer Funkwelle von jeder Basisstation auf Hauptstraßen im Freien ist eine Technik bekannt, die beispielsweise im Nicht-Patent-Dokument 4, ”ERICSSON, ”Planet EV”, [gesucht am 21. August 2008], Internet <URL: http://www.ericsson.com/solutions/tems/network plan/planetev.shtml>” offenbart ist.
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Die Technik des Nicht-Patent-Dokuments 4 betrifft ein Bereichsplanungs-Tool für Mobiltelefone, in dem die Abdeckung und der Einfluss von Interferenzen durch eine Mehrzahl von Basisstationen über einen breiten Bereich ermittelt werden. Sein Hauptzweck ist die Bereitstellung einer zweidimensionalen Funkbereichsplanung. Genauer: es werden repräsentative Werte eines Gebäudeumfelds im Bereich extrahiert, wie beispielsweise eine durchschnittliche Gebäudehähe und eine durchschnittliche Straßenbreite. Dann wird das statistische Verfahren (eine Berechnungsformel) aus Kapitel 15 des Nicht-Patent-Dokuments 1 dazu verwendet, eine Signalstärke von jeder Basisstation zu ermitteln. Die Technik des Nicht-Patent-Dokuments 4 benutzt Kartendaten und dergleichen, in denen eine Karten-Datenbank einschließlich Gebäudedaten verarbeitet wird und eine durchschnittliche Gebäudehöhe beispielsweise für alle 25 Quadratmeter extrahiert wird.
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Indessen sind in den genannten herkömmlichen Techniken das Strahlabgabeverfahren und das Abbildungsverfahren nicht richtig kombiniert.
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Die herkömmlichen Techniken in Patent-Dokument 1 und Nicht-Patent-Dokument 2 benutzen nur eines von Strahlabgabeverfahren und Abbildungsverfahren und kombinieren nicht Strahlabgabeverfahren mit Abbildungsverfahren.
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In Nicht-Patent-Dokument 3 wird ein System offenbart, in dem das Abbildungsverfahren auf einen Ausbreitungsweg mit einer kleinen Zahl an Reflexionen angewendet wird, während das Strahlabgabeverfahren auf einen Ausbreitungsweg mit einer großen Zahl an Reflexionen angewendet wird. Es ist allerdings erforderlich, sich die Mühe zu machen, die Anwendung entweder des Strahlabgabeverfahrens oder des Abbildungsverfahrens für jeden Ausbreitungsweg auf Basis der Anzahl der Reflexionen auszuwählen. Das ist aber ineffizient. Im allgemeinen lassen sich Spuren von Funkwellen korrekter im Abbildungsverfahren als im Strahlabgabeverfahren finden. Wenn allerdings eine Auswahl der Nutzung zwischen dem Strahlabgabeverfahren und dem Abbildungsverfahren je nach Anzahl der Reflexionen getroffen wird, folgt daraus, dass nur deswegen, weil die Anzahl der Reflexionen groß ist (die Anzahl der Reflexionen ist eine bestimmte Zahl oder größer), das Strahlabgabeverfahren auf einen Ausbreitungsweg angewendet wird, auf den vorzugsweise das Abbildungsverfahren anzuwenden ist. Das ist in der Tat sehr ineffizient.
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Wie beispielsweise in 9 dargestellt, gibt es unter den Ausbreitungswegen der Funkwellen, die von einem Übertragungspunkt (einer Basisstation) in großer Höhe auf Dächer der Gebäude in Richtung Boden abgegeben werden, einen Ausbreitungsweg, der Reflexionen und Beugungen von Dach zu Dach der Gebäude wiederholt. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Spur der Funkwelle, die Reflexionen und Beugungen von Dach zu Dach der Gebäude wiederholt, im Abbildungsverfahren unter Berücksichtigung von Beugungswellen korrekt gefunden wird. Wenn jedoch eine Verwendungsauswahl zwischen dem Strahlabgabeverfahren und dem Abbildungsverfahren gemäß der Anzahl der Reflexionen getroffen wird, besteht die Möglichkeit, dass das Strahlabgabeverfahren angewendet wird, wodurch die korrekte Berücksichtigung der Beugungswellen unterbleibt.
