JP4201067B2 - 電波伝搬解析方法および装置ならびに記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線局から送信された電波伝搬特性を計算し、その結果を表示することを可能にする電波伝搬解析方法、その方法を実施する装置、ならびにその方法をコンピュータに実行せるためのプログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術による電波伝搬解析方法は、一般に一方の無線局から送信された電波の電界強度分布を求めるための手段として、電磁界解析手法、あるいは、幾何光学的手法を用いるものである。
【０００３】
電磁界解析手法は、Ｍａｘｗｅｌｌの電磁界方程式を例えばＦＤＴＤ法を用いて解き、その結果により電界強度分布を推定するというものである。しかし、この手法は解析対称モデルの寸法に比べて波長が短くなるＵＨＦ帯以上の周波数帯では計算処理量が膨大になってしまうというものである。
【０００４】
幾何光学的手法は、電波を幾何光学的な光線と仮定して送信点から発射され、受信点に到達する光線の軌跡情報から電界強度を計算するものであり、軌跡の導出方法から一般に鏡像点法とラウンチング法の２つに大別できる。
【０００５】
鏡像点法は、例えば、特開平8-194029号公報に示されるように、送信点、受信点および全ての反射面の組み合わせから反射点を導出し光線の軌跡を求めるものであり、光線の軌跡を厳密に求めることができる。しかし、計算処理量は反射面数の反射回数のべき乗に比例するため解析構造物の形状が複雑である場合には膨大となるものである。
【０００６】
ラウンチング法は、例えば、ＲＥＡＬＩＺＥ社発行（1999年）「電波伝搬ハンドブック第２４章」に示されるように、送信点から送信角度間隔ごとに離散的に光線を発射して、その軌跡を逐次追跡して、受信点の回りに定義された受信空間に到達した光線の各々に対して、距離損失、偏波による損失、反射損失などの伝搬損失から複素受信レベルを導出し、各々の光線を位相合成することで受信レベルを導出するものである。よって、計算処理量は反射面数に比例するため、解析構造物の形状が複雑である場合でも鏡像点法と比較して小さい。しかし、受信点を受信空間で定義するため、厳密に光線の軌跡を導出できる鏡像点法と比較して計算精度は悪いものである。
【０００７】
以下では、ラウンチング法の従来の実施形態の一例を図２２および図２３を用いて説明する。
【０００８】
図２２は、電波伝搬解析法による計算結果の表示例である短区間受信レベル変動を示す。図２３は、ラウンチング法を用いて図２２に示す計算結果を得るためのフローチャートである。図２２において、グラフ72は、送信する一方の無線局を固定し、受信する他方の無線局を移動させた場合の、他方の無線局位置による受信電界強度の変動を示しており、横軸を他方の無線局の移動距離、縦軸を受信電界強度としている。特性73は、受信点位置による受信電界強度の変動を示しており、一般にフェージング特性を示す。本従来例では、送信側の無線局を固定し、受信側の無線局を移動させているが、受信側を固定し送信側を移動させても計算結果は同じである。以下では、図２３のフローチャートを用いて計算処理の手順を説明する。
【０００９】
図２３に示す計算手順は、パラメータ入力処理74、壁面方程式導出処理75、放射光線方程式導出処理76、受信空間導出処理77、到達光線探索処理78、反射波方程式導出処理79、電界強度導出処理80、位相合成処理81、および結果出力処理82を有する。また、第１ループ83、第２ループ84、第３ループ85、および第４ループ86を有する。これらのループは、各々に設定されたパラメータに対する繰り返し処理を示す。図２３に示す処理を行うハードウエアは、記憶装置を有する一般的なパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）等であってよい。また、前記記憶装置には、あらかじめ必要に応じて各無線局のアンテナ放射特性データが記憶されている。
【００１０】
図２３おいて、パラメータ入力処理74は、オペレータによって入力される、周波数、解析モデル形状および材質、最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍを記憶装置に記憶する。
【００１１】
壁面方程式導出処理75は、解析モデル形状から、各壁面の方程式を導出し、記憶装置に記憶する。
【００１２】
放射光線方程式導出処理76は、放射光線数Ｎと電波を送信する一方の無線局の位置情報から、送信角度間隔φと各放射光線の方程式を導出して記憶装置に記憶する。
【００１３】
受信球導出処理77は、他方の無線局の移動番号ｍ、放射光線番号ｎ、反射回数Ｒの特定の光線（ｍ，ｎ，Ｒ）の伝搬距離ｄiを導出し、受信空間を球とした受信球の受信球半径ｒiを下記の（１）式の計算により導出し、記憶装置に記憶する。
【数１】
【００１４】
受信球半径ｒiは、（１）式より送信角度間隔φと伝搬距離ｄiによって変化することが知られている。
【００１５】
到達光線探索処理78は、受信する一方の無線局の位置と受信球半径ｒiから受信球方程式を導出し、特定の光線（ｍ，ｎ，Ｒ）と受信球が交わるか判定し、交わるならば到来光線として特定の光線（ｍ，ｎ，Ｒ）を記憶装置に記憶する。到達光線探索処理78は、特定の光線の反射回数Ｒが最大反射回数Ｒmaxになるまで第１ループ83により繰り返し行われ、また、特定の光線の光線番号ｎが放射光線数Ｎになるまで第２ループ84により繰り返し行われ、第１および第２ループ（83、84）処理完了後に到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置に記憶する。第１ループ83中の反射光線方程式導出処理79は、反射光線（ｍ，ｎ，Ｒ＋１）方程式の導出を行う。
【００１６】
電界強度導出処理80は、到達光線番号ｈの特定の到達光線（ｍ，ｈ）の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、受信電界強度を導出して記憶装置に記憶する。電界強度導出処理80は、特定の到達光線番号ｈが到達光線数Ｈになるまで第３ループ85により繰り返し行われ、全ての到達光線の電界強度をパソコンの記憶装置に記憶する。
【００１７】
位相合成処理81は、各到達光線の電界強度を位相合成して受信する他方の無線局における総合受信電界強度を導出し、パソコンの記憶装置に記憶する。
【００１８】
これらの放射光線方程式導出処理76から位相合成処理81までの処理は、他方の無線局の移動番号ｍが移動点数Ｍになるまで、第４ループ86により繰り返し行われ、各他方の無線局の移動距離と総合受信電界強度を記憶装置に記憶する。結果出力処理82は、図２２に示すグラフ72を出力する。
【００１９】
図２３に示す従来の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（76、79）と到達光線探索処理78が支配的であり、これらの回数に比例して大きくなる。放射および反射光線方程式導出処理（76、79）の回数Ｈは、図２３に示す各ループ処理を考慮して下記の（２）式により求められる。
【数２】
【００２０】
到達光線探索処理78の回数Ｓは、図２３に示す各ループ処理を考慮して下記の（３）式により求められる。
【数３】
【００２１】
例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合、送信角度間隔φは０.７°と計算され、（２）および（３）式よりＨ＝Ｓ＝３６,０００,０００と計算される。
【００２２】
また、図２３に示す従来例では、他方の無線局移動回数を１回とした場合、放射光線番号１乃至Ｎの全ての放射光線の１乃至Ｒmax回反射波を導出して、Ｎ×（Ｒmax＋１）本の放射および反射光線について到達光線探索処理78を実行する必要がある。上記放射および反射光線の中には、電界強度を導出する際にほとんど影響を与えない伝搬損失の大きい光線も存在している。
【００２３】
さらに、一方の無線局から送信される光線のうちオペレータが選択した特定の光線の伝搬状態を表示できることが知られている。伝搬状態を表示するには、各受信する無線局位置における全ての放射および反射光線方程式を導出する必要がある。図２３に示す従来の方法では、全ての放射および反射光線方程式を導出するために到達光線探索処理78を行う必要がある。
【００２４】
また、図２３による処理を用いて特定の無線局のアンテナ放射特性を変更して電波伝搬解析を行う場合は、処理実行前に記憶装置のアンテナ放射特性データを変更して、図２３の処理を全て行う必要がある。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合は、放射および反射光線方程式導出処理（76、79）と到達光線探索処理78を各３６,０００,０００回実行しなければならない。
【００２５】
そして、図２３による処理を用いて壁面の材質を変更して電波伝搬解析を行う場合は、パラメータ入力処理74において壁面材質を変更して、図２３の処理を全て行う必要がある。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合は、放射および反射光線方程式導出処理（76、79）と到達光線探索処理78を各３６,０００,０００回実行しなければならない。
【００２６】
さらに、従来例では、表示結果として図２２に示す短区間受信レベル変動特性を出力できる。短区間受信レベル変動特性を示す図２２は、受信する他方の無線局が解析領域内を直線的に移動した場合のフェージング特性を示している。しかし、例えば、基地局の配置検討を従来の方法による電波伝搬解析で行う場合には、解析領域内の特定の面における電界強度レベルの変化を分かり易く表示することが要望されている。
【００２７】
また、従来例では、遅延プロファイルを表示し、遅延分散値を導出することができる。一般に、他方の無線局位置における遅延分散値は数値で表す。しかし、例えば、基地局の配置検討を従来の方法による電波伝搬解析で行う場合には、解析領域内の特定の面における遅延分散値の変化を分かり易く表示することが要望されている。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のラウンチング法を用いた幾何光学的電波伝搬解析法では、方程式導出処理回数および到達光線検索処理回数が大きく計算時間が莫大となるという問題があった。
【００２９】
また、電界強度レベルの算出に影響の小さい伝搬損失の大きな光線についても方程式導出処理および到達光線検索処理を実行するため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３０】
さらに、特定の光線の軌跡を表示する場合には、全光線について到達光線探索処理を実行するため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３１】
そして、複数の無線局のアンテナ放射特性を変更して電波伝搬解析を行う場合には、図２３に示す全処理を実行する必要があるため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３２】
また、壁面の材質を変更して電波伝搬解析を行う場合には、図２３に示す全処理を実行する必要があるため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３３】
さらに、表示結果として短区間受信レベル変動特性を示す場合には、他方の無線局を直線的に移動させた電界強度の推移を示しており、解析領域内の特定の面の電界強度の推移を分かり易く表示できないという問題があった。
【００３４】
そして、表示結果として遅延分散値を示す場合には、各他方の無線局に対して数値をもって示しており、解析領域内の特定の面の遅延分散値の推移を分かり易く表示できないという問題があった。
【００３５】
本発明は、こうした従来の幾何光学的手法を用いた電波伝搬解析法の問題点を総合的に解決するものであり、計算処理量を軽減し、計算時間を短縮すること、電界強度分布の計算精度がある程度確保されること、ならびに平面上の電界強度分布および遅延分散分布を分かり易く表示することを目的としている。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波伝搬解析方法は、一方の無線局から複数の光線を特定の送信角度間隔をもって送信して、他方の無線局近傍に定義した受信空間に到達する光線を探索する幾何光学的解析手法を用いた電波伝搬解析方法であって、送信された複数の光線情報を導出して記憶装置に記憶する前処理と、前記記憶装置から前記複数の光線情報を読み出し、受信空間に到達する光線を探索する後処理とを有することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００３７】
また、本発明の電波伝搬解析方法は、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの伝搬距離が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の計算処理を停止することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００３８】
さらに、本発明の電波伝搬解析方法は、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの反射損失を含む伝搬損失が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の進行を計算処理することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００３９】
そして、本発明の電波伝搬解析方法は、前記前処理において、複数の光線に含まれる特定の光線の伝搬状態を表示することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００４０】
また、本発明の電波伝搬解析方法は、前記後処理において、複数の無線局のアンテナ放射特性を変えて電波伝搬解析を行うことを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００４１】
さらに、本発明の電波伝搬解析方法は、前記後処理において、複数の壁面の材質情報を変えて電波伝搬解析を行うことを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。。
【００４２】
