JP2004354080A - 雨量観測装置 - Google Patents
雨量観測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004354080A JP2004354080A JP2003149124A JP2003149124A JP2004354080A JP 2004354080 A JP2004354080 A JP 2004354080A JP 2003149124 A JP2003149124 A JP 2003149124A JP 2003149124 A JP2003149124 A JP 2003149124A JP 2004354080 A JP2004354080 A JP 2004354080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rainfall
- propagation path
- rainfall intensity
- observation device
- intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、伝搬路を介して到来した準ミリ波帯以上の信号のレベルの偏差と、その伝搬路の長さとからこの伝搬路における降雨強度を算出する雨量観測装置に関し、安価に、かつ精度よく雨量強度を観測できることを目的とする。
【解決手段】伝搬路を介して到来した信号のレベルからその伝搬路の降雨減衰量を得る減衰量監視手段と、伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路における雨量強度を与える既知の関数の値として、この雨量強度を求める雨量強度算出手段とを備えて構成される。
【選択図】 図１
【解決手段】伝搬路を介して到来した信号のレベルからその伝搬路の降雨減衰量を得る減衰量監視手段と、伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路における雨量強度を与える既知の関数の値として、この雨量強度を求める雨量強度算出手段とを備えて構成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝搬路を介して到来した信号のレベルの偏差と、その伝搬路の長さとからこの伝搬路における降雨強度を算出する雨量観測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広域に亘る気象予報に供される雨量の観測には、気象衛星や気象レーダが一般に適用されている。
これらの気象衛星や気象レーダは、浮遊する雨滴の集合として構成された雲等の目標に対して可視光（赤外光）や電波を照射し、その目標から到来した反射波の強度を雨量に換算すると共に、このような雨量を地図上にマッピングすることによって、地理的な雨量の分布の観測を可能とする。
【０００３】
また、このような雨量の分布は、例えば、国内の約１３００箇所の地点に設置された測定器によって所定の頻度で連続的に、かつ自動的に測定され、かつ収集されたこれらの地点にかかわる様々な気象情報が総合的に解析されるＡＭｅＤＡＳ （Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）によっても、観測されている。
【０００４】
【非特許文献１】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｉｓｈｏｕ．ｇｏ．ｊｐ／ｉｎｔｒｏ／ｇｙｏｍｕ／ ｉｎｄｅｘ５４７．ｈｔｍｌ
【非特許文献２】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｓａｋａ−ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｇｙｏｍｕｓｙｏｋａｉ／ｒａｄｅｒ／
【非特許文献３】
ｈｔｔｐ：／／ｓａｐｐｏｒｏ−ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｓｐ／ｋａｎｋｕ／ｓｐ＃ｓｕｂ０２／ｗｅｂ／Ａｍｅｄａｓ／ａｍｅｄａｓ．ｈｔｍ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来例が適用されることによって観測された雨量データは、以下に例示するように、地理的（空間的）な分解能ｒが低く、または観測が反復して行われる周期ｐが数分ないし十数時間程度であるために、必ずしも十分な精度では得られなかった。
・ 気象衛星「ひまわり」による観測では、分解能ｒが４キロメートルであり、かつ周期ｐが一時間である。
【０００６】
・ 最新の気象衛星ＮＯＡＡによる観測では、分解能ｒが１キロメートルであり、かつ周期ｐが１２時間である。
・ ＡＭｅＤＡＳによる観測では、分解能ｒの平均値が１７キロメールであり、かつ周期ｐが１分ないし１０分程度である。
・ 気象レーダによる観測では、分解能ｒが１キロメールであり、かつ周期ｐが１０分である。
【０００７】
また、例えば、準ミリ波帯において形成された無線伝送路を介して通信サービスを提供する固定無線アクセス（ＦＷＡ：Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムでは、降雨に起因する不稼動時間が年間に数分程度に抑えられなければならないために、数秒ないし十数秒程度の周期ｐによる雨量の予測とその予測の結果に基づく適切な回線制御とが要求される。
【０００８】
しかし、このような分解能は、従来、上述した分解能ｒおよび周期ｐが最小である気象レーダであっても、達成されなかった。
本発明は、安価に、かつ精度よく降雨強度を観測できる雨量観測装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、減衰量監視手段は、伝搬路を介して到来した信号のレベルからその伝搬路の降雨減衰量を得る。降雨強度算出手段は、伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路における降雨強度を与える既知の関数の値として、この降雨強度を求める。
このような降雨強度の分解能は、上述した信号が定常的に、あるいは高い頻度で到来し、かつ減衰量監視手段および降雨強度算出手段が既述の処理を確実に行うことができる限り、伝搬路の長さが短いほど小さな値となる。
【００１０】
さらに、この降雨強度は、一般に、上述した伝搬路に適用された多元接続方式、チャネル構成、伝送速度および伝送情報の形式に適応する数百ミリ秒以下の周期で更新され得る。
したがって、従来例では達成されなかった高い分解能および頻度による降雨強度の観測が可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、外部インタフェース手段は、外部から与えられる雨滴粒径分布を取得する。降雨強度算出手段は、外部インタフェース手段によって取得された雨滴粒径分布を関数に代入することによって、伝搬路における降雨強度を求める。
すなわち、このような降雨強度の算出に適用されるべき雨滴粒径分布は、マンマシンインタフェースの下で適宜与えられ、あるいは通信路を介して提供される値に適宜設定される。
【００１２】
したがって、既述の伝搬路における降雨強度は、関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
請求項３に記載の発明では、減衰量監視手段は、複数の伝搬路を介して個別に到来した信号のレベルからこれらの降雨伝搬路の減衰量を得る。降雨強度分布算出手段は、複数の伝搬路に共通に成立し、かつ個々の伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路の降雨強度を与える既知の関数の値の集合として、これらの伝搬路における降雨強度の分布を求める。
【００１３】
すなわち、降雨強度は、単一の伝搬路のみではなく、上述した複数の伝搬路の地理的な配置を示し得る二次元または三次元の空間における分布として求められる。
さらに、これらの降雨強度の地理的な分解能は、既述の複数の伝搬路の数が大きく、これらの伝搬路の地理的な密度が高いほど向上し、例えば、一般的な固定無線アクセスシステムでは、従来例と同等以上となり得る。
【００１４】
したがって、上述した降雨強度の分布は、高い分解能で識別され、かつ降雨に起因してこれらの複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策にかかわる総合的な選定の基準となる。
請求項４に記載の発明では、降雨強度分布予測手段は、複数の無線伝搬路における降雨強度の分布が変位する方向および速度を監視し、その方向および速度に基づいてこれらの降雨強度の分布を予測する。
【００１５】
すなわち、降雨に起因して上述した複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策にかかわる総合的な選定の基準は、これらの事象や影響が生じる時点に先行して与えられる。
したがって、このような対策の準備に要する時間の確保に併せて、これらの対策がとられるべき伝搬路その他の総合的な信頼性の向上が可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、外部インタフェース手段は、外部から複数の伝搬路毎に与えられる雨滴粒径分布を取得する。降雨強度算出手段は、外部インタフェース手段によって取得された個々の雨滴粒径分布に対する関数の値として、複数の伝搬路における降雨強度の分布を求める。
すなわち、複数の伝搬路における降雨強度の算出に適用されるべき雨滴粒径分布は、マンマシンインタフェースの下で適宜与えられ、あるいは通信路を介して提供される値に適宜設定される。