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Überdies Ist eine herkömmliche Technik zur Ermittlung einer Funkwellencharakteristik von einer Basisstation im Freien (einem Übertragungspunkt) zu einer Mobilstation im Freien (einem Empfangspunkt) bekannt (z. B. Nicht-Patent-Dokument 4). Allerdings besteht weiterhin ein Problem der Ermittlung einer Funkwellenausbreitungs-Charakteristik von einer Basisstation im Freien (einem Übertragungspunkt) zu einer Mobilstation im Inneren (einem Empfangspunkt).
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts solcher Umstände implementiert und hat das Ziel, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken zu schaffen, bei denen ein Strahlabgabeverfahren und ein Abbildungsverfahren auf angemessene Weise kombiniert werden, um auf diesem Wege Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken effizient zu generieren und eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik von einem Übertragungspunkt im Freien zu einem Empfangspunkt im Innenraum zu ermitteln.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Mit der vorliegenden Erfindung sollen ein oder mehrere der oben genannten Probleme gelöst oder zumindest teilweise gemildert werden.
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In einem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Funkwellenausbreitungs-Charakteristik bereitgestellt, die zumindest Folgendes umfasst: eine Ermittlungseinheit, die eine Charakteristik mit Bezug auf die Ausbreitung einer Funkwelle von einem Funkwellen-Übertragungspunkt zu einem Funkwellen-Empfangspunkt in einer bestimmten Zone ermittelt; eine Gebäude-Datenbank, die Informationen über Formen, Höhen, Ausrichtungen und Orte von Gebäuden enthält; eine Einheit zur Generierung von Draufsichtdaten, die Draufsichtdaten der Gebäude in der bestimmten Zone generiert, wobei die Informationen in der Gebäude-Datenbank verwendet werden; eine Einheit zur Generierung vertikaler Querschnittansichtsdaten, die unter Verwendung der Informationen in der Gebäude-Datenbank vertikale Querschnittansichtsdaten generiert, bei denen es sich um Daten über Querschnitte der Gebäude in der bestimmten Zone handelt, die an einer vertikalen Ebene aufgenommen wurden, die eine Linie umfasst, welche den Funkwellen-Übertragungspunkt mit dem Funkwellen-Empfangspunkt verbindet; eine Strahlabgabeverfahren-Berechnungseinheit, die anhand eines Strahlabgabeverfahrens erste Ermittlungsdaten für die Funkwellenausbreitungs-Charakteristik berechnet, wobei unter Anwendung der Draufsichtdaten eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Funkwellen-Übertragungspunkt zu einem Gebäude mit dem Funkwellen-Empfangspunkt ermittelt wird; eine Einheit zur Berechnung von Abbildungsverfahren, die anhand eines Abbildungsverfahrens zweite Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken berechnet, wobei unter Anwendung der vertikalen Querschnittansichtsdaten eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Funkwellen-Übertragungspunkt zum Gebäude mit dem Funkwellen-Empfangspunkt ermittelt wird; und eine Synthese-Einheit, die Innenraum-Penetrationsdaten zum Funkwellen-Empfangspunkt innerhalb des Gebäudes bzw. für die ersten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und zweite Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken berechnet und die Datensätze der Innenraum-Penetrationsdaten synthetisiert.
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In der Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken gemäß der vorliegenden Erfindung können außerdem die Draufsichtdaten Daten über Querschnitte der Gebäude in der bestimmten Zone sein, die an einer Ebene aufgenommen wurden, die eine erste Linie umfasst, welche den Funkwellen-Übertragungspunkt mit einer Höhe mit dem Funkwellen-Empfangspunkt mit einer Höhe verbindet, und einer horizontalen zweiten Linie senkrecht zu der ersten Linie.