そして、本発明の電波伝搬解析方法は、解析モデル内の特定の平面上の電界強度分布を色情報により２次元グラフを用いて表示する機能を有する。この構成により、平面上の電界強度分布を分かり易く表示することができる。
【００４３】
また、本発明の電波伝搬解析方法は、解析モデル内の特定の平面上の遅延分散分布を色情報により２次元グラフを用いて表示する機能を有する。この構成により、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示することができる。
【００４４】
さらに、本発明の電波伝搬解析装置は、上記各電波伝搬解析方法を実施することを特徴とする。この構成により、計算時間を短縮でき、平面上の電界強度分布および遅延分散分布を分かり易く表示することができる。
【００４５】
そして、本発明の記憶媒体は、前記各電波伝搬解析方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体である。この構成により、計算時間を短縮でき、平面上の電界強度分布および遅延分散分布を分かり易く表示することが可能な電波伝搬解析方法をコンピュータで実行することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図２１を用いて説明する。
【００４７】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、全体の処理を前処理と後処理とに分け、前処理で光線情報を導出して記憶装置に記憶し、後処理でそれを読み出して繰り返し使用することで、処理回数を軽減し、計算時間を短縮している。
【００４８】
図１〜図２は第１の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図であり、図３は図１のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図１における処理により、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【００４９】
図１〜図２に示す処理を行うハードウエアである電波伝搬解析装置は、例えば図２１に示すような、一般的なパソコンシステムでよい。図２１に示すように、このシステムは、制御装置101と、それぞれ制御装置101に接続された入力装置102、表示装置103、印刷装置104、記憶装置105とを備えている。また、着脱可能な記憶媒体106を使用することができる。
【００５０】
制御装置101は、パソコンの本体であって、演算装置と内部記憶装置とを具備している。入力装置102、表示装置103、および印刷装置104は、それぞれ、一般的なパソコンシステムに使用されている、キーボードおよびマウス、ＣＲＴやＬＣＤ、およびプリンタである。記憶装置105は、例えば制御装置101に内蔵もしくは外付されたハードディスク装置である。そして、制御装置101が図１に示す処理を実行するために必要なプログラム、パラメータ、導出データ、およびその他のデータなどが記憶される。着脱可能な記憶媒体106は、例えばフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ等であって、記憶装置105に記憶するプログラムがあらかじめ記憶されている。また、本システムで解析された解析結果のデータを記憶することもできる。
【００５１】
以下、図１〜図２のフローチャートを用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【００５２】
図１の前処理２において、パラメータ入力処理３は、オペレータによって入力装置102から入力される、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置を図２１における記憶装置105に記憶する。
【００５３】
壁面方程式導出処理４は、解析モデルの形状から、各壁面の方程式を導出し、記憶装置105に記憶する。
【００５４】
放射光線方程式導出処理５は、放射光線数Ｎと送信する無線局の位置情報を用いて、放射光線の送信角度間隔φと放射光線番号ｎが１乃至Ｎの全放射光線の方程式を導出して記憶装置105に記憶する。第１ループ６は、前記全放射光線の方程式を導出する際のループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００５５】
反射光線方程式導出処理７は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の反射壁面を決定し、反射波（ｎ，Ｒ）の反射方程式を導出して記憶装置105に記憶する。第２ループ８は、放射光線番号ｎの光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、反射回数がＲmaxになるまで繰り返す。第３ループ９は、全放射光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００５６】
この前処理２における処理により、図３に示すように、記憶装置105には、パラメータ入力処理３において入力されたデータ、壁面方程式導出処理４において導出された壁面情報、全光線の方程式10、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、全光線の反射した反射壁面の番号14が記憶される。
【００５７】
ここで、全光線とは、放射光線番号１乃至Ｎの反射回数０乃至Ｒmaxの光線である。全光線の方程式10は、全光線の方程式の情報と全光線の総数Ａである。本実施の形態における全光線の総数Ａは、Ａ＝（Ｒmax＋１）×Ｎによって計算される。全光線の放射角度11は、全光線の直接波の進行方向を極座標によって示した情報である。全光線の進行角度12は、全光線の進行方向を極座標によって示した情報である。全光線の偏波方程式13は、全光線の直線偏波の方向を示すため導出した直線方程式である。全光線の反射した反射壁面の番号14は、Ｒ回反射光線の場合は反射してきた壁面の面番号を（Ｓ1，……，ＳR）の形式で示したものである。
【００５８】
図２に示す後処理15において、パラメータ入力処理16は、オペレータによって入力される、周波数、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍを記憶装置105に記憶する。
【００５９】
受信球導出処理17は、記憶装置105より読み込んだ光線番号ａの光線の伝搬距離ｄiを導出し、受信空間を球とした受信球の半径ｒiを導出して記憶装置105に記憶する。受信球半径ｒiは、上記の（１）式により導出される。
【００６０】
到達光線探索処理19は、受信する無線局の位置と受信球半径ｒiから受信球方程式を導出し、光線番号ａの光線と受信球が交わるか否かを判定し、交わるならば到達光線として記憶装置105に記憶する。
【００６１】
受信球導出処理17と到達光線探索処理19は、光線の光線番号ａが全光線の総数Ａになるまで第４ループ18により繰り返し行われ、到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置105に記憶する。
【００６２】
電界強度導出処理20は、到達光線番号ｈの到達光線の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、記憶装置105に記憶する。また、到達光線の到達光線番号ｈが到達光線数Ｈになるまで第５ループ21により繰り返し行われ、全到達光線の電界強度を導出する。
【００６３】
位相合成処理22は、全到来光線の電界強度を位相合成して、無線局番号ｍの受信する無線局における総合電界強度を導出し記憶装置105に記憶する。
【００６４】
これらの受信球導出処理17から位相合成処理22までの処理は、受信する無線局番号ｍが移動点数Ｍになるまで第６ループ23により繰り返し行われ、各受信する無線局の移動距離と各総合電界強度を記憶装置105に記憶する。
【００６５】
結果出力処理24は、各受信する無線局の移動距離と各総合電界強度を用いて、図４に示すように、横軸を受信する無線局の移動距離とし、縦軸を総合電界強度とした短区間受信レベル変動を示すグラフ25を出力する。グラフ25の縦軸は、例えば、送信する無線局の送信電力を０ｄＢｍとした場合の総合電界強度を示している。特性26は、総合電界強度の推移を示し、一般にフェージング特性を示す。
【００６６】
図１〜図２に示す本実施の形態の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（５、７）と到達光線探索処理19が支配的であり、これらの回数に比例して大きくなる。放射および反射光線方程式導出処理（５、７）の回数Ｈ1は、Ｈ1＝（Ｒmax＋１）×Ｎである。到達光線探索処理19の回数Ｓ1は（３）式のＳをＳ1として導出される。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合、送信角度間隔φは０.７°と計算され、各処理回数はＨ1＝３６０,０００、Ｓ１＝３６,０００,０００と計算される。この各処理回数を従来例の計算処理回数と比較すると、各設定パラメータが同一の場合、放射および反射光線方程式導出処理回数は１／Ｍ、到達光線処理回数は同一であることが分かり、総合的な処理量が軽減される。
【００６７】
このように、第１の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、前処理で光線情報を導出して記憶装置に記憶し、後処理でそれを読み出して繰り返し使用することで、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【００６８】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではなく、他方の無線局の移動回数Ｍを２以上とすれば同様の効果が得られる。
【００６９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、あらかじめ伝搬距離閾値を設定し、その閾値を超える伝搬距離の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【００７０】
図５〜図６は第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図であり、図７は図５のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図５〜図６における処理により、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【００７１】
図５〜図６の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図５〜図６において図１〜図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図５〜図７を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【００７２】
図５の前処理27において、パラメータ入力処理28は、オペレータによって入力される、伝搬距離閾値Ｄs、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置を記憶装置105に記憶する。
【００７３】
反射光線方程式導出処理29は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の反射壁面を決定し、反射点（ｎ，Ｒ）を導出し、反射波（ｎ，Ｒ）の反射方程式を導出して記憶装置105に記憶する。
【００７４】
伝搬距離導出処理30は、送信する無線局から反射点（ｎ，Ｒ）までの経路長ｄi（ｎ，Ｒ）を導出する。伝搬距離比較処理31は、設定された伝搬距離閾値Ｄsと経路長ｄi（ｎ，Ｒ）との比較を行う。ここで、Ｄs＞ｄi（ｎ，Ｒ）ならば、次の反射光線（ｎ，Ｒ）の導出を行うため、Ｒ＝Ｒ＋１として反射光線方程式導出処理29を行い、Ｄs＜ｄi（ｎ，Ｒ）ならば、次の放射光線の反射光線の導出を行うため、ｎ＝ｎ＋１、Ｒ＝１として反射光線方程式導出処理29を行う。
【００７５】
第２ループ32は、伝搬距離導出処理30から伝搬距離比較処理31を経て反射光線方程式導出処理29に戻る処理を示しており、反射回数がＲmaxになるまで繰り返す。第３ループ９は、全放射光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００７６】
この前処理27における動作により、記憶装置105は、パラメータ入力処理28において入力されたデータ、壁面方程式導出処理４において導出された壁面情報、全光線の方程式33、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、全光線の反射した反射壁面の番号14を記憶する。
【００７７】
ここで、全光線とは、放射光線番号１乃至Ｎの反射回数０乃至Ｒmaxの光線うち、経路長ｄi（ｎ，Ｒ）が伝搬距離閾値Ｄs以下となる光線の全てを示す。全光線の方程式33は、全光線の方程式の情報と全光線の総数Ａ1である。本実施の形態における全光線の総数Ａ1は、経路長ｄi（ｎ，Ｒ）が伝搬距離閾値Ｄsより大きい光線の総数をＱ1本とすると、Ａ1＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ1によって計算され第１の実施の形態の全光線の総数Ａより少ない。
【００７８】
図６に示す後処理34において、受信球導出処理17と到達光線探索処理19は、光線の光線番号ａが全光線の総数Ａ1になるまで第４ループ35により繰り返し行われ、到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置105に記憶する。
【００７９】
図５〜図６に示す本実施の形態の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（５、29）と到達光線探索処理19とが支配的であり、これらの回数に比例して大きくなり、伝搬距離導出処理30と伝搬距離比較処理31の計算時間は無視できるほど小さい。放射および反射光線方程式導出処理（５、29）の回数Ｈ2は、Ｈ2＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ2である。到達光線探索処理19の回数Ｓ2はＡ1回である。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００、解析モデルは１辺１０ｍ程度の立方体、伝搬距離閾値Ｄｓ＝６０ｍとした場合、伝搬距離が伝搬距離閾値Ｄsより大きい光線の総数Ｑ1は２４,０００本であり、送信角度間隔φは０.７°と計算され、各処理回数はＨ2＝３３６,０００、Ｓ1＝３３,６００,０００と計算される。