【００１７】
したがって、これらの伝搬路における降雨強度は、何れも関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
請求項６に記載の発明では、関数は、信号の周波数に依存する。
すなわち、個々の伝搬路の降雨強度は、これらの伝搬路を介して個別に到来する信号の占有帯域が異なる場合であっても、その占有帯域が既知である限り、精度よく算出される。
【００１８】
したがって、これらの伝搬路の形成に際して適用されるべき多元接続方式、チャネル配置、周波数配置および変復調方式にかかわる自由度が高められる。
請求項７に記載の発明では、関数は、信号の偏波に依存する。
すなわち、個々の伝搬路の降雨強度は、これらの伝搬路を介して個別に到来する信号の偏波が異なる場合であっても、その偏波が既知である限り、精度よく算出される。
【００１９】
したがって、これらの伝搬路に適用されるべき偏波にかかわる自由度が高められる。
請求項８に記載の発明では、マンマシンインタフェース手段は、関数の定義と、その関数の更新との双方または一方にかかわるマンマシンインタフェースをとる。
【００２０】
すなわち、降雨強度の算出は、その降雨強度に要求される精度だけではなく、この算出に際して与えられる引数の項目、数、精度に適応した関数に基づいて適宜行われる。
したがって、多様なシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
請求項９に記載の発明では、減衰量監視手段は、信号の品質をその信号のレベルに換算し、そのレベルに基づいてこの信号が伝搬した伝搬路の減衰量を得る。
【００２１】
すなわち、個々の降雨強度の算出に適用される降雨減衰量は、伝搬路を介して到来した信号のレベルではなく、その信号の品質の換算値として与えられる。
したがって、このようなレベルを直接計測する手段が備えられず、あるいはその計測に必要な処理量が確保されないシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第一ないし第三の実施形態を示す図である。
図において、無線基地局１１によって形成される無線ゾーン１２の所定の地点には、無線端局装置１３−１が設置される。
また、無線基地局１１は、下記の要素から構成される。
・ 上述した無線ゾーン１２を形成し、かつ無線端局装置１３−１に生起した呼にかかわるチャネル制御および呼設定を行う無線部１４
・ この無線部１４の制御用端子に縦続接続された回線監視部１５および雨量計算部１６
以下、図１を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
【００２３】
上述した無線ゾーン１２において無線端局装置１３−１と無線基地局１１との間に形成された無線伝送路の降雨減衰量（ここでは、簡単のため、単位「デシベル」で示され、かつこの無線伝送路の全域において一様であると仮定する。）Γは、例えば、以下に列記する値に対して、図２に示すように、後述する降雨強度Ｒの単調増加関数を示す近似式（１） で与えられる。
【００２４】
・ 上記の無線伝送路の長さＤ（キロメートル）
・ その無線伝送路の形成に供される搬送波信号の周波数と、この無線伝送路における雨滴粒径分布と偏波との全てに依存し、これらの周波数、雨滴粒径分布および偏波に対して一義的に定まる係数ｋおよび係数ａ（例えば、搬送波信号の周波数が２５ギガヘルツ帯に属し、かつ偏波が垂直偏波である場合には、それぞれ「０．１１３」、「１．０３０」となる。）
・ このような無線伝送路における降雨強度Ｒ（ミリメートル／時間）
Γ＝Ｄ・ｋ・Ｒａ ・・・（１）
回線監視部１５は、無線端局装置１３−１から上述した無線伝送路を介して到来し、かつ無線部１４によって受信された受信波のレベルＬを監視する。
【００２５】
雨量計算部１６は、このような受信波のレベルＬに応じて、下記を処理を行う。
・ 無線端局装置１３−１からその受信波が到来すべき既知の標準的なレベルＬｒｅｆ（ここでは、簡単のため、降雨減衰を伴わない晴天時の理想的な状態における実測等に基づいて予め与えられると仮定する。）に対する上記のレベルＬの偏差δＬを求める。
【００２６】
・ 「その偏差δＬが既定の下限値を下回ったとき」、または、「チャネル制御の下で与えられ、もしくは操作者によって所定の指令が与えられたとき」に限って、この偏差δＬに等しいと推定される降雨減衰量Γに併せて、上述した長さＤ、係数ｋ、ａ（ここでは、簡単のため、無線伝送路が形成される地域の気象条件（季節や時間帯に応じて異なってもよい。）の下で統計的に、あるいは経験則に基づいて所望の精度で定まる雨滴粒径分布に適合した既知の値であると仮定する。）が上式に代入されてなる方程式の根として、降雨強度Ｒ（＝（Γ／Ｄ・ｋ）１／ａ）を算出する。
【００２７】
なお、このような降雨強度Ｒは、例えば、該当する無線伝送路において一様である場合には、無線端局装置１３−１と無線基地局１１との間に仮想的に描かれた直線の中点（後述する第二の実施形態における「仮想観測点ＶＯ−１」に該当する。）の位置における降雨強度と見なされ得る。
また、このような降雨強度Ｒの分解能ｒは、上述した受信波が無線端局装置１３−１から定常的に（あるいは高い頻度で）送信され、かつ回線監視部１５および雨量計算部１６によって既述の処理が確度高く行われる限り、無線伝送路の長さＤが短いほど小さな値となる。
【００２８】
さらに、その降雨強度Ｒが反復して求められる周期ｐは、下記の事項の全てに適応した数ミリ秒ないし数百ミリ秒となる。
・ 無線ゾーン１２に一般に適用される多元接続方式
・ その多元接続方式の下で実現されるチャネル構成
・ これらの無線チャネルを個別に構成する伝送単位（フレームやタイムスロット）の長さや配置
したがって、本実施形態によれば、既存の固定無線アクセスシステムを構成するハードウエアが有効に活用されることによって、従来例では達成されなかった高い分解能および頻度で降雨強度Ｒが観測される。
【００２９】
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。
本実施形態には、無線基地局１３−１に併せて、図１に点線で示され、かつ図３（ａ） に「○」印で示すように、無線基地局１１によって形成された無線ゾーン１２の異なる位置に個別に設置された無線端局装置１３−２〜１３−Ｎが備えられる。
図２は、本発明の第二の実施形態の動作を説明する図である。
【００３０】
以下、図１および図２を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
雨量計算部１６は、主記憶または外部記憶の所定の記憶領域に配置され、『図４に示すように、「無線端局装置１３−１〜１３−Ｎに個別に対応した下記のＮ個のフィールドの集合であるレコード」の列として構成され、かつ時系列の順にサイクリックに書き込みが行われると共に、「後述する通りにその雨量計算部１６によって行われる処理」の手順に基づいてランダムに参照される面』の集合からなる降雨強度分布テーブル１６Ｔを有する。
【００３１】
・ 無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの内、該当するレコードに対応する単一の無線端局装置（以下、単に「特定無線端局装置」と称し、符号「１３−Ｃ」を付与して示す。）の識別子（「ＷＴ−１」〜「ＷＴ−Ｎ」の何れか）が予め登録される「端局識別子」フィールド
・ 特定無線端局装置１３−Ｃと無線基地局１１とがそれぞれ設置された２つの地点の中点に相当する仮想観測点ＶＯ−Ｃの位置（ここでは、簡単のため、緯度および軽度で示され、かつ一定であると仮定する。）が予め登録される「観測点位置」フィールド
・ 無線基地局１１に対するその仮想観測点ＶＯ−Ｃの相対距離が予め登録される「相対距離」フィールド
・ 特定無線端局装置１３−Ｃから到来した受信波のレベルＬに基づいて求められた降雨減衰量Γ−Ｃが格納される「降雨減衰量」フィールド
・ その降雨減衰量Γ−Ｃに基づいて算出された降雨強度Ｒ−Ｃが格納される「降雨強度」フィールド
雨量計測部１６は、始動時だけではなく、無線端局装置の増設等に応じて系構成が更新されたときに、降雨強度分布テーブル１６Ｔの全ての面の個々のレコードを下記の通りに初期化する。
【００３２】
・ 「端局識別子」フィールドに、特定無線端局装置１３−Ｃの識別子を格納する。
・ 「観測点位置」フィールドに、既述の仮想観測点ＶＯ−Ｃの位置を格納する。
・ 「相対距離」フィールドに、無線基地局１１に対するその仮想観測点ＶＯ−Ｃの相対局を格納する。
【００３３】
なお、仮想観測点ＶＯ−Ｃの位置については、ここでは、簡単のため、例えば、無線基地局１１が設置された既知の地点と、「無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの開局の申請に際して適用されたこれらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの緯度および経度」で与えられる地点との中点の位置であると仮定する。
また、雨量計測部１６は、『所定の周期Ｔでサイクリックに更新され、かつ「降雨強度分布テーブル１６Ｔの面の内、書き込みの対象となるべき面」を示す書き込みポインタ（図示されない。）』を有する。
【００３４】
さらに、雨量計測部１６は、無線部１４および回線監視部１５と連係することによって、上述した周期Ｔで下記の一連の処理を反復する。
・ 無線端局装置１３−１〜１３−Ｎから到来した受信波のレベルの偏差に基づいて、既述の第一の実施形態と同様の手順に基づいて、これらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎに個別に対応した降雨減衰量Γ−１〜Γ−Ｎと降雨強度Ｒ−１〜Ｒ−Ｎとを算出する。