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Außerdem kann in den Vorrichtungen zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken gemäß der vorliegenden Erfindung eine Straße bei der Gebäude-Datenbank als einstöckiges Gebäude registriert werden.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Computerprogramm vorgesehen, das einen Computer dazu veranlasst, mindestens Folgendes auszuführen: einen Ermittlungsprozess, der eine Charakteristik ermittelt, die auf die Ausbreitung einer Funkwelle von einem Funkwellen-Übertragungspunkt zu einem Funkwellen-Empfangspunkt in einer bestimmten Zone bezogen ist; einen Leseprozess, der Informationen über Gebäude in der bestimmten Zone von einer Gebäude-Datenbank einliest, in der Informationen über Formen, Höhen, Ausrichtungen und Orte von Gebäuden enthalten sind; einen Draufsichtdaten-Generierungsprozess, der unter Anwendung der Informationen über die Gebäude in der bestimmten Zone Draufsichtdaten über die Gebäude in der bestimmten Zone generiert; einen Generierungsprozess für vertikale Querschnittansichtsdaten, der vertikale Querschnittansichtsdaten generiert, bei denen es sich um Daten über Querschnitte der Gebäude in der bestimmten Zone handelt, die an einer vertikalen Ebene aufgenommen wurden, die eine Linie umfasst, welche unter Anwendung der Informationen über die Gebäude in der bestimmten Zone den Funkwellen-Übertragungspunkt mit dem Funkwellen-Empfangspunkt verbindet; einen Strahlabgabeverfahren-Berechnungsprozess, der anhand eines Strahlabgabeverfahrens erste Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken berechnet, wobei unter Anwendung der Draufsichtdaten eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Funkwellen-Übertragungspunkt auf ein Gebäude mit dem Funkwellen-Empfangspunkt berechnet wird; einen Abbildungsverfahren-Berechnungsprozess, der anhand eines Abbildungsverfahrens zweite Ermittlungsdaten für eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik berechnet, wobei unter Anwendung der vertikalen Querschnittansichtsdaten eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Funkwellen-Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Funkwellen-Empfangspunkt ermittelt wird; und einen Syntheseprozess, der Datensätze von Innenraum-Penetrationsdaten zum Funkwellen-Empfangspunkt innerhalb des Gebäudes bzw. für die ersten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und die zweiten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken berechnet und die Datensätze der Innenraum-Penetrationsdaten synthetisiert.
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Überdies können in dem Computerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung die Draufsichtdaten Daten über Querschnitte der Gebäude in der bestimmten Zone sein, die an einer Ebene genommen wurden, die eine erste Linie umfasst, die den Funkwellen-Übertragungspunkt mit einer Höhe mit dem Funkwellen-Empfangspunkt mit einer Höhe verbindet, und eine horizontale zweite Linie, die senkrecht zu der ersten Linie steht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben aufgeführten Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsbeispiele besser ersichtlich, die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen zu lesen ist:
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 Ist ein Fließdiagramm, das ein Verfahren zur Verarbeitung der Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ist ein Konzeptdiagramm, das Informationen über Gebäude in einer bestimmten Zone gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ist ein Konzeptdiagramm zur Erklärung eines Verfahrens zur Generierung von Draufsichtdaten gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Konzeptdiagramm von Draufsichtdaten gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ist ein Konzeptdiagramm vertikaler Querschnittansichtsdaten gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 ist ein Konzeptdiagramm zur Erklärung eines Verfahrens zur Berechnung von Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken an einem Empfangspunkt in einem Gebäude gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 ist ein Konzeptdiagramm zur Erklärung eines Verfahrens zur Behandlung einer Straße als Ausbreitungsweg einer Funkwelle gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist ein Konzeptdiagramm, das ein Beispiel eines Ausbreitungswegs einer Funkwelle darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf illustrative Ausführungsbeispiele beschrieben. Einschlägig bewanderte Fachleute erkennen, dass mit den Erkenntnissen aus der vorliegenden Erfindung viele alternative Ausführungsbeispiele durchgeführt werden können und dass die Erfindung nicht auf die zu Erklärungszwecken illustrierten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Es folgt eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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1 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 1 umfasst die Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1: einen Eingabeabschnitt 2; eine Gebäude-Datenbank 3; einen Abschnitt zur Generierung von Draufsichtdaten 4; einen Abschnitt zur Generierung vertikaler Querschnittansichtsdaten 5; einen Strahlabgabeverfahren-Berechnungsabschnitt 6; einen Abbildungsverfahren-Berechnungsabschnitt 7; einen Syntheseabschnitt 8; und einen Ausgabeabschnitt 9.
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Anhand des Eingabeabschnitts 2 kann der Betreiber die Ermittlungsbedingungen einer Charakteristik mit Bezug auf die Ausbreitung einer Funkwelle (einer Funkwellenausbreitungs-Charakteristik) festlegen. Der Betreiber benutzt den Eingabeabschnitt 2, um eine Zielzone zur Ermittlung einer Funkwellenausbreitungs-Charakteristik (eine bestimmte Zone), einen Übertragungspunkt einer Funkwelle (einen Funkwellen-Übertragungspunkt) und einen Empfangspunkt einer Funkwelle (einen Funkwellen-Empfangspunkt) zu spezifizieren.