【００８０】
この各処理回数を従来例の計算処理回数と比較すると、各設定パラメータが同一の場合、放射および反射光線方程式導出処理回数は１／Ｍより小さく、到達光線処理回数はＱ1×Ｍ回減り、総合的な処理量が軽減される。また、第１の実施の形態の処理回数と比較しても、処理回数は軽減されている。さらに、送信する無線局から直接受信空間に到達する直接光線に対して、伝搬経路長が５０ｍ以上長い反射光線の計算を削除しても総合電界強度計算の結果に与える影響は小さい。
【００８１】
このように、本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、あらかじめ伝搬距離閾値を設定し、その閾値を超える伝搬距離の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【００８２】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【００８３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、あらかじめ伝搬損失閾値を設定し、その閾値を超える伝搬損失の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【００８４】
図８〜図９は第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図であり、図１０は図８のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図８〜図９における処理により、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【００８５】
図８〜図９の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図８〜図９において図１〜図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図８〜図１０を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【００８６】
図８の前処理36において、パラメータ入力処理37は、オペレータによって入力される、伝搬損失閾値ＰＬ、周波数、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置を記憶装置105に記憶する。
【００８７】
反射光線方程式導出処理38は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の反射壁面を決定し反射点（ｎ，Ｒ）を導出し、反射波（ｎ，Ｒ）の反射方程式を導出して記憶装置105に記憶する。
【００８８】
伝搬損失導出処理39は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の送信する無線局から反射点（ｎ，Ｒ）までの伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）を導出する。伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）は、距離損失、反射損失、アンテナ指向性減衰の積で示され、伝搬距離、壁面材質、周波数、壁面との反射角度、送信する無線局のアンテナ放射特性から導出される。
【００８９】
伝搬損失比較処理40は、設定された伝搬損失閾値ＰＬと伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）との比較を行う。ここで、ＰＬ＞ｐ（ｎ，Ｒ）ならば、次の反射光線（ｎ，Ｒ）の導出を行うためＲ＝Ｒ＋１として反射光線方程式導出処理38を行い、ＰＬ＜ｐ（ｎ，Ｒ）ならば、次の放射光線の反射光線の導出を行うためｎ＝ｎ＋１、Ｒ＝１として反射光線方程式導出処理38を行う。
【００９０】
第２ループ41は、伝搬損失導出処理39から伝搬損失比較処理40を経て反射光線方程式導出処理38に戻る処理を示しており、反射回数がＲmaxになるまで繰り返す。第３ループ９は、全放射光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００９１】
この前処理36における動作により、図１０に示すように、記憶装置105には、パラメータ入力処理37において入力されたデータ、壁面方程式導出処理４において導出された壁面情報、全光線の方程式42、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、全光線の反射した反射壁面の番号14を記憶する。
【００９２】
ここで、全光線とは、放射光線番号１乃至Ｎの反射回数０乃至Ｒmaxの光線うち、伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）が伝搬損失閾値ＰＬ以下となる光線の全てを示す。全光線の方程式42は、全光線の方程式の情報と全光線の総数Ａ2である。本実施の形態における全光線の総数Ａ2は、伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）が伝搬距離閾値ＰＬより大きい光線の総数をＱ2本とすると、Ａ2＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ2によって計算され、第１の実施の形態の全光線の総数Ａより少ない。
【００９３】
図９に示す後処理43において、受信球導出処理17と到達光線探索処理19は、光線の光線番号ａが全光線の総数Ａ2になるまで第４ループ44により繰り返し行われ、到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置105に記憶する。
【００９４】
図８〜図９に示す本実施の形態の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（５、38）と到達光線探索処理19とが支配的であり、これらの回数に比例して大きくなり、伝搬損失導出処理39と伝搬損失比較処理40の計算時間は無視できるほど小さい。放射および反射光線方程式導出処理（５、38）の回数Ｈ3は、Ｈ3＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ2である。到達光線探索処理19の回数Ｓ3はＡ2回である。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００、解析モデルは１辺１０ｍ程度の立方体、伝搬損失閾値ＰＬ＝７０ｄＢとした場合、伝搬損失が伝搬損失閾値ＰＬより大きい光線の総数Ｑ2は２０,０００本であり、送信角度間隔φは０.７°と計算され、各処理回数はＨ3＝３４０,０００、Ｓ3＝３４,０００,０００と計算される。
【００９５】
この各処理回数を従来例の計算処理回数と比較すると、各設定パラメータが同一の場合、放射および反射光線方程式導出処理回数は１／Ｍより小さく、到達光線処理回数はＱ2×Ｍ回減り、総合的な処理量が軽減される。また、第１の実施の形態の処理回数と比較しても処理回数は軽減されている。さらに、解析モデルが１辺１０ｍ程度の立方体であるので、送受信する無線局間の直接光線の伝搬損失は、送信する無線局のアンテナ放射特性を無視すると４０ｄＢ程度であり、伝搬損失閾値ＰＬに比べ３０ｄＢ小さい。一般に、直接光線に対して３０ｄＢ以上損失の大きい反射光線の計算を削除しても総合電界強度計算の結果に与える影響は小さい。
【００９６】
このように、本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、あらかじめ伝搬損失閾値を設定し、その閾値を超える伝搬損失の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【００９７】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【００９８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、前処理のみを実行することで特定の光線の伝搬状態を表示することにより、特定の光線の伝搬状態を表示するために要する処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【００９９】
図１１は、本発明の第４の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図である。この図において、後処理15の内容、および記憶装置105に記憶される内容は第１の実施の形態と同様である。図１１における処理により、出力結果として図１２に示す特性の光線の伝搬状態を表示する伝搬状態図が得られる。
【０１００】
図１１の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図１１において図１と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図１１のフローチャートを用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【０１０１】
図１１の前処理45において、パラメータ入力処理46は、オペレータによって入力される、表示する光線の光線番号Ｐn、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置をパソコンの記憶装置１に記憶する。
【０１０２】
伝搬状態表示処理47は、放射および反射光線方程式導出処理（５，７）により導出された光線方程式データの中のオペレータによって設定された光線番号Ｐnの光線方程式データと壁面情報とを用いて図１２に示す伝搬状態図を表示装置103の画面に表示する。
【０１０３】
図１２において、解析領域48は、解析モデルで囲まれた空間を示し、本実施の形態においては面数が６の直方体としている。送信する無線局位置49は、オペレータによって設定された送信する無線局の位置を表示している。光線50は、光線番号Ｐnの光線が解析モデルの壁面にて反射し、進行している状態を示す。複数の反射点51は、光線50が各壁面と衝突する反射点を示す。本実施の形態では、光線50は６回反射している状態を示している。
【０１０４】
図１１に示す本実施の形態の計算処理の手順において、図１２に示す伝搬状態図を出力するには、図２３の従来例に示す到達光線探索処理78を実行する必要がない。
【０１０５】
このように、本発明の第４の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、前処理のみを実行することで特定の光線の伝搬状態を表示する構成とすることにより、後処理を実行しないため、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【０１０６】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、図１２の伝搬状態図においては、光線を１本表示しているが、表示する光線は複数であってもよい。
【０１０７】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、送信および受信する無線局のアンテナ放射特性を変更して伝搬特性解析を行う際には、後処理のみを実行することにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【０１０８】
図１３は、本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図であり、図１４は本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図示されていない前処理の内容は図１の前処理２と同様であり、その前処理と図１３に示す後処理とにより、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【０１０９】
図１３の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図１３において図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図１３〜図１４を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【０１１０】
図１４において、記憶装置105には、あらかじめ第１および第２アンテナ放射特性（52および53）と、前処理２の計算結果である全光線の方程式10、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、および全光線の反射面番号14が記憶されている。第１および第２アンテナ放射特性（52および53）は、各アンテナの放射特性を示すもので、例えば、ダイポールアンテナの指向特性を示す数式またはビームアンテナを実際に測定し得た離散値データである。
【０１１１】
後処理15において、パラメータ入力処理54は、オペレータによって入力される、周波数、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍとオペレータによって選択される各無線局のアンテナ放射特性を記憶装置105に記憶する。
【０１１２】
電界強度導出処理55は、到達光線番号ｈの到達光線の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、記憶装置105に記憶する。ここで、アンテナ放射特性による損失の導出は、各無線局に対してオペレータによって選択された第１および第２アンテナ放射特性（52および53）データを使用する。
【０１１３】
図１３に示す本実施の形態の計算処理の手順において、送信および受信する無線局のアンテナ放射特性を変更し、他の設定パラメータを変更せずに電波伝搬特性解析を行う場合には、１回目の解析は前処理２および後処理15を実行するが、２回目以降の解析は、アンテナ放射特性の変更を後処理15のパラメータ入力処理54にて行うことで、後処理15のみを実行することにより所望の結果が得られる。
【０１１４】
このように、本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、送信および受信する無線局のアンテナ放射特性を変更して伝搬特性解析を行う場合には、後処理のみを実行すればよいので、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することかできる。
