JP7220607B2 - 位相損失算出プログラム及び電界強度算出装置 - Google Patents
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まず、電界強度算出装置1の全体構成及び処理について説明する。図1は、本発明の実施形態による電界強度算出装置の構成例を示すブロック図であり、図2は、電界強度算出装置の処理例を示すフローチャートである。
[数1]
Eh2=E0-ls-lr-Γ ・・・(1)
次に、図2に示したステップS204の処理について詳細に説明する。図3は、図2に示した位相損失算出処理例(ステップS204)を示すフローチャートである。
次に、図2に示したステップS206の処理について詳細に説明する。図4は、回折判定及び回折損失等算出処理例(ステップS206)を示すフローチャートである。
次に、図1に示した位相損失算出部12について詳細に説明する。図5は、位相損失算出部12の構成例を示すブロック図である。この位相損失算出部12は、反射点算出手段20、反射係数設定手段21、テーブル22及び位相損失算出手段23を備えている。
次に、図5に示した反射点算出手段20の処理について説明する。図7は、反射点算出手段20の処理例を示すフローチャートであり、図8は、送信高h1、受信高h2、送受信点間距離dst、送信反射点間距離d11等を説明する図である。
(A)送受信点間距離dstが2km未満であること。
(B)俯角が0.1度以下であり、かつ反射点が海でないこと。
(C)入反射角度差が0.1度以下であること。尚、入反射角度差は、後述するステップS706と同様の処理にて算出される。
(D)ステップS705にて特定したフラットなサンプル点ptが存在すること。
(E)ステップS706にて算出した入反射角度差について0.3度以下のサンプル点ptが存在すること。
次に、図7に示したステップS702の送受信高内分方式を用いた反射点算出処理例について説明する。前述のとおり、反射点算出手段20は、ステップS702において、送受信高内分方式を用いて、送信点の地点eと受信点の地点fとの間の地形面αにおける反射点を算出する。
次に、図9に示したステップS901の、h1,h2の比率に基づいた内分方式処理例について説明する。図12は、h1,h2の比率に基づいた内分方式処理例(ステップS901)を示すフローチャートである。
次に、図7に示したステップS705のフラットサンプル点特定処理例について説明する。前述のとおり、反射点算出手段20は、ステップS705において、反射点前後の所定領域において、フラットなサンプル点ptを特定する。前述のとおり、フラットとは、所定領域において所定高低差未満であることをいう。
次に、図7に示したステップS706の入反射角度差算出処理例について説明する。前述のとおり、反射点算出手段20は、ステップS706において、サンプル点ptの入反射角度差を算出する。この処理は、図7に示したステップS703の(C)を判断する際にも用いられる。
次に、図5に示した反射係数設定手段21の処理について詳細に説明する。前述のとおり、反射係数設定手段21は、100mメッシュ土地利用データ及びテーブル22を用いて、反射点の位置の土地利用区分に対応する反射係数krを設定する。図21は、反射係数設定手段21の処理例を示すフローチャートである。
次に、図5に示した位相損失算出手段23の処理について詳細に説明する。前述のとおり、位相損失算出手段23は、送信点情報、受信点情報、反射点の情報及び反射係数krに基づいて、位相損失lsを算出する。図22は、位相損失算出手段23の処理例を示すフローチャートである。
[数2]
dld=√((h1-h2)2+dst2) ・・・(2)
[数3]
dld1=√(h12+dll2) ・・・(3)
[数4]
dld2=√(h22+dl22) ・・・(4)
[数5]
dld1=√((h1-glp)2+dll2) ・・・(5)
[数6]
dld2=√((h2-glp)2+dl22) ・・・(6)
[数7]
θ=(2π/λ)(dld1+dld2-dld) ・・・(7)
[数8]
ls=-20*log(√(1+kr2-(2kr*cosθ)))[dB] ・・・(8)
10 自由空間電界強度算出部
11 回折判定部
12 位相損失算出部
13 回折損失算出部
14 近接リッジ付加損失算出部