【００３５】
・ 降雨強度分布テーブル１６Ｔが有する複数の面の内、既述の書き込みポインタで示される面の第１ないし第Ｎのレコードの「降雨減衰量」フィールドと「降雨強度」とに、それぞれ降雨減衰量Γ−１〜Γ−Ｎと降雨強度Ｒ−１〜Ｒ−Ｎとを格納する。
また、雨量計算部１６は、上述した処理に並行して下記の処理を行う。
【００３６】
・ 降雨強度分布テーブル１６Ｔの面の内、既述の書き込みポインタで示される面に先行して時系列の順に書き込みが完了した所望の複数の面を参照することによって、「観測点位置フィールド」の値に基づいて「降雨減衰量」フィールド（または、「降雨強度」フィールド）の値が地理的にマッピングされてなる「降雨減衰量」（または「降雨強度」）の分布を識別する。
【００３７】
・ 時系列の順におけるこのような分布の変位の方向と速度とを求め、これらの方向および速度の履歴をとる。
・ その履歴として与えられる方向および速度に基づいて、「観測点位置」フィールドの値で示される仮想観測点ＶＯ−１〜ＶＯ−Ｎにおける「降雨減衰量」（または「降雨強度」）が所定の閾値を上回る期間（または時点）を予測し、その期間（または時点）に先行して、該当する仮想観測点に対応する特定レコードの「端局識別子」フィールドの値で示される無線端局装置との間に形成され（あるいは形成され得る）無線伝送路にかかわる適正な回線制御を開始する。
【００３８】
すなわち、無線ゾーン１２では、無線基地局１１に収容された複数の無線端局装置１３−１〜１３−Ｎから並行して、あるいはほぼ同時に到来し、かつ所定の多元接続方式やチャネル配置の下で個別に識別可能な受信波のレベルの偏差に基づいて、これらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎと無線基地局１１との間に形成される個々の無線伝送路における降雨強度が予測され、さらに、これらの予測の結果に基づく適切な回線制御が順次行われる。
【００３９】
また、本実施形態では、例えば、無線ゾーン３１の径（≧Ｄ）が１キロメートル程度である場合には、このような降雨強度の分解能ｒは、例えば、無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの台数Ｎが「２０」と少ない場合であっても、これらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎが無線ゾーン３１内にほぼ一様に設置される限り、約４００メートル（＝（π×１キロメートル／２０台）１／２） と、従来の気象観測システムと同等以上となる。
【００４０】
このように本実施形態によれば、突発的な降雨に際して不稼働時間の回避を目的として行われるべき適切な回線制御がその降雨に先行して確度高く、かつ安定に行われる。
したがって、このような回線制御が行われるべき契機が的確に与えられなかった従来例に比べて、サービス品質に併せて伝送品質が高く維持され、かつ適用されるべき無線周波数帯の選定にかかわる自由度が高められる。
【００４１】
なお、本実施形態では、既述の回線制御が行われる契機が降雨強度や降雨減衰量の予測の結果に基づいて適切に与えられている。
しかし、このような予測の結果については、気象条件に応じて行われるべき如何なる形態の処理やその処理が起動されるべき契機の特定に供されてもよい。
以下、本発明の第三の実施形態について説明する。
【００４２】
本実施形態には、図１に破線で示されるように、ディスプレイ１７、キーボード１８およびマウス１９が雨量計算部１６の周辺装置として備えられる。
以下、図１を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、雨量計算部１６によって行われる下記の処理の手順にある。
【００４３】
雨量計算部１６の主記憶または外部記憶の何れかの所定の記憶領域には、図５に示すように、下記のフィールドの組み合わせとして構成されたレコードの列である係数ポインタテーブル１６ＣＰＴが配置される。
・ 既述の無線伝送路の形成に適用されるべき無線周波数が予め登録された「周波数」フィールド
・ その無線伝送路に適用されるべき偏波の形態（例えば、垂直偏波と水平偏波との何れか一方）が予め登録された「偏波」フィールド
・ 既述の「雨滴粒径分布」の値が予め登録された「雨滴粒径分布」フィールド
・ 図６に示され、かつ詳細が後述される係数テーブル１６ＣＴのレコードの内、これらのフィールドにそれぞれ登録された無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の組み合わせに対して好適な係数ｋおよび係数ａの値が格納されたレコードを示すポインタが予め登録された「ポインタ」フィールド
さらに、雨量計算部１６の主記憶または外部記憶の他の記憶領域には、図６に示すように、上述したポインタに対応した係数ｋおよび係数ａの好適な値がそれぞれ予め登録された「係数ｋ」フィールドと、「係数ａ」フィールドとから構成されたレコードの列として係数テーブル１６ＣＴが配置される。
【００４４】
雨量計算部１６は、下記の一連の処理を行う。
・ 既述のディスプレイ１７、キーボード１８およびマウス１９を介してマンマシンインタフェースをとり、上述した無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の全てまたは一部の設定および更新を適宜行う。
・ これらの無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布を示す値の内、上述したマンマシンインタフェースの下で新たに設定され、あるいは更新された値と、このような設定や更新の対象とならなかった他の項目の値との組み合わせを取得する。
【００４５】
・ 係数ポインタテーブル１６ＣＰＴのレコードの内、このような組み合わせとの相関性が最も高いレコードを特定し、そのレコードの「ポインタ」フィールドの値にポインタを更新する。
・ 係数テーブル１６ＣＴのレコードの内、このようなポインタに対応したレコードの「係数ｋ」フィールドと「係数ａ」フィールドとの値に、係数ｋと係数ａとの値をそれぞれ更新する。
【００４６】
したがって、本実施形態によれば、上式（１） に基づいて求められる降雨強度およびその降雨強度の分布は、既述の無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の何れかが変更された場合であっても、上述したマンマシンインタフェースを介して操作者によって与えられる方針や形態で精度よく求められる。
なお、本実施形態では、上述した無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の何れの設定や更新がマンマシンインタフェースの下で適宜行われている。
【００４７】
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、無線周波数や偏波の形態がチャネル制御の手順や無線伝送路の状態に応じて自動的に更新され、かつ雨滴粒径分布が「気象情報を提供する機関や企業体」によって通信路を介して適宜与えられてることによって、精度や実時間性の向上が図られ、あるいは多様な分野に対する適応が図られてもよい。
【００４８】
また、上述した各実施形態では、上式（１） のみに基づいて降雨強度Ｒが算出されている。
しかし、このような式は、「実測によって求められた値」と、「既知の情報として特定された値」との双方もしくは何れか一方のみに基づいて降雨強度Ｒを所望の精度で与える限り、如何なる式で代替されてもよい。
【００４９】
さらに、このような降雨強度Ｒの算出に供されるべき式は、例えば、マンマシンインタフェースの下で操作者によって指定され、あるいは何らかの通信路を介して外部から指定されることによって、その降雨強度Ｒの精度や引数との整合が図られてもよい。
また、上述した各実施形態では、無線部１４によって受信された受信波のレベルＬがその回線監視部１５によって直接監視されている。
【００５０】
しかし、このような受信波のレベルＬは、例えば、その受信波の変調方式に適合した信号空間上におけるシンボル単位の誤差の平均値、またはこの受信波に適合した伝送路復号化の過程で評価されたビット誤り率その他の伝送品質の換算値として与えられてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、降雨強度の算出に適用されるべき降雨減衰量は、固定無線アクセスシステムに収容された無線端局装置１３−１〜１３−Ｎから到来し、かつミリ波帯以上の周波数帯に占有帯域を有する受信波のレベルの偏差として与えられている。
【００５１】
しかし、このようなレベルの偏差が計測されるべき信号は、無線周波信号に限定されず、例えば、レーザ光、超音波その他の波動信号だけではなく、単発のパルス信号、または所定の頻度で到来するパルス信号であってもよい。
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多様な形態によく実施形態が可能であり、かつ構成装置の一部もしくは全てに如何なる改良が施されてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように請求項１に記載の発明では、従来例では達成されなかった高い分解能および頻度による降雨強度の観測が可能となる。
また、請求項２に記載の発明では、既述の伝搬路における降雨強度は、関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