【０１１５】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射しても同様の効果が得られる。また、記憶装置105に記憶したアンテナ放射特性データ数を２としたが、３以上の複数であってもよい。
【０１１６】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、壁面材質を変更し、伝搬特性解析を行う場合には、後処理のみを実行することにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【０１１７】
図１５は、本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図であり、図１６は本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図示されていない前処理の内容は図１の前処理２と同様であり、その前処理と図１５に示す後処理とにより、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【０１１８】
図１５の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図１５において図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図１５〜図１６を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【０１１９】
図１６において、記憶装置105には、あらかじめ第１および第２壁面材質（56および57）と前処理２の計算結果が記憶されている。第１および第２壁面材質（56および57）は、解析モデルの各壁面の材質情報であり、例えば、第１壁面材質56は床面を比誘電率４の磁器タイル、その他の壁面を比誘電率６のコンクリートとし、第２壁面材質57は全面比誘電率６のコンクリートとした壁面材質情報である。
【０１２０】
後処理15において、パラメータ入力処理58は、オペレータによって入力される、周波数、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍとオペレータによって選択される壁面の材質情報を記憶装置105に記憶する。
【０１２１】
電界強度導出処理59は、到達光線番号ｈの到達光線の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、記憶装置105に記憶する。ここで、反射損失の導出は、各無線局に対してオペレータによって選択された第１および第２壁面材質（56および57）データを使用する。
【０１２２】
図１５に示す本実施の形態の計算処理の手順において、壁面材質を変更し、他の設定パラメータを変更せずに電波伝搬特性解析を行う場合には、１回目の解析は前処理２および後処理15を実行するが、２回目以降の解析は、壁面材質の変更を後処理15のパラメータ入力処理58にて行うことで、後処理15のみを実行することにより所望の結果が得られる。
【０１２３】
このように、第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、壁面材質を変更し、伝搬特性解析を行う場合には、後処理のみを実行するので、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【０１２４】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射しても同様の効果が得られる。また、記憶装置105に記憶した壁面材質情報数を２としたが、３以上の複数であってもよい。
【０１２５】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、解析平面を小平面に分割し、各小平面の電界強度を色情報で表示することにより、平面上の電界強度分布を分かり易く表示する。
【０１２６】
図１７は、本発明の第７の実施の形態の電波伝搬解析方法における解析モデル内の特定平面上の電界強度導出点を示した図である。そして、図１８は、解析領域内の特性平面上の電界強度分布を示した図であり、本実施の形態の出力結果を示している。
【０１２７】
図１７において、解析領域60は、設定された解析モデル内の空間を示す。送信する無線局61は、解析領域60内の無線局位置を示す。解析平面62は、解析領域60内にオペレータによって設定された解析平面を示す。小平面63は、解析平面62を複数に分割したうちの一平面を示す。本実施の形態において解析平面62は、Ｘ方向に１３分割、Ｙ方向に１４分割され、１８４個の小平面63に分割される。電界強度導出点64は、電界強度を算出する受信する無線局位置を示している。本実施の形態においては各小平面63内に１個の電界強度導出点を設けているが、各小平面63内に複数個の電界強度導出点を設け、その平均電界強度を各小平面63の電界強度としてもよい。
【０１２８】
図１８における電界強度分布65は、解析平面62上の各小平面63の位置を対応させ、各位置における電界強度の強度を色の濃淡を用いて、表示装置103の画面に表示する。
【０１２９】
このように、第７の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、解析平面を小平面に分割し、各小平面の電界強度を色情報で表示することにより、平面上の電界強度分布を分かり易く表示することができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態においては、電界強度を色の濃淡をもって表示したが、色別に電界強度を規定し表示してもよい。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【０１３１】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、解析平面を小平面に分割し、各小平面の遅延分散値を色情報で表示することにより、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示する。
【０１３２】
図１９は、本発明の第８の実施の形態の電波伝搬解析方法における解析モデル内の特定平面上の電界強度導出点を示した図である。図２０は、解析領域内の特性平面上の電界強度分布を示した図であり、本実施例の出力結果を示している。図１９において、解析領域66は、設定された解析モデル内の空間を示す。送信する無線局67は、解析領域66内の無線局位置を示す。解析平面68は、解析領域66内にオペレータによって設定された解析平面を示す。小平面69は、解析平面68を複数に分割したうちの一平面を示す。本実施の形態において解析平面68は、Ｘ方向に１３分割、Ｙ方向に１４分割され、１８４個の小平面69に分割される。遅延分散値導出点70は、遅延分散値を算出する受信する無線局位置を示している。本実施の形態においては各小平面69内に１個の遅延分散値導出点70を設けているが、各小平面69内に複数個の遅延分散値導出点70を設け、その平均遅延分散値を各小平面69の遅延分散値としてもよい。
【０１３３】
図２０における遅延分散分布71は、解析平面68上の各小平面69の位置を対応させ、各位置における遅延分散値の強度を色の濃淡を用いて、表示装置103の画面に表示する。
【０１３４】
このように、第８の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、解析平面を小平面に分割し、各小平面の遅延分散値を色情報で表示することにより、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示することができる。
【０１３５】
なお、本実施の形態においては、遅延分散値を色の濃淡をもって表示したが、色別に遅延分散値を規定し表示してもよい。また、また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本発明の電波伝搬解析方法は、一方の無線局から複数の光線を特定の送信角度間隔をもって送信して、他方の無線局近傍に定義した受信空間に到達する光線を探索する幾何光学的解析手法を用いた電波伝搬解析方法において、電波伝搬解析処理を複数の処理に分割し、前記分割された処理のうちのいずれかを、送信された複数の光線情報を導出して記憶装置に記憶する前処理とし、前記前処理の後に実施される他の処理のうちのいずれかを前記記憶装置から前記複数の光線情報を読み出し、受信空間に到達する光線を探索する後処理とすることにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１３７】
また、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの伝搬距離が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の計算処理を停止することにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１３８】
さらに、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの反射損失を含む伝搬損失が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の進行を計算処理することにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１３９】
そして、前記前処理において、複数の光線に含まれる特定の光線の伝搬状態を表示することにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１４０】
また、前記後処理において、複数の無線局のアンテナ放射特性を変えて電波伝搬解析を行うことにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１４１】
さらに、前記後処理において、複数の壁面の材質情報を変えて電波伝搬解析を行うことにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１４２】
そして、解析モデル内の特定の平面上の電界強度分布を色情報により２次元グラフを用いて表示することにより、平面上の電界強度分布を分かり易く表示することができるという効果が得られる。
【０１４３】
また、解析モデル内の特定の平面上の遅延分散分布を色情報により２次元グラフを用いて表示することにより、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電波伝搬解析の前処理動作を説明するためのフローチャート、
【図２】本発明の第１の実施の形態の電波伝搬解析の後処理動作を説明するためのフローチャート、
【図３】図１のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図４】本発明の実施の形態における電波伝搬解析の計算結果のグラフ、
【図５】本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の前処理動作を説明するためのフローチャート、
【図６】本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の後処理動作を説明するためのフローチャート、
【図７】図５のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図８】本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の前処理動作を説明するためのフローチャート、
【図９】本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の後処理動作を説明するためのフローチャート、
【図１０】図８のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図１１】本発明の第４の実施の形態の電波伝搬解析の処理動作を説明するためのフローチャート、
【図１２】本発明の第４の実施の形態の電波伝搬解析の結果を示す図、
【図１３】本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図、
【図１４】本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図１５】本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図、
【図１６】本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図１７】第７の実施形態の電波伝搬解析の電界強度導出点を説明する図ための図、
【図１８】本発明の第７の実施形態の電波伝搬解析の計算結果を示すグラフ、
【図１９】本発明の第８の実施形態の電波伝搬解析の遅延分散値導出点を説明するための図、
【図２０】本発明の第８の実施の形態の電波伝搬解析の計算結果を示すグラフ、
【図２１】本発明の実施の形態における処理を実行する装置の構成を示すブロック図、
【図２２】従来例の電波伝搬解析の計算結果のグラフ、
【図２３】従来例の電波伝搬解析の処理動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２ 前処理
４ 壁面方程式導出処理
５ 放射光線方程式導出処理
７ 反射光線方程式導出処理
10 全光線の方程式データ
11 全光線の放射角度データ
12 全光線の進行角度データ
13 全光線の偏波方程式データ
14 全光線の反射面番号
15 後処理
17 受信球導出処理
19 到達光線探索処理
20 電界強度導出処理
22 位相合成処理
24 結果出力処理
105 記憶装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線局から送信された電波伝搬特性を計算し、その結果を表示することを可能にする電波伝搬解析方法、その方法を実施する装置、ならびにその方法をコンピュータに実行せるためのプログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術による電波伝搬解析方法は、一般に一方の無線局から送信された電波の電界強度分布を求めるための手段として、電磁界解析手法、あるいは、幾何光学的手法を用いるものである。
【０００３】