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Die Gebäude-Datenbank 3 enthält Informationen über die Formen, Höhen, Ausrichtungen und Orte der Gebäude. Die Gebäude-Datenbank 3 ist so konfiguriert, dass sie mindestens Informationen über die Gebäude speichert, die in der bestimmten Zone tatsächlich existieren. Beispielsweise sind in der Gebäude-Datenbank 3 möglichst viele Informationen über die Gebäude enthalten, die in der Zone tatsächlich existieren, deren Funkwellenausbreitungs-Charakteristik von der Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 ermittelt wird. Alternativ dazu kann die Gebäude-Datenbank 3 so konfiguriert sein, dass sie gemäß einer bestimmten Zone Informationen über die in der Zone bestehenden Gebäude aus einer Gebäude-Datenbank erwirbt und speichert, die außerhalb der Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 angeordnet ist.
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Der Abschnitt zur Generierung von Draufsichtdaten 4 liest Informationen über die Gebäude in der bestimmten Zone aus der Gebäude-Datenbank 3 ein und benutzt die Informationen über die Gebäude zur Generierung von Draufsichtdaten. Der Abschnitt zur Generierung vertikaler Querschnittansichtsdaten 5 liest Informationen über die Gebäude in der bestimmten Zone aus der Gebäude-Datenbank ein und benutzt die Informationen über die Gebäude zur Generierung von vertikalen Querschnittansichtsdaten.
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Der Strahlabgabeverfahren-Berechnungsabschnitt 6 benutzt die Draufsichtdaten zur Berechnung erster Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken, wobei in dem Strahlabgabeverfahren eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Funkwellen-Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Funkwellen-Empfangspunkt ermittelt wird. Der Abbildungsverfahren-Berechnungsabschnitt 7 benutzt die vertikalen Querschnittansichtsdaten zur Berechnung zweiter Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken, wobei durch das Abbildungsverfahren eine Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Funkwellen-Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Funkwellen-Empfangspunkt ermittelt wird.
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Die Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken umfassen eine Spur einer Funkwelle, einen Ausbreitungsverlust und eine Stärke eines empfangenen Signals.
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Der Syntheseabschnitt 8 berechnet Datensätze von Innenraumpenetrationsdaten zum Funkwellen-Empfangspunkt in dem Gebäude bzw. für die ersten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und die zweiten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und synthetisiert die Datensätze der Innenraumpenetrationsdaten. Der Ausgabeabschnitt 9 gibt die resultierenden Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristik aus.
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Die Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann mit dedizierter Hardware implementiert werden. Alternativ kann sie durch ein Computersystem wie einen Personalcomputer konstituiert werden, und die Funktion desselben kann durch die Ausführung eines Programms zur Implementierung der Funktionen der Abschnitte der in 1 dargestellten Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 implementiert werden.
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Ferner ist sie so konfiguriert, dass eine Eingabevorrichtung, eine Ausgabevorrichtung und dergleichen als Peripheriegeräte mit der Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 verbunden sind. Hier bezieht sich die Eingabevorrichtung auf ein Eingabegerät wie eine Tastatur und eine Maus, eine Auslesevorrichtung, die Daten von einem Aufzeichnungsmedium liest, und dergleichen. Die Ausgabevorrichtungen umfassen beispielsweise eine Anzeigevorrichtung wie eine CRT (Kathodenstrahlröhre) und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Beschreiben eines Aufzeichnungsmediums, eine Druckvorrichtung und dergleichen.
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Ferner kann die genannte Peripher-Ausrüstung eine mit der Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 direkt verbundene sein, oder eine solche, die mit dieser über eine Kommunikationsleitung verbunden ist.
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Es folgt eine Beschreibung eines Betriebs der Vorrichtung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 2.
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2 ist ein Fließdiagramm, das ein Verfahren zur Verarbeitung der Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt.
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Zunächst benutzt der Betreiber in Schritt S1 den Eingabeabschnitt 2 zur Eingabe der Ermittlungsbedingungen für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken. Genauer, der Betreiber benutzt den Eingabeabschnitt 2 zur Festlegung einer bestimmten Zone, eines Funkwellen-Übertragungspunkts und eines Funkwellen-Empfangspunkts. Der Ort und die Höhe eines Funkwellen-Übertragungspunkts (im weiteren einfach: ”Übertragungspunkt”) werden auf Basis eines Gebäudes in der bestimmten Zone und einer Höhe, auf der der Übertragungspunkt installiert ist, festgelegt. Der Ort und die Höhe eines Funkwellen-Empfangspunkts (im weiteren einfach: ”Empfangspunkt”) werden ähnlicherweise auf Basis eines Gebäudes in der bestimmten Zone und einer Höhe, auf der der Empfangspunkt installiert ist, festgelegt.