さらに、請求項３に記載の発明では、既述の降雨強度の分布は、高い分解能で識別され、かつ降雨に起因して複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策にかかわる総合的な選定の基準となる。
【００５３】
また、請求項４に記載の発明では、降雨に起因して既述の複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策の準備に要する時間の確保に併せて、これらの対策がとられるべき伝搬路その他の総合的な信頼性の向上が可能となる。
さらに、請求項５に記載の発明では、複数の伝搬路における降雨強度は、何れも関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
【００５４】
また、請求項６に記載の発明では、個々の伝搬路の形成に際して適用されるべき多元接続方式、チャネル配置、周波数配置および変復調方式にかかわる自由度が高められる。
さらに、請求項７に記載の発明では、個々の伝搬路に適用されるべき偏波にかかわる自由度が高められる。
【００５５】
また、請求項８に記載の発明では、多様なシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
さらに、請求項９に記載の発明では、伝搬路を介して到来した信号のレベルを直接計測する手段が備えられず、あるいはその計測に必要な処理量が確保されないシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
【００５６】
したがって、これらの発明が適用されたシステムや機器では、信頼性および性能が総合的に高く維持され、かつ保守や運用にかかわる作業の省力化に併せて、ランニングコストの削減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一ないし第三の実施形態を示す図である。
【図２】降雨強度に対する降雨減衰量の変化を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態の動作を説明する図である。
【図４】降雨強度分布テーブルの構成を示す図である。
【図５】係数ポインタテーブルの構成を示す図である。
【図６】係数テーブルの構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 無線基地局
１２ 無線ゾーン
１３ 無線端局装置
１４ 無線部
１５ 回線監視部
１６ 雨量計算部
１６Ｔ 降雨強度分布テーブル
１６ＣＰＴ 係数ポインタテーブル
１６ＣＴ 係数テーブル
１７ ディスプレイ
１８ キーボード
１９ マウス
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝搬路を介して到来した信号のレベルの偏差と、その伝搬路の長さとからこの伝搬路における降雨強度を算出する雨量観測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広域に亘る気象予報に供される雨量の観測には、気象衛星や気象レーダが一般に適用されている。
これらの気象衛星や気象レーダは、浮遊する雨滴の集合として構成された雲等の目標に対して可視光（赤外光）や電波を照射し、その目標から到来した反射波の強度を雨量に換算すると共に、このような雨量を地図上にマッピングすることによって、地理的な雨量の分布の観測を可能とする。
【０００３】
また、このような雨量の分布は、例えば、国内の約１３００箇所の地点に設置された測定器によって所定の頻度で連続的に、かつ自動的に測定され、かつ収集されたこれらの地点にかかわる様々な気象情報が総合的に解析されるＡＭｅＤＡＳ （Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）によっても、観測されている。
【０００４】
【非特許文献１】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｉｓｈｏｕ．ｇｏ．ｊｐ／ｉｎｔｒｏ／ｇｙｏｍｕ／ ｉｎｄｅｘ５４７．ｈｔｍｌ
【非特許文献２】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｓａｋａ−ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｇｙｏｍｕｓｙｏｋａｉ／ｒａｄｅｒ／
【非特許文献３】
ｈｔｔｐ：／／ｓａｐｐｏｒｏ−ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｓｐ／ｋａｎｋｕ／ｓｐ＃ｓｕｂ０２／ｗｅｂ／Ａｍｅｄａｓ／ａｍｅｄａｓ．ｈｔｍ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来例が適用されることによって観測された雨量データは、以下に例示するように、地理的（空間的）な分解能ｒが低く、または観測が反復して行われる周期ｐが数分ないし十数時間程度であるために、必ずしも十分な精度では得られなかった。
・ 気象衛星「ひまわり」による観測では、分解能ｒが４キロメートルであり、かつ周期ｐが一時間である。
【０００６】
・ 最新の気象衛星ＮＯＡＡによる観測では、分解能ｒが１キロメートルであり、かつ周期ｐが１２時間である。
・ ＡＭｅＤＡＳによる観測では、分解能ｒの平均値が１７キロメールであり、かつ周期ｐが１分ないし１０分程度である。
・ 気象レーダによる観測では、分解能ｒが１キロメールであり、かつ周期ｐが１０分である。
【０００７】
また、例えば、準ミリ波帯において形成された無線伝送路を介して通信サービスを提供する固定無線アクセス（ＦＷＡ：Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）システムでは、降雨に起因する不稼動時間が年間に数分程度に抑えられなければならないために、数秒ないし十数秒程度の周期ｐによる雨量の予測とその予測の結果に基づく適切な回線制御とが要求される。
【０００８】
しかし、このような分解能は、従来、上述した分解能ｒおよび周期ｐが最小である気象レーダであっても、達成されなかった。
本発明は、安価に、かつ精度よく降雨強度を観測できる雨量観測装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、減衰量監視手段は、伝搬路を介して到来した信号のレベルからその伝搬路の降雨減衰量を得る。降雨強度算出手段は、伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路における降雨強度を与える既知の関数の値として、この降雨強度を求める。
このような降雨強度の分解能は、上述した信号が定常的に、あるいは高い頻度で到来し、かつ減衰量監視手段および降雨強度算出手段が既述の処理を確実に行うことができる限り、伝搬路の長さが短いほど小さな値となる。
【００１０】
さらに、この降雨強度は、一般に、上述した伝搬路に適用された多元接続方式、チャネル構成、伝送速度および伝送情報の形式に適応する数百ミリ秒以下の周期で更新され得る。
したがって、従来例では達成されなかった高い分解能および頻度による降雨強度の観測が可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、外部インタフェース手段は、外部から与えられる雨滴粒径分布を取得する。降雨強度算出手段は、外部インタフェース手段によって取得された雨滴粒径分布を関数に代入することによって、伝搬路における降雨強度を求める。
すなわち、このような降雨強度の算出に適用されるべき雨滴粒径分布は、マンマシンインタフェースの下で適宜与えられ、あるいは通信路を介して提供される値に適宜設定される。
【００１２】
したがって、既述の伝搬路における降雨強度は、関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
請求項３に記載の発明では、減衰量監視手段は、複数の伝搬路を介して個別に到来した信号のレベルからこれらの降雨伝搬路の減衰量を得る。降雨強度分布算出手段は、複数の伝搬路に共通に成立し、かつ個々の伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路の降雨強度を与える既知の関数の値の集合として、これらの伝搬路における降雨強度の分布を求める。
【００１３】
すなわち、降雨強度は、単一の伝搬路のみではなく、上述した複数の伝搬路の地理的な配置を示し得る二次元または三次元の空間における分布として求められる。
さらに、これらの降雨強度の地理的な分解能は、既述の複数の伝搬路の数が大きく、これらの伝搬路の地理的な密度が高いほど向上し、例えば、一般的な固定無線アクセスシステムでは、従来例と同等以上となり得る。
【００１４】
したがって、上述した降雨強度の分布は、高い分解能で識別され、かつ降雨に起因してこれらの複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策にかかわる総合的な選定の基準となる。
請求項４に記載の発明では、降雨強度分布予測手段は、複数の無線伝搬路における降雨強度の分布が変位する方向および速度を監視し、その方向および速度に基づいてこれらの降雨強度の分布を予測する。
【００１５】
すなわち、降雨に起因して上述した複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策にかかわる総合的な選定の基準は、これらの事象や影響が生じる時点に先行して与えられる。