電磁界解析手法は、Ｍａｘｗｅｌｌの電磁界方程式を例えばＦＤＴＤ法を用いて解き、その結果により電界強度分布を推定するというものである。しかし、この手法は解析対称モデルの寸法に比べて波長が短くなるＵＨＦ帯以上の周波数帯では計算処理量が膨大になってしまうというものである。
【０００４】
幾何光学的手法は、電波を幾何光学的な光線と仮定して送信点から発射され、受信点に到達する光線の軌跡情報から電界強度を計算するものであり、軌跡の導出方法から一般に鏡像点法とラウンチング法の２つに大別できる。
【０００５】
鏡像点法は、例えば、特開平8-194029号公報に示されるように、送信点、受信点および全ての反射面の組み合わせから反射点を導出し光線の軌跡を求めるものであり、光線の軌跡を厳密に求めることができる。しかし、計算処理量は反射面数の反射回数のべき乗に比例するため解析構造物の形状が複雑である場合には膨大となるものである。
【０００６】
ラウンチング法は、例えば、ＲＥＡＬＩＺＥ社発行（1999年）「電波伝搬ハンドブック第２４章」に示されるように、送信点から送信角度間隔ごとに離散的に光線を発射して、その軌跡を逐次追跡して、受信点の回りに定義された受信空間に到達した光線の各々に対して、距離損失、偏波による損失、反射損失などの伝搬損失から複素受信レベルを導出し、各々の光線を位相合成することで受信レベルを導出するものである。よって、計算処理量は反射面数に比例するため、解析構造物の形状が複雑である場合でも鏡像点法と比較して小さい。しかし、受信点を受信空間で定義するため、厳密に光線の軌跡を導出できる鏡像点法と比較して計算精度は悪いものである。
【０００７】
以下では、ラウンチング法の従来の実施形態の一例を図２２および図２３を用いて説明する。
【０００８】
図２２は、電波伝搬解析法による計算結果の表示例である短区間受信レベル変動を示す。図２３は、ラウンチング法を用いて図２２に示す計算結果を得るためのフローチャートである。図２２において、グラフ72は、送信する一方の無線局を固定し、受信する他方の無線局を移動させた場合の、他方の無線局位置による受信電界強度の変動を示しており、横軸を他方の無線局の移動距離、縦軸を受信電界強度としている。特性73は、受信点位置による受信電界強度の変動を示しており、一般にフェージング特性を示す。本従来例では、送信側の無線局を固定し、受信側の無線局を移動させているが、受信側を固定し送信側を移動させても計算結果は同じである。以下では、図２３のフローチャートを用いて計算処理の手順を説明する。
【０００９】
図２３に示す計算手順は、パラメータ入力処理74、壁面方程式導出処理75、放射光線方程式導出処理76、受信空間導出処理77、到達光線探索処理78、反射波方程式導出処理79、電界強度導出処理80、位相合成処理81、および結果出力処理82を有する。また、第１ループ83、第２ループ84、第３ループ85、および第４ループ86を有する。これらのループは、各々に設定されたパラメータに対する繰り返し処理を示す。図２３に示す処理を行うハードウエアは、記憶装置を有する一般的なパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）等であってよい。また、前記記憶装置には、あらかじめ必要に応じて各無線局のアンテナ放射特性データが記憶されている。
【００１０】
図２３おいて、パラメータ入力処理74は、オペレータによって入力される、周波数、解析モデル形状および材質、最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍを記憶装置に記憶する。
【００１１】
壁面方程式導出処理75は、解析モデル形状から、各壁面の方程式を導出し、記憶装置に記憶する。
【００１２】
放射光線方程式導出処理76は、放射光線数Ｎと電波を送信する一方の無線局の位置情報から、送信角度間隔φと各放射光線の方程式を導出して記憶装置に記憶する。
【００１３】
受信球導出処理77は、他方の無線局の移動番号ｍ、放射光線番号ｎ、反射回数Ｒの特定の光線（ｍ，ｎ，Ｒ）の伝搬距離ｄiを導出し、受信空間を球とした受信球の受信球半径ｒiを下記の（１）式の計算により導出し、記憶装置に記憶する。
【数１】
受信球半径ｒiは、（１）式より送信角度間隔φと伝搬距離ｄiによって変化することが知られている。
【００１５】
到達光線探索処理78は、受信する一方の無線局の位置と受信球半径ｒiから受信球方程式を導出し、特定の光線（ｍ，ｎ，Ｒ）と受信球が交わるか判定し、交わるならば到来光線として特定の光線（ｍ，ｎ，Ｒ）を記憶装置に記憶する。到達光線探索処理78は、特定の光線の反射回数Ｒが最大反射回数Ｒmaxになるまで第１ループ83により繰り返し行われ、また、特定の光線の光線番号ｎが放射光線数Ｎになるまで第２ループ84により繰り返し行われ、第１および第２ループ（83、84）処理完了後に到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置に記憶する。第１ループ83中の反射光線方程式導出処理79は、反射光線（ｍ，ｎ，Ｒ＋１）方程式の導出を行う。
【００１６】
電界強度導出処理80は、到達光線番号ｈの特定の到達光線（ｍ，ｈ）の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、受信電界強度を導出して記憶装置に記憶する。電界強度導出処理80は、特定の到達光線番号ｈが到達光線数Ｈになるまで第３ループ85により繰り返し行われ、全ての到達光線の電界強度をパソコンの記憶装置に記憶する。
【００１７】
位相合成処理81は、各到達光線の電界強度を位相合成して受信する他方の無線局における総合受信電界強度を導出し、パソコンの記憶装置に記憶する。
【００１８】
これらの放射光線方程式導出処理76から位相合成処理81までの処理は、他方の無線局の移動番号ｍが移動点数Ｍになるまで、第４ループ86により繰り返し行われ、各他方の無線局の移動距離と総合受信電界強度を記憶装置に記憶する。結果出力処理82は、図２２に示すグラフ72を出力する。
【００１９】
図２３に示す従来の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（76、79）と到達光線探索処理78が支配的であり、これらの回数に比例して大きくなる。放射および反射光線方程式導出処理（76、79）の回数Ｈは、図２３に示す各ループ処理を考慮して下記の（２）式により求められる。
【数２】
到達光線探索処理78の回数Ｓは、図２３に示す各ループ処理を考慮して下記の（３）式により求められる。
【数３】
例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合、送信角度間隔φは０.７°と計算され、（２）および（３）式よりＨ＝Ｓ＝３６,０００,０００と計算される。
【００２２】
また、図２３に示す従来例では、他方の無線局移動回数を１回とした場合、放射光線番号１乃至Ｎの全ての放射光線の１乃至Ｒmax回反射波を導出して、Ｎ×（Ｒmax＋１）本の放射および反射光線について到達光線探索処理78を実行する必要がある。上記放射および反射光線の中には、電界強度を導出する際にほとんど影響を与えない伝搬損失の大きい光線も存在している。
【００２３】
さらに、一方の無線局から送信される光線のうちオペレータが選択した特定の光線の伝搬状態を表示できることが知られている。伝搬状態を表示するには、各受信する無線局位置における全ての放射および反射光線方程式を導出する必要がある。図２３に示す従来の方法では、全ての放射および反射光線方程式を導出するために到達光線探索処理78を行う必要がある。
【００２４】
また、図２３による処理を用いて特定の無線局のアンテナ放射特性を変更して電波伝搬解析を行う場合は、処理実行前に記憶装置のアンテナ放射特性データを変更して、図２３の処理を全て行う必要がある。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合は、放射および反射光線方程式導出処理（76、79）と到達光線探索処理78を各３６,０００,０００回実行しなければならない。
【００２５】
そして、図２３による処理を用いて壁面の材質を変更して電波伝搬解析を行う場合は、パラメータ入力処理74において壁面材質を変更して、図２３の処理を全て行う必要がある。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合は、放射および反射光線方程式導出処理（76、79）と到達光線探索処理78を各３６,０００,０００回実行しなければならない。
【００２６】
さらに、従来例では、表示結果として図２２に示す短区間受信レベル変動特性を出力できる。短区間受信レベル変動特性を示す図２２は、受信する他方の無線局が解析領域内を直線的に移動した場合のフェージング特性を示している。しかし、例えば、基地局の配置検討を従来の方法による電波伝搬解析で行う場合には、解析領域内の特定の面における電界強度レベルの変化を分かり易く表示することが要望されている。
【００２７】
また、従来例では、遅延プロファイルを表示し、遅延分散値を導出することができる。一般に、他方の無線局位置における遅延分散値は数値で表す。しかし、例えば、基地局の配置検討を従来の方法による電波伝搬解析で行う場合には、解析領域内の特定の面における遅延分散値の変化を分かり易く表示することが要望されている。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のラウンチング法を用いた幾何光学的電波伝搬解析法では、方程式導出処理回数および到達光線検索処理回数が大きく計算時間が莫大となるという問題があった。
【００２９】
また、電界強度レベルの算出に影響の小さい伝搬損失の大きな光線についても方程式導出処理および到達光線検索処理を実行するため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３０】
さらに、特定の光線の軌跡を表示する場合には、全光線について到達光線探索処理を実行するため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３１】
そして、複数の無線局のアンテナ放射特性を変更して電波伝搬解析を行う場合には、図２３に示す全処理を実行する必要があるため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３２】
また、壁面の材質を変更して電波伝搬解析を行う場合には、図２３に示す全処理を実行する必要があるため、計算時間が莫大になるという問題があった。
【００３３】
さらに、表示結果として短区間受信レベル変動特性を示す場合には、他方の無線局を直線的に移動させた電界強度の推移を示しており、解析領域内の特定の面の電界強度の推移を分かり易く表示できないという問題があった。
【００３４】
そして、表示結果として遅延分散値を示す場合には、各他方の無線局に対して数値をもって示しており、解析領域内の特定の面の遅延分散値の推移を分かり易く表示できないという問題があった。
【００３５】
本発明は、こうした従来の幾何光学的手法を用いた電波伝搬解析法の問題点を総合的に解決するものであり、計算処理量を軽減し、計算時間を短縮すること、電界強度分布の計算精度がある程度確保されること、ならびに平面上の電界強度分布および遅延分散分布を分かり易く表示することを目的としている。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波伝搬解析方法は、一方の無線局から複数の光線を特定の送信角度間隔をもって送信して、他方の無線局近傍に定義した受信空間に到達する光線を探索する幾何光学的解析手法を用いた電波伝搬解析方法であって、送信された複数の光線情報を導出して記憶装置に記憶する前処理と、前記記憶装置から前記複数の光線情報を読み出し、受信空間に到達する光線を探索する後処理とを有することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００３７】
また、本発明の電波伝搬解析方法は、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの伝搬距離が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の計算処理を停止することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００３８】
さらに、本発明の電波伝搬解析方法は、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの反射損失を含む伝搬損失が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の進行を計算処理することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００３９】
そして、本発明の電波伝搬解析方法は、前記前処理において、複数の光線に含まれる特定の光線の伝搬状態を表示することを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００４０】
また、本発明の電波伝搬解析方法は、前記後処理において、複数の無線局のアンテナ放射特性を変えて電波伝搬解析を行うことを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。
【００４１】
さらに、本発明の電波伝搬解析方法は、前記後処理において、複数の壁面の材質情報を変えて電波伝搬解析を行うことを特徴とする。この構成により、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができる。。
【００４２】
そして、本発明の電波伝搬解析方法は、解析モデル内の特定の平面上の電界強度分布を色情報により２次元グラフを用いて表示する機能を有する。この構成により、平面上の電界強度分布を分かり易く表示することができる。
【００４３】
また、本発明の電波伝搬解析方法は、解析モデル内の特定の平面上の遅延分散分布を色情報により２次元グラフを用いて表示する機能を有する。この構成により、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示することができる。
【００４４】
さらに、本発明の電波伝搬解析装置は、上記各電波伝搬解析方法を実施することを特徴とする。この構成により、計算時間を短縮でき、平面上の電界強度分布および遅延分散分布を分かり易く表示することができる。
【００４５】