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Was den Empfangspunkt betrifft, ist dieser so konfiguriert, dass eine Spezifikation seines Installationsorts im Gebäude verfügbar gemacht wird. Er ist so konfiguriert, dass die Höhen des Übertragungspunkts und des Empfangspunkts anhand eines Geschosses des Gebäudes (erster Stock, zweiter Stock, Dachebene usw.) spezifiziert werden können.
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In Schritt S2 lesen der Abschnitt zur Generierung von Draufsichtdaten 4 und der Generierungsabschnitt für vertikale Querschnittansichtsdaten 5 die Informationen über das Gebäude in der bestimmten Zone aus der Gebäude-Datenbank 3 aus. In 3 ist ein Konzeptdiagramm über Informationen zu den Gebäuden in der bestimmten Zone dargestellt. Wie in 3 dargestellt, stellen die Informationen über die Gebäude in der bestimmten Zone (Formen, Höhen, Ausrichtungen und Orte) einen Gebäudeplan dar, in dem dreidimensionale Gebäudemodelle an ihren jeweiligen Standorten angeordnet sind. Ferner sind das Gebäude 101 mit dem Übertragungspunkt und das Gebäude 102 mit dem Empfangspunkt spezifiziert.
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In Schritt S3 benutzt der Abschnitt zur Generierung von Draufsichtdaten 4 die Informationen über die Gebäude in der bestimmten Zone zur Generierung von Draufsichtdaten über die Gebäude in der bestimmten Zone.
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Hier ist eine Beschreibung eines Generierungsverfahrens für Draufsichtdaten unter Bezugnahme auf 4 gegeben. 4 ist ein Konzeptdiagramm zur Erklärung eines Generierungsverfahrens für Draufsichtdaten gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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In 4 sind die X-Achse und die Y-Achse Achsen, die in einer horizontalen Ebene rechtwinkelig zueinander stehen. Die Z-Achse ist eine vertikale Achse. Am Dach eines Gebäudes 101 ist eine Antenne einer Basisstation installiert. Die Antenne der Basisstation ist ein Übertragungspunkt. Das Gebäude 102 hat einen Empfangspunkt. Die Höhen des Übertragungspunkts und des Empfangspunkts sind in Schritt S1 angegeben worden. Wenn die Höhe des Übertragungspunkts oder des Empfangspunkts nicht festgelegt worden sind, wird ein Wert gemäß einer Höhe des Gebäudes mit dem Punkt (beispielsweise die Hälfte der Gebäudehöhe) als eine Höhe des Punktes betrachtet.
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Eine Linie A ist eine Linie (eine erste Linie), die die Antenne der Basisstation (den Übertragungspunkt) mit dem Empfangspunkt verbindet. Die Linie B ist eine horizontale Linie (eine zweite Linie) im rechten Winkel zur Linie A. Die Ebene C ist eine Ebene, die die Linie A und die Linie B einschließt. Der Abschnitt zur Generierung von Draufsichtdaten 4 generiert Daten über Querschnitte der Gebäude, die an der Ebene C (Draufsichtdaten) aufgenommen wurden. In 5 ist ein Konzeptdiagramm von Draufsichtdaten dargestellt. Wie in 5 dargestellt, zeigen die Draufsichtdaten eine Querschnittansicht der Gebäude, die an der Ebene C in der bestimmten Zone aufgenommen wurden.
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In Schritt S4 benutzt der Abschnitt zur Generierung vertikaler Querschnittansichtsdaten 5 die Informationen über die Gebäude in der bestimmten Zone zur Generierung vertikaler Querschnittansichtsdaten über die Gebäude in der bestimmten Zone. Der Abschnitt zur Generierung vertikaler Querschnittansichtsdaten 5 generiert Daten über Querschnitte der Gebäude in der bestimmten Zone, die an einer vertikalen Ebene aufgenommen wurden, welche die Linie umfasst, die den Übertragungspunkt mit dem Empfangspunkt verbindet (vertikale Querschnittansichtsdaten). In 6 ist ein Konzeptdiagramm vertikaler Querschnittansichtsdaten dargestellt. Wie in 6 dargestellt, zeigen die vertikalen Querschnittansichtsdaten eine Querschnittansicht der Gebäude, die an der vertikalen Ebene genommen wurde, welche die Linie einschließt, die den Übertragungspunkt mit dem Empfangspunkt in der bestimmten Zone verbindet.