したがって、このような対策の準備に要する時間の確保に併せて、これらの対策がとられるべき伝搬路その他の総合的な信頼性の向上が可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、外部インタフェース手段は、外部から複数の伝搬路毎に与えられる雨滴粒径分布を取得する。降雨強度算出手段は、外部インタフェース手段によって取得された個々の雨滴粒径分布に対する関数の値として、複数の伝搬路における降雨強度の分布を求める。
すなわち、複数の伝搬路における降雨強度の算出に適用されるべき雨滴粒径分布は、マンマシンインタフェースの下で適宜与えられ、あるいは通信路を介して提供される値に適宜設定される。
【００１７】
したがって、これらの伝搬路における降雨強度は、何れも関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
請求項６に記載の発明では、関数は、信号の周波数に依存する。
すなわち、個々の伝搬路の降雨強度は、これらの伝搬路を介して個別に到来する信号の占有帯域が異なる場合であっても、その占有帯域が既知である限り、精度よく算出される。
【００１８】
したがって、これらの伝搬路の形成に際して適用されるべき多元接続方式、チャネル配置、周波数配置および変復調方式にかかわる自由度が高められる。
請求項７に記載の発明では、関数は、信号の偏波に依存する。
すなわち、個々の伝搬路の降雨強度は、これらの伝搬路を介して個別に到来する信号の偏波が異なる場合であっても、その偏波が既知である限り、精度よく算出される。
【００１９】
したがって、これらの伝搬路に適用されるべき偏波にかかわる自由度が高められる。
請求項８に記載の発明では、マンマシンインタフェース手段は、関数の定義と、その関数の更新との双方または一方にかかわるマンマシンインタフェースをとる。
【００２０】
すなわち、降雨強度の算出は、その降雨強度に要求される精度だけではなく、この算出に際して与えられる引数の項目、数、精度に適応した関数に基づいて適宜行われる。
したがって、多様なシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
請求項９に記載の発明では、減衰量監視手段は、信号の品質をその信号のレベルに換算し、そのレベルに基づいてこの信号が伝搬した伝搬路の減衰量を得る。
【００２１】
すなわち、個々の降雨強度の算出に適用される降雨減衰量は、伝搬路を介して到来した信号のレベルではなく、その信号の品質の換算値として与えられる。
したがって、このようなレベルを直接計測する手段が備えられず、あるいはその計測に必要な処理量が確保されないシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第一ないし第三の実施形態を示す図である。
図において、無線基地局１１によって形成される無線ゾーン１２の所定の地点には、無線端局装置１３−１が設置される。
また、無線基地局１１は、下記の要素から構成される。
・ 上述した無線ゾーン１２を形成し、かつ無線端局装置１３−１に生起した呼にかかわるチャネル制御および呼設定を行う無線部１４
・ この無線部１４の制御用端子に縦続接続された回線監視部１５および雨量計算部１６
以下、図１を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
【００２３】
上述した無線ゾーン１２において無線端局装置１３−１と無線基地局１１との間に形成された無線伝送路の降雨減衰量（ここでは、簡単のため、単位「デシベル」で示され、かつこの無線伝送路の全域において一様であると仮定する。）Γは、例えば、以下に列記する値に対して、図２に示すように、後述する降雨強度Ｒの単調増加関数を示す近似式（１） で与えられる。
【００２４】
・ 上記の無線伝送路の長さＤ（キロメートル）
・ その無線伝送路の形成に供される搬送波信号の周波数と、この無線伝送路における雨滴粒径分布と偏波との全てに依存し、これらの周波数、雨滴粒径分布および偏波に対して一義的に定まる係数ｋおよび係数ａ（例えば、搬送波信号の周波数が２５ギガヘルツ帯に属し、かつ偏波が垂直偏波である場合には、それぞれ「０．１１３」、「１．０３０」となる。）
・ このような無線伝送路における降雨強度Ｒ（ミリメートル／時間）
Γ＝Ｄ・ｋ・Ｒａ ・・・（１）
回線監視部１５は、無線端局装置１３−１から上述した無線伝送路を介して到来し、かつ無線部１４によって受信された受信波のレベルＬを監視する。
【００２５】
雨量計算部１６は、このような受信波のレベルＬに応じて、下記を処理を行う。
・ 無線端局装置１３−１からその受信波が到来すべき既知の標準的なレベルＬｒｅｆ（ここでは、簡単のため、降雨減衰を伴わない晴天時の理想的な状態における実測等に基づいて予め与えられると仮定する。）に対する上記のレベルＬの偏差δＬを求める。
【００２６】
・ 「その偏差δＬが既定の下限値を下回ったとき」、または、「チャネル制御の下で与えられ、もしくは操作者によって所定の指令が与えられたとき」に限って、この偏差δＬに等しいと推定される降雨減衰量Γに併せて、上述した長さＤ、係数ｋ、ａ（ここでは、簡単のため、無線伝送路が形成される地域の気象条件（季節や時間帯に応じて異なってもよい。）の下で統計的に、あるいは経験則に基づいて所望の精度で定まる雨滴粒径分布に適合した既知の値であると仮定する。）が上式に代入されてなる方程式の根として、降雨強度Ｒ（＝（Γ／Ｄ・ｋ）１／ａ）を算出する。
【００２７】
なお、このような降雨強度Ｒは、例えば、該当する無線伝送路において一様である場合には、無線端局装置１３−１と無線基地局１１との間に仮想的に描かれた直線の中点（後述する第二の実施形態における「仮想観測点ＶＯ−１」に該当する。）の位置における降雨強度と見なされ得る。
また、このような降雨強度Ｒの分解能ｒは、上述した受信波が無線端局装置１３−１から定常的に（あるいは高い頻度で）送信され、かつ回線監視部１５および雨量計算部１６によって既述の処理が確度高く行われる限り、無線伝送路の長さＤが短いほど小さな値となる。
【００２８】
さらに、その降雨強度Ｒが反復して求められる周期ｐは、下記の事項の全てに適応した数ミリ秒ないし数百ミリ秒となる。
・ 無線ゾーン１２に一般に適用される多元接続方式
・ その多元接続方式の下で実現されるチャネル構成
・ これらの無線チャネルを個別に構成する伝送単位（フレームやタイムスロット）の長さや配置
したがって、本実施形態によれば、既存の固定無線アクセスシステムを構成するハードウエアが有効に活用されることによって、従来例では達成されなかった高い分解能および頻度で降雨強度Ｒが観測される。
【００２９】
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。
本実施形態には、無線基地局１３−１に併せて、図１に点線で示され、かつ図３（ａ） に「○」印で示すように、無線基地局１１によって形成された無線ゾーン１２の異なる位置に個別に設置された無線端局装置１３−２〜１３−Ｎが備えられる。
図２は、本発明の第二の実施形態の動作を説明する図である。
【００３０】
以下、図１および図２を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
雨量計算部１６は、主記憶または外部記憶の所定の記憶領域に配置され、『図４に示すように、「無線端局装置１３−１〜１３−Ｎに個別に対応した下記のＮ個のフィールドの集合であるレコード」の列として構成され、かつ時系列の順にサイクリックに書き込みが行われると共に、「後述する通りにその雨量計算部１６によって行われる処理」の手順に基づいてランダムに参照される面』の集合からなる降雨強度分布テーブル１６Ｔを有する。
【００３１】
・ 無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの内、該当するレコードに対応する単一の無線端局装置（以下、単に「特定無線端局装置」と称し、符号「１３−Ｃ」を付与して示す。）の識別子（「ＷＴ−１」〜「ＷＴ−Ｎ」の何れか）が予め登録される「端局識別子」フィールド
・ 特定無線端局装置１３−Ｃと無線基地局１１とがそれぞれ設置された２つの地点の中点に相当する仮想観測点ＶＯ−Ｃの位置（ここでは、簡単のため、緯度および軽度で示され、かつ一定であると仮定する。）が予め登録される「観測点位置」フィールド
・ 無線基地局１１に対するその仮想観測点ＶＯ−Ｃの相対距離が予め登録される「相対距離」フィールド
・ 特定無線端局装置１３−Ｃから到来した受信波のレベルＬに基づいて求められた降雨減衰量Γ−Ｃが格納される「降雨減衰量」フィールド
・ その降雨減衰量Γ−Ｃに基づいて算出された降雨強度Ｒ−Ｃが格納される「降雨強度」フィールド
雨量計測部１６は、始動時だけではなく、無線端局装置の増設等に応じて系構成が更新されたときに、降雨強度分布テーブル１６Ｔの全ての面の個々のレコードを下記の通りに初期化する。
【００３２】
・ 「端局識別子」フィールドに、特定無線端局装置１３−Ｃの識別子を格納する。
・ 「観測点位置」フィールドに、既述の仮想観測点ＶＯ−Ｃの位置を格納する。
・ 「相対距離」フィールドに、無線基地局１１に対するその仮想観測点ＶＯ−Ｃの相対局を格納する。
【００３３】
なお、仮想観測点ＶＯ−Ｃの位置については、ここでは、簡単のため、例えば、無線基地局１１が設置された既知の地点と、「無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの開局の申請に際して適用されたこれらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの緯度および経度」で与えられる地点との中点の位置であると仮定する。