15 都市減衰損失算出部
16 電界強度算出部
20 反射点算出手段
21 反射係数設定手段
22 テーブル
23 位相損失算出手段
E0 自由空間電界強度
ls 位相損失
lr 近接リッジ付加損失
lf 回折損失
Γ 都市減衰損失
Eh2 電界強度
h1 送信高(送信点の海抜高)
h2 受信高(受信点の海抜高)
dst 送受信点間距離
d11 送信反射点間距離
d12 反射受信点間距離
glp 反射点高(反射点の地球球面高+地形高)
h’ 反射点の地形高
pt サンプル点
pr_dist[pt] サンプル点距離
pr_data[pt] サンプル点高(サンプル点ptの地球球面高+地形高)
d1,d2 サンプル反射点距離
α 地形面
β 地球球面
γ 送受信点基準線
kr 反射係数
dld 送受信点電波通路長
dld1 送信反射点電波通路長
dld2 反射受信点電波通路長
θa,θin,θin’ 入射角
θb,θout,θout’ 反射角
θd,θd’ 角度差
θave 角度差平均
i ポイント番号
nitx 送信点のポイント番号
nitr 受信点のポイント番号
Claims (7)
- 送信点から送出される電波を受信点で受信する際の位相損失を算出する位相損失算出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記送信点の緯度、経度及び送信高を含む送信点情報、前記受信点の緯度、経度及び受信高を含む受信点情報、並びに所定距離毎の各地点の標高値を含む標高データに基づいて、前記電波が地形面に反射する反射点の緯度及び経度を示す反射点位置を算出すると共に、前記反射点の高さを示す反射点高を含む反射点情報を算出する反射点算出手段、
前記反射点算出手段により算出された前記反射点位置の土地利用区分に基づいて、前記反射点位置の反射係数を設定する反射係数設定手段、及び、
前記送信点情報、前記受信点情報、及び前記反射点算出手段により算出された前記反射点情報に基づいて、前記送信点から前記受信点までの第1電波通路長、前記送信点から前記反射点までの第2電波通路長、及び前記反射点から前記受信点までの第3電波通路長を算出し、前記第1電波通路長、前記第2電波通路長、前記第3電波通路長、前記電波の周波数、及び前記反射係数設定手段により設定された前記反射係数に基づいて、前記位相損失を算出する位相損失算出手段、として機能させるための位相損失算出プログラム。 - 請求項1に記載の位相損失算出プログラムにおいて、
前記反射係数設定手段は、
所定距離毎の前記土地利用区分を含む土地利用データを用いて、前記反射点算出手段により算出された前記反射点位置の前記土地利用区分を特定し、前記土地利用区分と前記反射係数との間の関係が定義されたテーブルを用いて、前記反射点位置の前記土地利用区分に対応する前記反射係数を設定する、ことを特徴とする位相損失算出プログラム。 - 送信点から送出される電波を受信点で受信する際の位相損失を算出する位相損失算出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記送信点の緯度、経度及び送信高を含む送信点情報、前記受信点の緯度、経度及び受信高を含む受信点情報、並びに所定距離毎の各地点の標高値を含む標高データに基づいて、前記電波が地形面に反射する反射点の緯度及び経度を示す反射点位置を算出すると共に、前記反射点の高さを示す反射点高を含む反射点情報を算出する反射点算出手段、及び、
前記送信点情報、前記受信点情報、及び前記反射点算出手段により算出された前記反射点情報に基づいて、前記送信点から前記受信点までの第1電波通路長、前記送信点から前記反射点までの第2電波通路長、及び前記反射点から前記受信点までの第3電波通路長を算出し、前記第1電波通路長、前記第2電波通路長、前記第3電波通路長及び前記電波の周波数に基づいて、前記位相損失を算出する位相損失算出手段、として機能させ、
前記反射点算出手段は、
前記送信点情報、前記受信点情報及び前記標高データに基づいて、前記送信点と前記受信点との間の前記地形面に、前記標高データの前記地点に対応するサンプル点を設定し、
前記送信高及び前記受信高の比率に基づいて、前記送信点と前記受信点との間を内分することで、前記反射点位置を算出し、前記反射点位置の最も近くに存在する2つの前記サンプル点を特定し、