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In Schritt S5 benutzt der Strahlabgabeverfahren-Berechnungsabschnitt 6 die Draufsichtdaten zur Berechnung des ersten Satzes von Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken, wobei die Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Übertragungspunkt zum Gebäude mit dem Empfangspunkt im Strahlabgabeverfahren ermittelt worden ist. In dieser Berechnungsverarbeitung der ersten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken wird das Strahlabgabeverfahren benutzt, in dem Abgaberichtungen der Funkwellen vom Übertragungspunkt in der Ebene C für 360 Grad in jedem vorbestimmten Winkel bereitgestellt und die Spuren der in den Abgaberichtungen abgegebenen Funkwellen geprüft werden. Dann wird für jede Spur der Funkwellen zum Gebäude mit dem Empfangspunkt (also für jeden Ausbreitungsweg vom Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Empfangspunkt) ein Ausbreitungsverlust der Funkwelle vom Übertragungspunkt zum Gebäude mit dem Empfangspunkt oder einer Stärke des empfangenen Signals im Gebäude mit dem Empfangspunkt auf Basis der Spur berechnet.
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Der Ausbreitungsweg mit einem großen Ausbreitungsverlust, folglich mit einer geringen Stärke des empfangenen Signals, kann im weiteren aus den Verarbeitungszielen eliminiert werden. Die Grenzwerte (Ausbreitungsverlust oder Stärke des empfangenen Signals) für diese Bestimmung werden zuvor festgelegt.
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In Schritt S6 benutzt als nächstes der Abbildungsverfahren-Berechnungsabschnitt 7 die Daten der vertikalen Querschnittansicht dazu, den zweiten Satz von Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken zu berechnen, wobei im Abbildungsverfahren die Funkwellenausbreitungs-Charakteristik vom Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Empfangspunkt ermittelt worden ist. In dieser Berechnungsverarbeitung des zweiten Satzes von Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken wird das Abbildungsverfahren benutzt, wobei Reflexionsflächen und Beugungspunkte zwischen dem Übertragungspunkt und dem Gebäude mit dem Empfangspunkt geometrisch festgestellt und die Spuren der Funkwellen vom Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Empfangspunkt berechnet werden. Dann wird für jede Spur der Funkwellen zu dem Gebäude mit dem Empfangspunkt (also jeden Ausbreitungsweg vom Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Empfangspunkt) ein Ausbreitungsverlust der Funkwelle vom Übertragungspunkt zu dem Gebäude mit dem Empfangspunkt oder eine Stärke eines empfangenen Signals in dem Gebäude mit dem Empfangspunkt auf Basis der Spur berechnet.
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Der Ausbreitungsweg mit einem großen Ausbreitungsverlust und also mit einer geringen Stärke des empfangenen Signals kann im weiteren von den Verarbeitungszielen eliminiert werden. Die Grenzwerte (Ausbreitungsverlust oder Stärke des empfangenen Signals) für diese Bestimmung werden zuvor festgelegt.
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Als nächste berechnet in Schritt S7 der Syntheseabschnitt 8 Datensätze von Innenraumpenetrationsdaten zum Empfangspunkt innerhalb des Gebäudes bzw. für die ersten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und die zweiten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und synthetisiert die Innenraumpenetrationsdatensätze. In dieser Syntheseverarbeitung wird ein Ausbreitungsverlust oder eine Stärke eines empfangenen Signals synthetisiert.