また、雨量計測部１６は、『所定の周期Ｔでサイクリックに更新され、かつ「降雨強度分布テーブル１６Ｔの面の内、書き込みの対象となるべき面」を示す書き込みポインタ（図示されない。）』を有する。
【００３４】
さらに、雨量計測部１６は、無線部１４および回線監視部１５と連係することによって、上述した周期Ｔで下記の一連の処理を反復する。
・ 無線端局装置１３−１〜１３−Ｎから到来した受信波のレベルの偏差に基づいて、既述の第一の実施形態と同様の手順に基づいて、これらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎに個別に対応した降雨減衰量Γ−１〜Γ−Ｎと降雨強度Ｒ−１〜Ｒ−Ｎとを算出する。
【００３５】
・ 降雨強度分布テーブル１６Ｔが有する複数の面の内、既述の書き込みポインタで示される面の第１ないし第Ｎのレコードの「降雨減衰量」フィールドと「降雨強度」とに、それぞれ降雨減衰量Γ−１〜Γ−Ｎと降雨強度Ｒ−１〜Ｒ−Ｎとを格納する。
また、雨量計算部１６は、上述した処理に並行して下記の処理を行う。
【００３６】
・ 降雨強度分布テーブル１６Ｔの面の内、既述の書き込みポインタで示される面に先行して時系列の順に書き込みが完了した所望の複数の面を参照することによって、「観測点位置フィールド」の値に基づいて「降雨減衰量」フィールド（または、「降雨強度」フィールド）の値が地理的にマッピングされてなる「降雨減衰量」（または「降雨強度」）の分布を識別する。
【００３７】
・ 時系列の順におけるこのような分布の変位の方向と速度とを求め、これらの方向および速度の履歴をとる。
・ その履歴として与えられる方向および速度に基づいて、「観測点位置」フィールドの値で示される仮想観測点ＶＯ−１〜ＶＯ−Ｎにおける「降雨減衰量」（または「降雨強度」）が所定の閾値を上回る期間（または時点）を予測し、その期間（または時点）に先行して、該当する仮想観測点に対応する特定レコードの「端局識別子」フィールドの値で示される無線端局装置との間に形成され（あるいは形成され得る）無線伝送路にかかわる適正な回線制御を開始する。
【００３８】
すなわち、無線ゾーン１２では、無線基地局１１に収容された複数の無線端局装置１３−１〜１３−Ｎから並行して、あるいはほぼ同時に到来し、かつ所定の多元接続方式やチャネル配置の下で個別に識別可能な受信波のレベルの偏差に基づいて、これらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎと無線基地局１１との間に形成される個々の無線伝送路における降雨強度が予測され、さらに、これらの予測の結果に基づく適切な回線制御が順次行われる。
【００３９】
また、本実施形態では、例えば、無線ゾーン３１の径（≧Ｄ）が１キロメートル程度である場合には、このような降雨強度の分解能ｒは、例えば、無線端局装置１３−１〜１３−Ｎの台数Ｎが「２０」と少ない場合であっても、これらの無線端局装置１３−１〜１３−Ｎが無線ゾーン３１内にほぼ一様に設置される限り、約４００メートル（＝（π×１キロメートル／２０台）１／２） と、従来の気象観測システムと同等以上となる。
【００４０】
このように本実施形態によれば、突発的な降雨に際して不稼働時間の回避を目的として行われるべき適切な回線制御がその降雨に先行して確度高く、かつ安定に行われる。
したがって、このような回線制御が行われるべき契機が的確に与えられなかった従来例に比べて、サービス品質に併せて伝送品質が高く維持され、かつ適用されるべき無線周波数帯の選定にかかわる自由度が高められる。
【００４１】
なお、本実施形態では、既述の回線制御が行われる契機が降雨強度や降雨減衰量の予測の結果に基づいて適切に与えられている。
しかし、このような予測の結果については、気象条件に応じて行われるべき如何なる形態の処理やその処理が起動されるべき契機の特定に供されてもよい。
以下、本発明の第三の実施形態について説明する。
【００４２】
本実施形態には、図１に破線で示されるように、ディスプレイ１７、キーボード１８およびマウス１９が雨量計算部１６の周辺装置として備えられる。
以下、図１を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。
本実施形態の特徴は、雨量計算部１６によって行われる下記の処理の手順にある。
【００４３】
雨量計算部１６の主記憶または外部記憶の何れかの所定の記憶領域には、図５に示すように、下記のフィールドの組み合わせとして構成されたレコードの列である係数ポインタテーブル１６ＣＰＴが配置される。
・ 既述の無線伝送路の形成に適用されるべき無線周波数が予め登録された「周波数」フィールド
・ その無線伝送路に適用されるべき偏波の形態（例えば、垂直偏波と水平偏波との何れか一方）が予め登録された「偏波」フィールド
・ 既述の「雨滴粒径分布」の値が予め登録された「雨滴粒径分布」フィールド
・ 図６に示され、かつ詳細が後述される係数テーブル１６ＣＴのレコードの内、これらのフィールドにそれぞれ登録された無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の組み合わせに対して好適な係数ｋおよび係数ａの値が格納されたレコードを示すポインタが予め登録された「ポインタ」フィールド
さらに、雨量計算部１６の主記憶または外部記憶の他の記憶領域には、図６に示すように、上述したポインタに対応した係数ｋおよび係数ａの好適な値がそれぞれ予め登録された「係数ｋ」フィールドと、「係数ａ」フィールドとから構成されたレコードの列として係数テーブル１６ＣＴが配置される。
【００４４】
雨量計算部１６は、下記の一連の処理を行う。
・ 既述のディスプレイ１７、キーボード１８およびマウス１９を介してマンマシンインタフェースをとり、上述した無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の全てまたは一部の設定および更新を適宜行う。
・ これらの無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布を示す値の内、上述したマンマシンインタフェースの下で新たに設定され、あるいは更新された値と、このような設定や更新の対象とならなかった他の項目の値との組み合わせを取得する。
【００４５】
・ 係数ポインタテーブル１６ＣＰＴのレコードの内、このような組み合わせとの相関性が最も高いレコードを特定し、そのレコードの「ポインタ」フィールドの値にポインタを更新する。
・ 係数テーブル１６ＣＴのレコードの内、このようなポインタに対応したレコードの「係数ｋ」フィールドと「係数ａ」フィールドとの値に、係数ｋと係数ａとの値をそれぞれ更新する。
【００４６】
したがって、本実施形態によれば、上式（１） に基づいて求められる降雨強度およびその降雨強度の分布は、既述の無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の何れかが変更された場合であっても、上述したマンマシンインタフェースを介して操作者によって与えられる方針や形態で精度よく求められる。
なお、本実施形態では、上述した無線周波数、偏波の形態および雨滴粒径分布の何れの設定や更新がマンマシンインタフェースの下で適宜行われている。
【００４７】
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、無線周波数や偏波の形態がチャネル制御の手順や無線伝送路の状態に応じて自動的に更新され、かつ雨滴粒径分布が「気象情報を提供する機関や企業体」によって通信路を介して適宜与えられてることによって、精度や実時間性の向上が図られ、あるいは多様な分野に対する適応が図られてもよい。
【００４８】
また、上述した各実施形態では、上式（１） のみに基づいて降雨強度Ｒが算出されている。
しかし、このような式は、「実測によって求められた値」と、「既知の情報として特定された値」との双方もしくは何れか一方のみに基づいて降雨強度Ｒを所望の精度で与える限り、如何なる式で代替されてもよい。
【００４９】
さらに、このような降雨強度Ｒの算出に供されるべき式は、例えば、マンマシンインタフェースの下で操作者によって指定され、あるいは何らかの通信路を介して外部から指定されることによって、その降雨強度Ｒの精度や引数との整合が図られてもよい。
また、上述した各実施形態では、無線部１４によって受信された受信波のレベルＬがその回線監視部１５によって直接監視されている。
【００５０】
しかし、このような受信波のレベルＬは、例えば、その受信波の変調方式に適合した信号空間上におけるシンボル単位の誤差の平均値、またはこの受信波に適合した伝送路復号化の過程で評価されたビット誤り率その他の伝送品質の換算値として与えられてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、降雨強度の算出に適用されるべき降雨減衰量は、固定無線アクセスシステムに収容された無線端局装置１３−１〜１３−Ｎから到来し、かつミリ波帯以上の周波数帯に占有帯域を有する受信波のレベルの偏差として与えられている。
【００５１】
しかし、このようなレベルの偏差が計測されるべき信号は、無線周波信号に限定されず、例えば、レーザ光、超音波その他の波動信号だけではなく、単発のパルス信号、または所定の頻度で到来するパルス信号であってもよい。
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多様な形態によく実施形態が可能であり、かつ構成装置の一部もしくは全てに如何なる改良が施されてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように請求項１に記載の発明では、従来例では達成されなかった高い分解能および頻度による降雨強度の観測が可能となる。