そして、本発明の記憶媒体は、前記各電波伝搬解析方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体である。この構成により、計算時間を短縮でき、平面上の電界強度分布および遅延分散分布を分かり易く表示することが可能な電波伝搬解析方法をコンピュータで実行することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図２１を用いて説明する。
【００４７】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、全体の処理を前処理と後処理とに分け、前処理で光線情報を導出して記憶装置に記憶し、後処理でそれを読み出して繰り返し使用することで、処理回数を軽減し、計算時間を短縮している。
【００４８】
図１〜図２は第１の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図であり、図３は図１のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図１における処理により、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【００４９】
図１〜図２に示す処理を行うハードウエアである電波伝搬解析装置は、例えば図２１に示すような、一般的なパソコンシステムでよい。図２１に示すように、このシステムは、制御装置101と、それぞれ制御装置101に接続された入力装置102、表示装置103、印刷装置104、記憶装置105とを備えている。また、着脱可能な記憶媒体106を使用することができる。
【００５０】
制御装置101は、パソコンの本体であって、演算装置と内部記憶装置とを具備している。入力装置102、表示装置103、および印刷装置104は、それぞれ、一般的なパソコンシステムに使用されている、キーボードおよびマウス、ＣＲＴやＬＣＤ、およびプリンタである。記憶装置105は、例えば制御装置101に内蔵もしくは外付されたハードディスク装置である。そして、制御装置101が図１に示す処理を実行するために必要なプログラム、パラメータ、導出データ、およびその他のデータなどが記憶される。着脱可能な記憶媒体106は、例えばフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ等であって、記憶装置105に記憶するプログラムがあらかじめ記憶されている。また、本システムで解析された解析結果のデータを記憶することもできる。
【００５１】
以下、図１〜図２のフローチャートを用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【００５２】
図１の前処理２において、パラメータ入力処理３は、オペレータによって入力装置102から入力される、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置を図２１における記憶装置105に記憶する。
【００５３】
壁面方程式導出処理４は、解析モデルの形状から、各壁面の方程式を導出し、記憶装置105に記憶する。
【００５４】
放射光線方程式導出処理５は、放射光線数Ｎと送信する無線局の位置情報を用いて、放射光線の送信角度間隔φと放射光線番号ｎが１乃至Ｎの全放射光線の方程式を導出して記憶装置105に記憶する。第１ループ６は、前記全放射光線の方程式を導出する際のループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００５５】
反射光線方程式導出処理７は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の反射壁面を決定し、反射波（ｎ，Ｒ）の反射方程式を導出して記憶装置105に記憶する。第２ループ８は、放射光線番号ｎの光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、反射回数がＲmaxになるまで繰り返す。第３ループ９は、全放射光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００５６】
この前処理２における処理により、図３に示すように、記憶装置105には、パラメータ入力処理３において入力されたデータ、壁面方程式導出処理４において導出された壁面情報、全光線の方程式10、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、全光線の反射した反射壁面の番号14が記憶される。
【００５７】
ここで、全光線とは、放射光線番号１乃至Ｎの反射回数０乃至Ｒmaxの光線である。全光線の方程式10は、全光線の方程式の情報と全光線の総数Ａである。本実施の形態における全光線の総数Ａは、Ａ＝（Ｒmax＋１）×Ｎによって計算される。全光線の放射角度11は、全光線の直接波の進行方向を極座標によって示した情報である。全光線の進行角度12は、全光線の進行方向を極座標によって示した情報である。全光線の偏波方程式13は、全光線の直線偏波の方向を示すため導出した直線方程式である。全光線の反射した反射壁面の番号14は、Ｒ回反射光線の場合は反射してきた壁面の面番号を（Ｓ1，……，ＳR）の形式で示したものである。
【００５８】
図２に示す後処理15において、パラメータ入力処理16は、オペレータによって入力される、周波数、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍを記憶装置105に記憶する。
【００５９】
受信球導出処理17は、記憶装置105より読み込んだ光線番号ａの光線の伝搬距離ｄiを導出し、受信空間を球とした受信球の半径ｒiを導出して記憶装置105に記憶する。受信球半径ｒiは、上記の（１）式により導出される。
【００６０】
到達光線探索処理19は、受信する無線局の位置と受信球半径ｒiから受信球方程式を導出し、光線番号ａの光線と受信球が交わるか否かを判定し、交わるならば到達光線として記憶装置105に記憶する。
【００６１】
受信球導出処理17と到達光線探索処理19は、光線の光線番号ａが全光線の総数Ａになるまで第４ループ18により繰り返し行われ、到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置105に記憶する。
【００６２】
電界強度導出処理20は、到達光線番号ｈの到達光線の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、記憶装置105に記憶する。また、到達光線の到達光線番号ｈが到達光線数Ｈになるまで第５ループ21により繰り返し行われ、全到達光線の電界強度を導出する。
【００６３】
位相合成処理22は、全到来光線の電界強度を位相合成して、無線局番号ｍの受信する無線局における総合電界強度を導出し記憶装置105に記憶する。
【００６４】
これらの受信球導出処理17から位相合成処理22までの処理は、受信する無線局番号ｍが移動点数Ｍになるまで第６ループ23により繰り返し行われ、各受信する無線局の移動距離と各総合電界強度を記憶装置105に記憶する。
【００６５】
結果出力処理24は、各受信する無線局の移動距離と各総合電界強度を用いて、図４に示すように、横軸を受信する無線局の移動距離とし、縦軸を総合電界強度とした短区間受信レベル変動を示すグラフ25を出力する。グラフ25の縦軸は、例えば、送信する無線局の送信電力を０ｄＢｍとした場合の総合電界強度を示している。特性26は、総合電界強度の推移を示し、一般にフェージング特性を示す。
【００６６】
図１〜図２に示す本実施の形態の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（５、７）と到達光線探索処理19が支配的であり、これらの回数に比例して大きくなる。放射および反射光線方程式導出処理（５、７）の回数Ｈ1は、Ｈ1＝（Ｒmax＋１）×Ｎである。到達光線探索処理19の回数Ｓ1は（３）式のＳをＳ1として導出される。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００とした場合、送信角度間隔φは０.７°と計算され、各処理回数はＨ1＝３６０,０００、Ｓ１＝３６,０００,０００と計算される。この各処理回数を従来例の計算処理回数と比較すると、各設定パラメータが同一の場合、放射および反射光線方程式導出処理回数は１／Ｍ、到達光線処理回数は同一であることが分かり、総合的な処理量が軽減される。
【００６７】
このように、第１の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、前処理で光線情報を導出して記憶装置に記憶し、後処理でそれを読み出して繰り返し使用することで、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【００６８】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではなく、他方の無線局の移動回数Ｍを２以上とすれば同様の効果が得られる。
【００６９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、あらかじめ伝搬距離閾値を設定し、その閾値を超える伝搬距離の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【００７０】
図５〜図６は第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図であり、図７は図５のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図５〜図６における処理により、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【００７１】
図５〜図６の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図５〜図６において図１〜図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図５〜図７を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【００７２】
図５の前処理27において、パラメータ入力処理28は、オペレータによって入力される、伝搬距離閾値Ｄs、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置を記憶装置105に記憶する。
【００７３】
反射光線方程式導出処理29は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の反射壁面を決定し、反射点（ｎ，Ｒ）を導出し、反射波（ｎ，Ｒ）の反射方程式を導出して記憶装置105に記憶する。
【００７４】
伝搬距離導出処理30は、送信する無線局から反射点（ｎ，Ｒ）までの経路長ｄi（ｎ，Ｒ）を導出する。伝搬距離比較処理31は、設定された伝搬距離閾値Ｄsと経路長ｄi（ｎ，Ｒ）との比較を行う。ここで、Ｄs＞ｄi（ｎ，Ｒ）ならば、次の反射光線（ｎ，Ｒ）の導出を行うため、Ｒ＝Ｒ＋１として反射光線方程式導出処理29を行い、Ｄs＜ｄi（ｎ，Ｒ）ならば、次の放射光線の反射光線の導出を行うため、ｎ＝ｎ＋１、Ｒ＝１として反射光線方程式導出処理29を行う。
【００７５】
第２ループ32は、伝搬距離導出処理30から伝搬距離比較処理31を経て反射光線方程式導出処理29に戻る処理を示しており、反射回数がＲmaxになるまで繰り返す。第３ループ９は、全放射光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００７６】
この前処理27における動作により、記憶装置105は、パラメータ入力処理28において入力されたデータ、壁面方程式導出処理４において導出された壁面情報、全光線の方程式33、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、全光線の反射した反射壁面の番号14を記憶する。
【００７７】
ここで、全光線とは、放射光線番号１乃至Ｎの反射回数０乃至Ｒmaxの光線うち、経路長ｄi（ｎ，Ｒ）が伝搬距離閾値Ｄs以下となる光線の全てを示す。全光線の方程式33は、全光線の方程式の情報と全光線の総数Ａ1である。本実施の形態における全光線の総数Ａ1は、経路長ｄi（ｎ，Ｒ）が伝搬距離閾値Ｄsより大きい光線の総数をＱ1本とすると、Ａ1＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ1によって計算され第１の実施の形態の全光線の総数Ａより少ない。
【００７８】
図６に示す後処理34において、受信球導出処理17と到達光線探索処理19は、光線の光線番号ａが全光線の総数Ａ1になるまで第４ループ35により繰り返し行われ、到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置105に記憶する。
【００７９】
図５〜図６に示す本実施の形態の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（５、29）と到達光線探索処理19とが支配的であり、これらの回数に比例して大きくなり、伝搬距離導出処理30と伝搬距離比較処理31の計算時間は無視できるほど小さい。放射および反射光線方程式導出処理（５、29）の回数Ｈ2は、Ｈ2＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ2である。到達光線探索処理19の回数Ｓ2はＡ1回である。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００、解析モデルは１辺１０ｍ程度の立方体、伝搬距離閾値Ｄｓ＝６０ｍとした場合、伝搬距離が伝搬距離閾値Ｄsより大きい光線の総数Ｑ1は２４,０００本であり、送信角度間隔φは０.７°と計算され、各処理回数はＨ2＝３３６,０００、Ｓ1＝３３,６００,０００と計算される。
【００８０】
この各処理回数を従来例の計算処理回数と比較すると、各設定パラメータが同一の場合、放射および反射光線方程式導出処理回数は１／Ｍより小さく、到達光線処理回数はＱ1×Ｍ回減り、総合的な処理量が軽減される。また、第１の実施の形態の処理回数と比較しても、処理回数は軽減されている。さらに、送信する無線局から直接受信空間に到達する直接光線に対して、伝搬経路長が５０ｍ以上長い反射光線の計算を削除しても総合電界強度計算の結果に与える影響は小さい。
【００８１】