前記反射点位置、2つの前記サンプル点の前記地点及び前記標高値に基づいて、前記反射点情報を算出する、ことを特徴とする位相損失算出プログラム。 - 送信点から送出される電波を受信点で受信する際の位相損失を算出する位相損失算出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記送信点の緯度、経度及び送信高を含む送信点情報、前記受信点の緯度、経度及び受信高を含む受信点情報、並びに所定距離毎の各地点の標高値を含む標高データに基づいて、前記電波が地形面に反射する反射点の緯度及び経度を示す反射点位置を算出すると共に、前記反射点の高さを示す反射点高を含む反射点情報を算出する反射点算出手段、及び、
前記送信点情報、前記受信点情報、及び前記反射点算出手段により算出された前記反射点情報に基づいて、前記送信点から前記受信点までの第1電波通路長、前記送信点から前記反射点までの第2電波通路長、及び前記反射点から前記受信点までの第3電波通路長を算出し、前記第1電波通路長、前記第2電波通路長、前記第3電波通路長及び前記電波の周波数に基づいて、前記位相損失を算出する位相損失算出手段、として機能させ、
前記反射点算出手段は、
前記送信点情報、前記受信点情報及び前記標高データに基づいて、前記送信点と前記受信点との間の前記地形面に、前記標高データの前記地点に対応するサンプル点を設定し、
前記送信高及び前記受信高の比率に基づいて、前記送信点と前記受信点との間を内分することで、第1反射点位置を算出し、前記第1反射点位置の最も近くに存在する2つの前記サンプル点を第1サンプル点として特定し、
前記第1反射点位置、2つの前記第1サンプル点の前記地点及び前記標高値に基づいて、第1反射点情報を算出し、
前記送信高から前記第1反射点情報に含まれる前記反射点高を減算し、新たな送信高を求め、前記受信高から前記第1反射点情報に含まれる前記反射点高を減算し、新たな受信高を求め、
前記新たな送信高及び前記新たな受信高の比率に基づいて、前記送信点と前記受信点との間を内分することで、前記反射点位置を算出し、前記反射点位置の最も近くに存在する2つの前記サンプル点を第2サンプル点として特定し、
前記反射点位置、2つの前記第2サンプル点の前記地点及び前記標高値に基づいて、前記反射点情報を算出する、ことを特徴とする位相損失算出プログラム。 - 送信点から送出される電波を受信点で受信する際の位相損失を算出する位相損失算出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記送信点の緯度、経度及び送信高を含む送信点情報、前記受信点の緯度、経度及び受信高を含む受信点情報、並びに所定距離毎の各地点の標高値を含む標高データに基づいて、前記電波が地形面に反射する反射点の緯度及び経度を示す反射点位置を算出すると共に、前記反射点の高さを示す反射点高を含む反射点情報を算出する反射点算出手段、及び、
前記送信点情報、前記受信点情報、及び前記反射点算出手段により算出された前記反射点情報に基づいて、前記送信点から前記受信点までの第1電波通路長、前記送信点から前記反射点までの第2電波通路長、及び前記反射点から前記受信点までの第3電波通路長を算出し、前記第1電波通路長、前記第2電波通路長、前記第3電波通路長及び前記電波の周波数に基づいて、前記位相損失を算出する位相損失算出手段、として機能させ、
前記反射点算出手段は、
前記送信点情報、前記受信点情報及び前記標高データに基づいて、前記送信点と前記受信点との間の前記地形面に、前記標高データの前記地点に対応するサンプル点を設定し、
前記送信高及び前記受信高の比率に基づいて、前記送信点と前記受信点との間を内分することで、仮反射点位置を算出し、前記仮反射点位置の最も近くに存在する2つの前記サンプル点を特定し、
前記仮反射点位置、2つの前記サンプル点の前記地点及び前記標高値に基づいて、仮反射点情報を算出し、