また、請求項２に記載の発明では、既述の伝搬路における降雨強度は、関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
さらに、請求項３に記載の発明では、既述の降雨強度の分布は、高い分解能で識別され、かつ降雨に起因して複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策にかかわる総合的な選定の基準となる。
【００５３】
また、請求項４に記載の発明では、降雨に起因して既述の複数の伝搬路その他に生じる事象や影響への対策の準備に要する時間の確保に併せて、これらの対策がとられるべき伝搬路その他の総合的な信頼性の向上が可能となる。
さらに、請求項５に記載の発明では、複数の伝搬路における降雨強度は、何れも関連する機関、組織および人員の全てまたは一部によって与えられる適正な雨滴粒径分布に基づいて多様な形態で算出される。
【００５４】
また、請求項６に記載の発明では、個々の伝搬路の形成に際して適用されるべき多元接続方式、チャネル配置、周波数配置および変復調方式にかかわる自由度が高められる。
さらに、請求項７に記載の発明では、個々の伝搬路に適用されるべき偏波にかかわる自由度が高められる。
【００５５】
また、請求項８に記載の発明では、多様なシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
さらに、請求項９に記載の発明では、伝搬路を介して到来した信号のレベルを直接計測する手段が備えられず、あるいはその計測に必要な処理量が確保されないシステムや機器に対する本発明の適用が可能となる。
【００５６】
したがって、これらの発明が適用されたシステムや機器では、信頼性および性能が総合的に高く維持され、かつ保守や運用にかかわる作業の省力化に併せて、ランニングコストの削減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一ないし第三の実施形態を示す図である。
【図２】降雨強度に対する降雨減衰量の変化を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態の動作を説明する図である。
【図４】降雨強度分布テーブルの構成を示す図である。
【図５】係数ポインタテーブルの構成を示す図である。
【図６】係数テーブルの構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 無線基地局
１２ 無線ゾーン
１３ 無線端局装置
１４ 無線部
１５ 回線監視部
１６ 雨量計算部
１６Ｔ 降雨強度分布テーブル
１６ＣＰＴ 係数ポインタテーブル
１６ＣＴ 係数テーブル
１７ ディスプレイ
１８ キーボード
１９ マウス
Claims (9)
- 伝搬路を介して到来した信号のレベルからその伝搬路の降雨減衰量を得る減衰量監視手段と、
前記伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路における降雨強度を与える既知の関数の値として、この降雨強度を求める降雨強度算出手段と
を備えたことを特徴とする雨量観測装置。 - 請求項１に記載の雨量観測装置において、
外部から与えられる雨滴粒径分布を取得する外部インタフェース手段を備え、
前記降雨強度算出手段は、
前記外部インタフェース手段によって取得された雨滴粒径分布を前記関数に代入することによって、前記伝搬路における降雨強度を求める
ことを特徴とする雨量観測装置。 - 複数の伝搬路を介して個別に到来した信号のレベルからこれらの伝搬路の降雨減衰量を得る減衰量監視手段と、
前記複数の伝搬路に共通に成立し、かつ個々の伝搬路の降雨減衰量、その伝搬路の長さおよびこの伝搬路の雨滴粒径分布に対してその伝搬路の降雨強度を与える既知の関数の値の集合として、これらの伝搬路における降雨強度の分布を求める降雨強度分布算出手段と
を備えたことを特徴とする雨量観測装置。 - 請求項３に記載の雨量観測装置において、
前記複数の伝搬路における降雨強度の分布が変位する方向および速度を監視し、その方向および速度に基づいてこれらの降雨強度の分布を予測する降雨強度分布予測手段を備えた
ことを特徴とする雨量観測装置。 - 請求項３または請求項４に記載の雨量観測装置において、
外部から前記複数の伝搬路毎に与えられる雨滴粒径分布を取得する外部インタフェース手段を備え、
前記降雨強度算出手段は、
前記外部インタフェース手段によって取得された個々の雨滴粒径分布に対する前記関数の値として、前記複数の伝搬路における降雨強度の分布を求める
ことを特徴とする雨量観測装置。 - 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の雨量観測装置において、
前記関数は、
前記信号の周波数に依存する
ことを特徴とする雨量観測装置。 - 請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の雨量観測装置において、
前記関数は、
前記信号の偏波に依存する
ことを特徴とする雨量観測装置。 - 請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の雨量観測装置において、
前記関数の定義と、その関数の更新との双方または一方にかかわるマンマシンインタフェースをとるマンマシンインタフェース手段を備えた
ことを特徴とする雨量観測装置。 - 請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の雨量観測装置において、
前記減衰量監視手段は、
前記信号の品質をその信号のレベルに換算し、そのレベルに基づいてこの信号が伝搬した伝搬路の減衰量を得る
ことを特徴とする雨量観測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003149124A JP2004354080A (ja) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | 雨量観測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003149124A JP2004354080A (ja) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | 雨量観測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004354080A true JP2004354080A (ja) | 2004-12-16 |
Family
ID=34045321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003149124A Pending JP2004354080A (ja) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | 雨量観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004354080A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011027545A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 気象レーダシステムとその降水強度算出方法 |
| JP2011027546A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 気象レーダシステムとその降水量算出方法 |
| JP2014160979A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Kddi R & D Laboratories Inc | ネットワーク監視装置、無線機、気象予測システムおよびプログラム |
| WO2015162878A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | 日本電気株式会社 | 無線通信システムにおける無線通信制御方法および装置、ならびに無線通信装置 |
| KR101915665B1 (ko) | 2018-01-22 | 2018-11-06 | 부경대학교 산학협력단 | 강우에 따른 마이크로파감쇠 특성을 이용한 강우 모니터링 시스템 및 그 방법 |
| JP2018205214A (ja) * | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 大成建設株式会社 | 雨量予測装置 |
| CN109697323A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-30 | 武汉大学 | 一种融合卫星遥感和移动通信基站信号的降雨观测方法 |
| CN111090133A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-05-01 | 亿水泰科(北京)信息技术有限公司 | 一种雨量雷达数据质量控制方法 |
| CN113341420A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 中国气象局上海台风研究所(上海市气象科学研究所) | 适用不同气候态降雨的双偏振气象雷达雨滴谱反演方法 |