このように、本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、あらかじめ伝搬距離閾値を設定し、その閾値を超える伝搬距離の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【００８２】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【００８３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、あらかじめ伝搬損失閾値を設定し、その閾値を超える伝搬損失の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【００８４】
図８〜図９は第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図であり、図１０は図８のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図８〜図９における処理により、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【００８５】
図８〜図９の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図８〜図９において図１〜図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図８〜図１０を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【００８６】
図８の前処理36において、パラメータ入力処理37は、オペレータによって入力される、伝搬損失閾値ＰＬ、周波数、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置を記憶装置105に記憶する。
【００８７】
反射光線方程式導出処理38は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の反射壁面を決定し反射点（ｎ，Ｒ）を導出し、反射波（ｎ，Ｒ）の反射方程式を導出して記憶装置105に記憶する。
【００８８】
伝搬損失導出処理39は、特定の光線（ｎ，Ｒ−１）の送信する無線局から反射点（ｎ，Ｒ）までの伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）を導出する。伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）は、距離損失、反射損失、アンテナ指向性減衰の積で示され、伝搬距離、壁面材質、周波数、壁面との反射角度、送信する無線局のアンテナ放射特性から導出される。
【００８９】
伝搬損失比較処理40は、設定された伝搬損失閾値ＰＬと伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）との比較を行う。ここで、ＰＬ＞ｐ（ｎ，Ｒ）ならば、次の反射光線（ｎ，Ｒ）の導出を行うためＲ＝Ｒ＋１として反射光線方程式導出処理38を行い、ＰＬ＜ｐ（ｎ，Ｒ）ならば、次の放射光線の反射光線の導出を行うためｎ＝ｎ＋１、Ｒ＝１として反射光線方程式導出処理38を行う。
【００９０】
第２ループ41は、伝搬損失導出処理39から伝搬損失比較処理40を経て反射光線方程式導出処理38に戻る処理を示しており、反射回数がＲmaxになるまで繰り返す。第３ループ９は、全放射光線の軌跡を導出するためのループ処理を示しており、放射光線番号がＮになるまで繰り返す。
【００９１】
この前処理36における動作により、図１０に示すように、記憶装置105には、パラメータ入力処理37において入力されたデータ、壁面方程式導出処理４において導出された壁面情報、全光線の方程式42、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、全光線の反射した反射壁面の番号14を記憶する。
【００９２】
ここで、全光線とは、放射光線番号１乃至Ｎの反射回数０乃至Ｒmaxの光線うち、伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）が伝搬損失閾値ＰＬ以下となる光線の全てを示す。全光線の方程式42は、全光線の方程式の情報と全光線の総数Ａ2である。本実施の形態における全光線の総数Ａ2は、伝搬損失ｐ（ｎ，Ｒ）が伝搬距離閾値ＰＬより大きい光線の総数をＱ2本とすると、Ａ2＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ2によって計算され、第１の実施の形態の全光線の総数Ａより少ない。
【００９３】
図９に示す後処理43において、受信球導出処理17と到達光線探索処理19は、光線の光線番号ａが全光線の総数Ａ2になるまで第４ループ44により繰り返し行われ、到達光線数Ｈと到達光線情報を記憶装置105に記憶する。
【００９４】
図８〜図９に示す本実施の形態の計算処理の手順において、総合計算処理量および計算時間は、放射および反射光線方程式導出処理（５、38）と到達光線探索処理19とが支配的であり、これらの回数に比例して大きくなり、伝搬損失導出処理39と伝搬損失比較処理40の計算時間は無視できるほど小さい。放射および反射光線方程式導出処理（５、38）の回数Ｈ3は、Ｈ3＝（Ｒmax＋１）×Ｎ−Ｑ2である。到達光線探索処理19の回数Ｓ3はＡ2回である。例えば、最大反射回数Ｒmax＝４、他方の無線局移動回数Ｍ＝１００、放射光線数Ｎ＝７２,０００、解析モデルは１辺１０ｍ程度の立方体、伝搬損失閾値ＰＬ＝７０ｄＢとした場合、伝搬損失が伝搬損失閾値ＰＬより大きい光線の総数Ｑ2は２０,０００本であり、送信角度間隔φは０.７°と計算され、各処理回数はＨ3＝３４０,０００、Ｓ3＝３４,０００,０００と計算される。
【００９５】
この各処理回数を従来例の計算処理回数と比較すると、各設定パラメータが同一の場合、放射および反射光線方程式導出処理回数は１／Ｍより小さく、到達光線処理回数はＱ2×Ｍ回減り、総合的な処理量が軽減される。また、第１の実施の形態の処理回数と比較しても処理回数は軽減されている。さらに、解析モデルが１辺１０ｍ程度の立方体であるので、送受信する無線局間の直接光線の伝搬損失は、送信する無線局のアンテナ放射特性を無視すると４０ｄＢ程度であり、伝搬損失閾値ＰＬに比べ３０ｄＢ小さい。一般に、直接光線に対して３０ｄＢ以上損失の大きい反射光線の計算を削除しても総合電界強度計算の結果に与える影響は小さい。
【００９６】
このように、本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、あらかじめ伝搬損失閾値を設定し、その閾値を超える伝搬損失の光線の計算を削除するにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【００９７】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【００９８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、前処理のみを実行することで特定の光線の伝搬状態を表示することにより、特定の光線の伝搬状態を表示するために要する処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【００９９】
図１１は、本発明の第４の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートを示す図である。この図において、後処理15の内容、および記憶装置105に記憶される内容は第１の実施の形態と同様である。図１１における処理により、出力結果として図１２に示す特性の光線の伝搬状態を表示する伝搬状態図が得られる。
【０１００】
図１１の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図１１において図１と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図１１のフローチャートを用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【０１０１】
図１１の前処理45において、パラメータ入力処理46は、オペレータによって入力される、表示する光線の光線番号Ｐn、解析モデルの形状と各壁面の材質、光線の最大反射回数Ｒmax、放射光線数Ｎ、電波を送信する一方の無線局位置をパソコンの記憶装置１に記憶する。
【０１０２】
伝搬状態表示処理47は、放射および反射光線方程式導出処理（５，７）により導出された光線方程式データの中のオペレータによって設定された光線番号Ｐnの光線方程式データと壁面情報とを用いて図１２に示す伝搬状態図を表示装置103の画面に表示する。
【０１０３】
図１２において、解析領域48は、解析モデルで囲まれた空間を示し、本実施の形態においては面数が６の直方体としている。送信する無線局位置49は、オペレータによって設定された送信する無線局の位置を表示している。光線50は、光線番号Ｐnの光線が解析モデルの壁面にて反射し、進行している状態を示す。複数の反射点51は、光線50が各壁面と衝突する反射点を示す。本実施の形態では、光線50は６回反射している状態を示している。
【０１０４】
図１１に示す本実施の形態の計算処理の手順において、図１２に示す伝搬状態図を出力するには、図２３の従来例に示す到達光線探索処理78を実行する必要がない。
【０１０５】
このように、本発明の第４の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、前処理のみを実行することで特定の光線の伝搬状態を表示する構成とすることにより、後処理を実行しないため、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【０１０６】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射し電波を送信する無線局が光線を受信しても同様の効果が得られる。また、図１２の伝搬状態図においては、光線を１本表示しているが、表示する光線は複数であってもよい。
【０１０７】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、送信および受信する無線局のアンテナ放射特性を変更して伝搬特性解析を行う際には、後処理のみを実行することにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【０１０８】
図１３は、本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図であり、図１４は本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図示されていない前処理の内容は図１の前処理２と同様であり、その前処理と図１３に示す後処理とにより、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【０１０９】
図１３の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図１３において図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図１３〜図１４を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【０１１０】
図１４において、記憶装置105には、あらかじめ第１および第２アンテナ放射特性（52および53）と、前処理２の計算結果である全光線の方程式10、全光線の放射角度11、全光線の進行角度12、全光線の偏波方程式13、および全光線の反射面番号14が記憶されている。第１および第２アンテナ放射特性（52および53）は、各アンテナの放射特性を示すもので、例えば、ダイポールアンテナの指向特性を示す数式またはビームアンテナを実際に測定し得た離散値データである。
【０１１１】
後処理15において、パラメータ入力処理54は、オペレータによって入力される、周波数、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍとオペレータによって選択される各無線局のアンテナ放射特性を記憶装置105に記憶する。
【０１１２】
電界強度導出処理55は、到達光線番号ｈの到達光線の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、記憶装置105に記憶する。ここで、アンテナ放射特性による損失の導出は、各無線局に対してオペレータによって選択された第１および第２アンテナ放射特性（52および53）データを使用する。
【０１１３】
図１３に示す本実施の形態の計算処理の手順において、送信および受信する無線局のアンテナ放射特性を変更し、他の設定パラメータを変更せずに電波伝搬特性解析を行う場合には、１回目の解析は前処理２および後処理15を実行するが、２回目以降の解析は、アンテナ放射特性の変更を後処理15のパラメータ入力処理54にて行うことで、後処理15のみを実行することにより所望の結果が得られる。
【０１１４】
このように、本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、送信および受信する無線局のアンテナ放射特性を変更して伝搬特性解析を行う場合には、後処理のみを実行すればよいので、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することかできる。
【０１１５】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射しても同様の効果が得られる。また、記憶装置105に記憶したアンテナ放射特性データ数を２としたが、３以上の複数であってもよい。
【０１１６】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、壁面材質を変更し、伝搬特性解析を行う場合には、後処理のみを実行することにより、処理回数を軽減し、計算時間を短縮する。
【０１１７】
図１５は、本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図であり、図１６は本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図である。図示されていない前処理の内容は図１の前処理２と同様であり、その前処理と図１５に示す後処理とにより、出力結果として図４に示す短区間受信レベル変動特性が得られる。
【０１１８】