前記仮反射点位置を含む所定領域内で、所定高低差未満のフラットな領域を有する前記サンプル点を、フラットサンプル点として特定し、前記フラットサンプル点における入射角と反射角との間の差を入反射角度差として算出し、前記入反射角度差が最小となる前記フラットサンプル点の位置を前記反射点位置として決定し、前記フラットサンプル点の高さを含む情報を前記反射点情報として決定する、ことを特徴とする位相損失算出プログラム。 - 送信点から送出される電波を受信点で受信する際の位相損失を算出する位相損失算出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記送信点の緯度、経度及び送信高を含む送信点情報、前記受信点の緯度、経度及び受信高を含む受信点情報、並びに所定距離毎の各地点の標高値を含む標高データに基づいて、前記電波が地形面に反射する反射点の緯度及び経度を示す反射点位置を算出すると共に、前記反射点の高さを示す反射点高を含む反射点情報を算出する反射点算出手段、及び、
前記送信点情報、前記受信点情報、及び前記反射点算出手段により算出された前記反射点情報に基づいて、前記送信点から前記受信点までの第1電波通路長、前記送信点から前記反射点までの第2電波通路長、及び前記反射点から前記受信点までの第3電波通路長を算出し、前記第1電波通路長、前記第2電波通路長、前記第3電波通路長及び前記電波の周波数に基づいて、前記位相損失を算出する位相損失算出手段、として機能させ、
前記反射点算出手段は、
前記送信点情報、前記受信点情報及び前記標高データに基づいて、前記送信点と前記受信点との間の前記地形面に、前記標高データの前記地点に対応するサンプル点を設定し、
前記送信高及び前記受信高の比率に基づいて、前記送信点と前記受信点との間を内分することで、仮反射点位置を算出し、前記仮反射点位置の最も近くに存在する2つの前記サンプル点を特定し、
前記仮反射点位置、2つの前記サンプル点の前記地点及び前記標高値に基づいて、仮反射点情報を算出し、
前記送信点の地球球面地点と前記受信点の地球球面地点との間の距離を送受信点間距離として、前記送受信点間距離が所定距離未満の場合、前記仮反射点位置を前記反射点位置として決定し、
前記送受信点間距離が所定距離以上である場合、前記仮反射点位置を含む所定領域内で、所定高低差未満のフラットな領域を有する前記サンプル点をフラットサンプル点として、前記フラットサンプル点が存在するか否かを判定し、
前記フラットサンプル点が存在する場合、前記フラットサンプル点における入射角と反射角との間の差を入反射角度差として算出し、前記入反射角度差が最小となる前記フラットサンプル点の位置を前記反射点位置として決定し、前記フラットサンプル点の高さを含む情報を前記反射点情報として決定し、
前記フラットサンプル点が存在しない場合、前記仮反射点位置を前記反射点位置として決定し、前記仮反射点情報を前記反射点情報として決定する、ことを特徴とする位相損失算出プログラム。 - 送信点から送出される電波を受信する受信点の電界強度を算出する電界強度算出装置において、
前記送信点の緯度、経度及び送信高を含む送信点情報、並びに前記受信点の緯度、経度及び受信高を含む受信点情報に基づいて、前記送信点から送出された前記電波が障害のない状態で空間を伝搬したときの前記受信点の自由空間電界強度を算出する自由空間電界強度算出部と、
前記送信点と前記受信点との間の直接波及び反射波の干渉により生じる損失を、位相損失として算出する位相損失算出部と、
前記自由空間電界強度算出部により算出された前記自由空間電界強度から、前記位相損失算出部により算出された前記位相損失を含む損失を減算し、前記受信点の前記電界強度を求める電界強度算出部と、を備え、
前記位相損失算出部は、
前記送信点情報、前記受信点情報、並びに所定距離毎の各地点の標高値を含む標高データに基づいて、前記電波が地形面に反射する反射点の緯度及び経度を示す反射点位置を算出すると共に、前記反射点の高さを示す反射点高を含む反射点情報を算出する反射点算出手段、
前記反射点算出手段により算出された前記反射点位置の土地利用区分に基づいて、前記反射点位置の反射係数を設定する反射係数設定手段、及び、
前記送信点情報、前記受信点情報、及び前記反射点算出手段により算出された前記反射点情報に基づいて、前記送信点から前記受信点までの第1電波通路長、前記送信点から前記反射点までの第2電波通路長、及び前記反射点から前記受信点までの第3電波通路長を算出し、前記第1電波通路長、前記第2電波通路長、前記第3電波通路長、前記電波の周波数、及び前記反射係数設定手段により設定された前記反射係数に基づいて、前記位相損失を算出する位相損失算出手段、を備えたことを特徴とする電界強度算出装置。
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