| WO2023136114A1 (ja) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | 株式会社村田製作所 | 判定装置及び判定プログラム |
| CN117348118A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 江西省气象探测中心 | 一种便携式雨量校准装置及其使用方法 |
-
2003
- 2003-05-27 JP JP2003149124A patent/JP2004354080A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011027545A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 気象レーダシステムとその降水強度算出方法 |
| JP2011027546A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 気象レーダシステムとその降水量算出方法 |
| JP2014160979A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Kddi R & D Laboratories Inc | ネットワーク監視装置、無線機、気象予測システムおよびプログラム |
| WO2015162878A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | 日本電気株式会社 | 無線通信システムにおける無線通信制御方法および装置、ならびに無線通信装置 |
| CN106465191A (zh) * | 2014-04-25 | 2017-02-22 | 日本电气株式会社 | 无线通信控制系统中的无线通信控制方法和设备以及无线通信设备 |
| JPWO2015162878A1 (ja) * | 2014-04-25 | 2017-04-13 | 日本電気株式会社 | 無線通信システムにおける無線通信制御方法および装置、ならびに無線通信装置 |
| RU2666629C2 (ru) * | 2014-04-25 | 2018-09-11 | Нек Корпорейшн | Устройство и способ управления беспроводной связью в системе управления беспроводной связью и устройство беспроводной связи |
| US10419958B2 (en) | 2014-04-25 | 2019-09-17 | Nec Corporation | Wireless communication control method and device in wireless communication control system, and wireless communication device |
| JP2018205214A (ja) * | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 大成建設株式会社 | 雨量予測装置 |
| KR101915665B1 (ko) | 2018-01-22 | 2018-11-06 | 부경대학교 산학협력단 | 강우에 따른 마이크로파감쇠 특성을 이용한 강우 모니터링 시스템 및 그 방법 |
| CN109697323A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-30 | 武汉大学 | 一种融合卫星遥感和移动通信基站信号的降雨观测方法 |
| CN109697323B (zh) * | 2018-12-27 | 2022-08-16 | 武汉大学 | 一种融合卫星遥感和移动通信基站信号的降雨观测方法 |
| CN111090133A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-05-01 | 亿水泰科(北京)信息技术有限公司 | 一种雨量雷达数据质量控制方法 |
| CN111090133B (zh) * | 2019-12-29 | 2023-05-23 | 亿水泰科(北京)信息技术有限公司 | 一种雨量雷达数据质量控制方法 |
| CN113341420A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 中国气象局上海台风研究所(上海市气象科学研究所) | 适用不同气候态降雨的双偏振气象雷达雨滴谱反演方法 |
| WO2023136114A1 (ja) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | 株式会社村田製作所 | 判定装置及び判定プログラム |
| JP7552941B2 (ja) | 2022-01-12 | 2024-09-18 | 株式会社村田製作所 | 判定装置 |
| CN117348118A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 江西省气象探测中心 | 一种便携式雨量校准装置及其使用方法 |
| CN117348118B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-03-22 | 江西省气象探测中心 | 一种便携式雨量校准装置及其使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11662502B2 (en) | Real-time precipitation forecasting system | |
| US9591444B2 (en) | Geofence with kalman filter | |
| US6735525B1 (en) | Systems and methods for spectral corrected lightning detection | |
| AU2004223323B2 (en) | System and method for lightning detection | |
| CA2746269C (en) | Interference detection, characterization and location in a wireless communications or broadcast system | |
| WO2007007312A2 (en) | Monitoring and mapping of atmospheric phenomena | |
| JP6617211B2 (ja) | ソフトウェア無線地球大気撮像装置 | |
| JP2004354080A (ja) | 雨量観測装置 | |
| US20110267224A1 (en) | Storm advection nowcasting | |
| US11856552B2 (en) | Devices and methods for automatically labelling high-accuracy indoor localization and determining location information | |
| US7209710B2 (en) | Bandwidth management in a wireless measurement system using statistical processing of measurement data | |
| WO2019023642A1 (en) | SYSTEMS AND METHODS FOR OBSERVING ATMOSPHERIC VAPOR | |
| Kriegel et al. | Ionosphere monitoring and prediction center | |
| JP2019032280A (ja) | 衛星通信のレインセルモデル | |
| JP2012029053A (ja) | 測定制御装置、測定システム、測定制御方法、およびプログラム | |
| EP3401709A1 (en) | Method for determining the presence of meteorological precipitations | |
| JP2018205214A (ja) | 雨量予測装置 | |
| RU2688199C1 (ru) | Система радиосвязи с подвижными объектами | |
| JP7110004B2 (ja) | 処理装置、処理方法、およびプログラム | |
| JP2019219209A (ja) | 処理装置、処理方法、およびプログラム | |
| Satyakumar et al. | Travel time estimation and prediction using mobile phones: a cost effective method for developing countries | |
| CN118226212A (zh) | 局部放电的定位方法和局部放电的定位装置 | |
| Matic et al. | A comparison of prediction methods for 900 MHz urban mobile radio propagation | |
| Bedford | A comparison of measured and predicted, 800 MHz, land-mobile-radio signals |