図１５の処理を行うハードウエアは、図２１に示したパソコンシステムである。図１５において図２と同じ符号の処理は同様の内容を有するものである。以下、図１５〜図１６を用いて本実施の形態の計算処理の手順を説明する。
【０１１９】
図１６において、記憶装置105には、あらかじめ第１および第２壁面材質（56および57）と前処理２の計算結果が記憶されている。第１および第２壁面材質（56および57）は、解析モデルの各壁面の材質情報であり、例えば、第１壁面材質56は床面を比誘電率４の磁器タイル、その他の壁面を比誘電率６のコンクリートとし、第２壁面材質57は全面比誘電率６のコンクリートとした壁面材質情報である。
【０１２０】
後処理15において、パラメータ入力処理58は、オペレータによって入力される、周波数、電波を受信する他方の無線局の移動区間および移動点数Ｍとオペレータによって選択される壁面の材質情報を記憶装置105に記憶する。
【０１２１】
電界強度導出処理59は、到達光線番号ｈの到達光線の伝搬距離損失、反射損失、アンテナ偏波、アンテナ放射特性による損失などの伝搬損失を導出し、記憶装置105に記憶する。ここで、反射損失の導出は、各無線局に対してオペレータによって選択された第１および第２壁面材質（56および57）データを使用する。
【０１２２】
図１５に示す本実施の形態の計算処理の手順において、壁面材質を変更し、他の設定パラメータを変更せずに電波伝搬特性解析を行う場合には、１回目の解析は前処理２および後処理15を実行するが、２回目以降の解析は、壁面材質の変更を後処理15のパラメータ入力処理58にて行うことで、後処理15のみを実行することにより所望の結果が得られる。
【０１２３】
このように、第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、壁面材質を変更し、伝搬特性解析を行う場合には、後処理のみを実行するので、処理回数を軽減し、計算時間を短縮することができる。
【０１２４】
なお、以上の説明では、便宜上電波を送信する無線局が光線を放射するとしているが、電波を受信する無線局が光線を放射しても同様の効果が得られる。また、記憶装置105に記憶した壁面材質情報数を２としたが、３以上の複数であってもよい。
【０１２５】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、解析平面を小平面に分割し、各小平面の電界強度を色情報で表示することにより、平面上の電界強度分布を分かり易く表示する。
【０１２６】
図１７は、本発明の第７の実施の形態の電波伝搬解析方法における解析モデル内の特定平面上の電界強度導出点を示した図である。そして、図１８は、解析領域内の特性平面上の電界強度分布を示した図であり、本実施の形態の出力結果を示している。
【０１２７】
図１７において、解析領域60は、設定された解析モデル内の空間を示す。送信する無線局61は、解析領域60内の無線局位置を示す。解析平面62は、解析領域60内にオペレータによって設定された解析平面を示す。小平面63は、解析平面62を複数に分割したうちの一平面を示す。本実施の形態において解析平面62は、Ｘ方向に１３分割、Ｙ方向に１４分割され、１８４個の小平面63に分割される。電界強度導出点64は、電界強度を算出する受信する無線局位置を示している。本実施の形態においては各小平面63内に１個の電界強度導出点を設けているが、各小平面63内に複数個の電界強度導出点を設け、その平均電界強度を各小平面63の電界強度としてもよい。
【０１２８】
図１８における電界強度分布65は、解析平面62上の各小平面63の位置を対応させ、各位置における電界強度の強度を色の濃淡を用いて、表示装置103の画面に表示する。
【０１２９】
このように、第７の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、解析平面を小平面に分割し、各小平面の電界強度を色情報で表示することにより、平面上の電界強度分布を分かり易く表示することができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態においては、電界強度を色の濃淡をもって表示したが、色別に電界強度を規定し表示してもよい。また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【０１３１】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法では、解析平面を小平面に分割し、各小平面の遅延分散値を色情報で表示することにより、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示する。
【０１３２】
図１９は、本発明の第８の実施の形態の電波伝搬解析方法における解析モデル内の特定平面上の電界強度導出点を示した図である。図２０は、解析領域内の特性平面上の電界強度分布を示した図であり、本実施例の出力結果を示している。図１９において、解析領域66は、設定された解析モデル内の空間を示す。送信する無線局67は、解析領域66内の無線局位置を示す。解析平面68は、解析領域66内にオペレータによって設定された解析平面を示す。小平面69は、解析平面68を複数に分割したうちの一平面を示す。本実施の形態において解析平面68は、Ｘ方向に１３分割、Ｙ方向に１４分割され、１８４個の小平面69に分割される。遅延分散値導出点70は、遅延分散値を算出する受信する無線局位置を示している。本実施の形態においては各小平面69内に１個の遅延分散値導出点70を設けているが、各小平面69内に複数個の遅延分散値導出点70を設け、その平均遅延分散値を各小平面69の遅延分散値としてもよい。
【０１３３】
図２０における遅延分散分布71は、解析平面68上の各小平面69の位置を対応させ、各位置における遅延分散値の強度を色の濃淡を用いて、表示装置103の画面に表示する。
【０１３４】
このように、第８の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法によれば、解析平面を小平面に分割し、各小平面の遅延分散値を色情報で表示することにより、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示することができる。
【０１３５】
なお、本実施の形態においては、遅延分散値を色の濃淡をもって表示したが、色別に遅延分散値を規定し表示してもよい。また、また、上記具体数値は例であって、それに限定されるものではない。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本発明の電波伝搬解析方法は、一方の無線局から複数の光線を特定の送信角度間隔をもって送信して、他方の無線局近傍に定義した受信空間に到達する光線を探索する幾何光学的解析手法を用いた電波伝搬解析方法において、電波伝搬解析処理を複数の処理に分割し、前記分割された処理のうちのいずれかを、送信された複数の光線情報を導出して記憶装置に記憶する前処理とし、前記前処理の後に実施される他の処理のうちのいずれかを前記記憶装置から前記複数の光線情報を読み出し、受信空間に到達する光線を探索する後処理とすることにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１３７】
また、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの伝搬距離が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の計算処理を停止することにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１３８】
さらに、前記前処理において、一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において前記一方の無線局からの反射損失を含む伝搬損失が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の進行を計算処理することにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１３９】
そして、前記前処理において、複数の光線に含まれる特定の光線の伝搬状態を表示することにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１４０】
また、前記後処理において、複数の無線局のアンテナ放射特性を変えて電波伝搬解析を行うことにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１４１】
さらに、前記後処理において、複数の壁面の材質情報を変えて電波伝搬解析を行うことにより、計算処理量を軽減して計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１４２】
そして、解析モデル内の特定の平面上の電界強度分布を色情報により２次元グラフを用いて表示することにより、平面上の電界強度分布を分かり易く表示することができるという効果が得られる。
【０１４３】
また、解析モデル内の特定の平面上の遅延分散分布を色情報により２次元グラフを用いて表示することにより、平面上の遅延分散分布を分かり易く表示することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電波伝搬解析の前処理動作を説明するためのフローチャート、
【図２】本発明の第１の実施の形態の電波伝搬解析の後処理動作を説明するためのフローチャート、
【図３】図１のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図４】本発明の実施の形態における電波伝搬解析の計算結果のグラフ、
【図５】本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の前処理動作を説明するためのフローチャート、
【図６】本発明の第２の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の後処理動作を説明するためのフローチャート、
【図７】図５のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図８】本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の前処理動作を説明するためのフローチャート、
【図９】本発明の第３の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法の後処理動作を説明するためのフローチャート、
【図１０】図８のフローチャートで示される処理により、記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図１１】本発明の第４の実施の形態の電波伝搬解析の処理動作を説明するためのフローチャート、
【図１２】本発明の第４の実施の形態の電波伝搬解析の結果を示す図、
【図１３】本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図、
【図１４】本発明の第５の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図１５】本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法のフローチャートの後処理を示す図、
【図１６】本発明の第６の実施の形態の幾何光学的電波伝搬解析方法を実行する際に記憶装置に記憶されるデータを示す図、
【図１７】第７の実施形態の電波伝搬解析の電界強度導出点を説明する図ための図、
【図１８】本発明の第７の実施形態の電波伝搬解析の計算結果を示すグラフ、
【図１９】本発明の第８の実施形態の電波伝搬解析の遅延分散値導出点を説明するための図、
【図２０】本発明の第８の実施の形態の電波伝搬解析の計算結果を示すグラフ、
【図２１】本発明の実施の形態における処理を実行する装置の構成を示すブロック図、
【図２２】従来例の電波伝搬解析の計算結果のグラフ、
【図２３】従来例の電波伝搬解析の処理動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２ 前処理
４ 壁面方程式導出処理
５ 放射光線方程式導出処理
７ 反射光線方程式導出処理
10 全光線の方程式データ
11 全光線の放射角度データ
12 全光線の進行角度データ
13 全光線の偏波方程式データ
14 全光線の反射面番号
15 後処理
17 受信球導出処理
19 到達光線探索処理
20 電界強度導出処理
22 位相合成処理
24 結果出力処理
105 記憶装置
Claims (7)
- 一方の無線局から複数の光線を特定の送信角度間隔をもって送信して、他方の無線局近傍に定義した受信空間に到達する光線を探索する幾何光学的解析手法を用いた電波伝搬解析方法であって、送信された複数の光線情報を導出して記憶装置に記憶する前処理と、前記記憶装置から前記複数の光線情報を読み出して受信空間に到達する光線を探索する後処理とを有し、前記前処理において、前記一方の無線局から送信される特定の光線は繰り返し反射点を導出して進行し、前記反射点において該一方の無線局からの伝搬距離が設定した閾値以上の場合、前記特定の光線の計算処理を停止することを特徴とする電波伝搬解析方法。
- 前記後処理において、複数の無線局のアンテナ放射特性を変えて電波伝搬解析を行うことを特徴とする請求項１記載の電波伝搬解析方法。
- 前記後処理において、複数の壁面の材質情報を変えて電波伝搬解析を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電波伝搬解析方法。
- 解析モデル内の特定の平面上の電界強度分布を色情報により２次元グラフを用いて表示する機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電波伝搬解析方法。
- 解析モデル内の特定の平面上の遅延分散分布を色情報により２次元グラフを用いて表示する機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電波伝搬解析方法。
- 請求項１乃至５のいずれか１項記載の電波伝搬解析方法を実施する電波伝搬解析装置。
- 請求項１乃至５のいずれか１項記載の電波伝搬解析方法をコンピュータに実行せるためのプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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