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Nachstehend wird die Syntheseverarbeitung der Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Zunächst berechnet der Syntheseabschnitt 8 Datensätze für die Innenraumpenetration zum Empfangspunkt innerhalb des Gebäudes für die ersten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und die zweiten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken. In 7 wird der Empfangspunkt im Inneren des Gebäudes 102 bereitgestellt. Ein Ausbreitungsweg (Pfad) k und ein Ausbreitungsweg (Pfad) j erreichen 102. zu diesem Zeitpunkt werden Innenraumpenetrationsdaten L_i über einen Ausbreitungsverlust des Pfads i unter Anwendung der Formel (1) berechnet. Die Innenraumpenetrationsdaten P_i über eine Stärke eines empfangenen Signals des Pfads i können ähnlich mit der Formel (1) berechnet werden, wobei der Ausbreitungsverlust durch die Stärke eines empfangenen Signals ersetzt wird. L_i = LOUT_i + α × d_i × sinθ_i + β (Einheit: Decibel) (1) wobei L_i für Innenraumpenetrationsdaten über den Ausbreitungsverlust des Pfads i steht; LOUT, ein Ausbreitungsverlust des Pfads i an einer Außenwand des Gebäudes ist; α ist ein Koeffizient einer Innenraumdistanz-Charakteristik (Distanz-Koeffizient); d_i ist eine Distanz von der Außenwand, auf die die Funkwelle des Pfads i zum Empfangspunkt einfällt (Einheit: Meter); θ_i ist ein Winkel, der von einer Ankunftsrichtung des Pfads i und einer Normalen von der Außenwandfläche gebildet wird (ein Einfallwinkel); und β ist ein Innenraumpenetrationsverlust, der vom Material der Oberfläche abhängig ist, auf die die Funkwelle einfällt. Es ist zu beachten, dass in ”COST 231 Final Report, Kapitel 4, Seiten 167–174” offenbart wird, dass der Distanzkoeffizient α vorzugsweise etwa 0,6 ist. Ferner wird der Einfallwinkel θ_i zuvor in Form der Ermittlungsdaten für die Funkwellenausbreitungs-Charakteristik durch den Strahlabgabeverfahren-Berechnungsabschnitt 6 und den Abbildungsverfahren-Berechnungsabschnitt 7 festgestellt.
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Als nächstes synthetisiert der Syntheseabschnitt
8 die Innenraumpenetrationsdaten, die vom ersten Ermittlungsdatensatz für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und dem zweiten Ermittlungsdatensatz für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken berechnet wurden. Im Fall des Ausbreitungsverlusts wird ein resultierender Wert L der Innenraumpenetrationsdaten L_i des Ausbreitungsverlusts unter Anwendung der Formel (2) berechnet. Im Fall der Stärke eines empfangenen Signals wird ein resultierender Wert P der Innenraumpenetrationsdaten P_i unter Anwendung der Formel (3) berechnet. [Formel 1]
[Formel 2]
(Einheit: Dezibel)...(3)
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Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 2.
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In Schritt S8 gibt der Ausgabeabschnitt 9 die Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken aus, die vom Syntheseabschnitt 8 synthetisiert wurden (der resultierende Wert L des Ausbreitungsverlusts oder der resultierende Wert P der Stärke eines empfangenen Signals).
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Wie oben beschrieben, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ausbreitungsweg in der Ebene C anhand des Strahlabgabeverfahrens gefunden, und der Ausbreitungsweg in der vertikalen Ebene anhand des Abbildungsverfahrens. Die Ebene C ist eine Ebene, die die Linie A (die erste Linie) umfasst, welche den Übertragungspunkt mit dem Empfangspunkt verbindet, und die horizontale Line B (die zweiten Linie) normal zur Linie A (vgl. 4). Der Grund dafür wird beschrieben. Er basiert auf der Kenntnis, dass in der Ebene C eine Reflexion einer Funkwelle von der Außenwand eines Gebäudes eine Hauptspur der Funkwelle ist. Das heißt, innerhalb der Ebene C ist der Einfluss einer Beugungswelle kleiner als jener einer Reflexionswelle. Angesichts der Wichtigkeit einer Verringerung des Berechnungsaufwands wird das Strahlabgabeverfahren benutzt. Anderseits sind auf der vertikalen Ebene eine Vielzahl an Spuren von Funkwellen, die Reflexionen und Beugungen von Dach zu Dach der Gebäude wiederholen. Deshalb sind nicht nur Reflexionswellen wichtig, sondern auch Beugungswellen. Folglich wird das Abbildungsverfahren verwendet.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird schließlich mit einer adäquaten Kombination von Strahlabgabeverfahren und Abbildungsverfahren ein Vorteil erzielt, insofern die Möglichkeit besteht, Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken effizient zu generieren.
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Ferner werden Sätze von Innenraumpenetrationsdaten zum Empfangspunkt in einem Gebäude für die ersten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken und die zweiten Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken berechnet, und die Innenraumpenetrationsdaten werden synthetisiert, um so das Feststellen von Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken am Empfangspunkt innerhalb des Gebäudes zu ermöglichen.
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Zu beachten ist, dass die Ebene C in der 4 eine horizontale Ebene umfasst. Wenn der Übertragungspunkt und der Empfangspunkt in der selben Höhe sind, ist die Ebene C eine horizontale Ebene. Oder wenn die Höhe des Übertragungspunkts nicht festgelegt ist, kann die Ebene C eine horizontale Ebene in Höhe des Empfangspunkts sein.
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Es folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Behandlung einer Straße als Ausbreitungsweg einer Funkwelle unter Bezugnahme auf 8.
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Wie in 8 dargestellt, kann eine Funkwelle so betrachtet werden, dass sie vom Zugang in eine Straße in eine Straße kommt, die von Gebäuden umgeben ist. Deshalb wird die Straße mit der Gebäude-Datenbank 3 als 1-stöckiges Gebäude registriert. Ein über der Straße installierter Bogengang wird ebenfalls mit der Gebäude-Datenbank 3 als 1-stöckiges Gebäude registriert. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, Straße und Bogengänge einheitlich auch als Gebäude zu behandeln und zu verarbeiten.
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Ein Programm zur Implementierung der in 2 dargestellten Schritte kann in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, und einem Computersystem kann erlaubt werden, das in diesem Aufzeichnungsmedium gespeicherte Programm zu lesen und auszuführen, um auf diese Weise die Verarbeitung zur Ermittlung von Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken durchzuführen. Zu beachten ist, dass das ”Computersystem” hier eines sein kann, das OS und Hardware, wie etwa Peripheriegeräte, umfasst.
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Ferner umfasst das ”Computersystem” eine Umgebung zur Bereitstellung einer Homepage (oder eine Display-Umgebung), falls ein WWW-System zur Anwendung kommt.
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Und ein ”computerlesbares Medium” bezieht sich auf eine flexible Scheibe, eine optische Magnetscheibe, ROM, einen beschreibbaren Permanentspeicher (wie einen Flash-Speicher) und ein tragbares Medium wie eine DVD (Digital Versatile Disk) sowie ein Speichergerät wie eine Festplatte, die in ein Computersystem eingebaut ist.
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Ein ”computerlesbares Medium” umfasst ferner jedes Medium, auf dem vorübergehend ein Programm wie ein flüchtiger Speicher (z. B. DRAM (Dynamic Random Access Memory)) abgelegt ist, in einem Computersystem, das als Server oder Client dient, wenn das Programm über ein Netzwerk wie etwa das Internet oder über eine Kommunikationsleitung wie eine Telefonleitung versendet wird.
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Außerdem kann das bezeichnete Programm von einem Computersystem, in dem das Programm in einem Speichergerät gespeichert ist, über ein Übertragungsmedium oder mittels Übertragungswellen in einem Übertragungsmedium auf ein anderes Computersystem übertragen werden. Hier bezeichnet das ”Übertragungsmedium”, das das Programm überträgt, jedes Medium mit einer Funktion zur Übertragung von Informationen, das ein Netzwerk umfasst (ein Kommunikationsnetz), wie beispielsweise das Internet, sowie eine Kommunikationsleitung (ein Kommunikationskabel), wie etwa eine Telefonleitung.
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Ferner kann das bezeichnete Programm jedes Programm zur Implementierung eines Teils der genannten Funktionen sein.
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Es kann ferner jedes Programm sein, das in Kombination mit einem bereits in einem Computersystem gespeicherten Programm implementiert werden kann, d. h. eine sogenannte Differentialdatei (ein Differentialprogramm).
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Zwar wurde hier ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben, doch sind diese nicht als einschränkend im Sinne spezifischer Konfigurationen zu betrachten. Die vorliegende Erfindung umfasst Planungsmodifikationen und dergleichen in einem Ausmaß, das von den Prinzipien oder dem Geltungsbereich der Erfindung nicht abweicht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das Strahlabgabeverfahren und das Abbildungsverfahren auf adäquate Weise kombiniert. Daraus wird ein Vorteil insofern gewonnen, als eine effiziente Generierung der Ermittlungsdaten für Funkwellenausbreitungs-Charakteristiken möglich ist. Ferner wird ein weiterer Vorteil insofern gewonnen, als eine Funkwellencharakteristik von einem Übertragungspunkt im Freien zu einem Innenraum-Empfangspunkt ermittelt werden kann.
(Einheit: Dezibel)...(3)