JPH088846A

JPH088846A - 電波受信強度シミュレーション方法

Info

Publication number: JPH088846A
Application number: JP13852294A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takahashi; 賢高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 1996-01-12
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: US5689812A; JP3256085B2

Abstract

(57)【要約】【目的】移動通信システムにおける電波受信強度を短
時間で計算できるシュミレーション方法の提供を目的と
する。【構成】基地局からの送信電波のうち、電波が最後に
反射した反射物体に関して求まる仮想的な送信点１４５
とその反射物体１１５とに基づいて、反射波の到達可能
領域１５０を特定しておき、この特定領域内に位置する
各評価点について反射波の受信強度を計算する。【効果】計算対象となる領域が特定されているため、
全領域において計算する場合に比較して、計算精度を落
すことなく、計算時間を大幅に削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電波受信強度シュミレー
ション方法に関し、更に詳しくは、移動通信システムに
おける親機（基地局）のレイアウトおよびゾーン設計を
行うための電波強度の予測方法にに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の親機（基地局）と複数の子機から
なる移動通信システムにおいては、電波強度の予測が重
要である。例えば、想定される子機の使用範囲では、親
機からの電波が充分に届くようにシステム設計しておく
必要があるが、レイアウト設計が不適切で親機の配置台
数が増加すると、単にシステムの全体コストが増大する
のみならず、子機に対する他の親機からの干渉が大きく
なるため、限られた周波数を有効利用できなくなるとい
う問題がある。逆に、親機の台数が少な過ぎると、親機
からの電波が充分な強度で到達しない場所が生じるた
め、場所によっては子機を使用できなくなるという問題
がある。

【０００３】電波強度を正確に予測できれば、子機の使
用が予定される領域全体を少数の親機でカバーできる適
切なレイアウト設計が可能になり、例えば、多数の利用
者が通る主要な領域に対しては、安定した電波強度が得
られるように余裕を持って親機を配置し、利用者が稀な
非重要領域に対しては親機の設置台数を少なくしてコス
ト低減を図るなど、状況に応じた最適なシステム配置が
可能になる。

【０００４】移動通信システムにおける電波強度の予測
方法ついては、例えば、アイトリプルイー・ネットワー
ク・マガジン、１９９１年１１月号、２７ページから３
０ページ(IEEE Network Magazine, November 1991, pp.
27-30)において論じられている。

【０００５】上記従来方法では、例えば、図２に示すよ
うに、パラメータの設定と全評価点に対応する記憶領域
の初期化（ステップ１５５）を行った後、評価平面上の
一つの評価点を選び（１６０）、送信点と評価点との間
に取り得るパスの一つを抽出し（１６５）、送信点から
評価点に至るパスが存在するかどうか判定する（１７
０）。もし、そのパスが存在すれば、そのパスにおける
反射や透過を考慮して振幅を求め（１７５）、該評価点
に対応する記憶領域に求めた振幅値を加算する（１８
０）。パスの抽出（１６５）、パスの存在判定（１７
０）、そのパスの振幅計算（１７５）、振幅の加算（１
８０）の各ステップを、取り得る全てのパスについて実
行する（１８５）。これらを全ての評価点についてくり
返し（１９０）、全ての評価点についての計算が終了し
たら強度分布を出力する（１９５）。

【０００６】送信点と評価点の周辺に反射物体が存在し
た場合、各評価点の電波強度には、送信点から直接届く
電波以外に、これらの反射物体で反射して評価点に到達
する電波も考慮する必要がある。例えば、周辺の反射物
体の数が「２」で、これらの反射物体により反射される
電波のうち、２回反射までの反射電波を考慮に入れるも
のとすると、上記送信点と評価点との間のパスの抽出
（１６５）において、取り得るパスの数は、「送信点−
評価点」、「送信点−反射物体１−評価点」、「送信点
−反射物体２−評価点」、「送信点−反射物体１−反射
物体２−評価点」、「送信点−反射物体２−反射物体１
−評価点」の５本となる。

【０００７】反射物体の数をｗ、最大反射回数をｎのと
き、パスの数ｐは（数１）で表される。

【０００８】

【数１】

【０００９】送信点から評価点までのパスの判定（１７
０）について、図３を用いて具体的に説明する。図３
は、送信点１００から放射された電波のうち、第１の反
射物体１０５の反射点１１０で反射した後、第２の反射
物体１１５の反射点１２０で反射して評価点１３０に到
達する電波のパス１３５を抽出する方法を示している。

【００１０】まず、第１の反射物体１０５に対して、送
信点と点対称となる位置に仮想的な送信点１４０を求め
る。さらに、第２の反射物体１１５に対して、上記仮想
的な送信点１４０と点対称となる位置に仮想的な送信点
１４５を求める。ここで、評価点１３０と仮想的な送信
点１４５との距離は、送信点１００と評価点１３０との
間の電波の伝搬距離に等しいため、評価点１３０と仮想
的な送信点１４５の距離から伝搬による損失（伝搬損）
を求め、その値を保持しておく。

【００１１】次に、評価点１３０と仮想的な送信点１４
５を結ぶ直線上で第２の反射物体１１５と交差する点を
求める、これを第２の反射物体上の反射点１２０とす
る。もし、第２の反射物体上に上記反射点がない場合
は、上述した反射電波のパスが存在しないものと判断
し、次のパスの計算を行う。第２の反射物体１１５上に
反射点１２０があった場合は、該反射物体１１５の電気
的パラメータに基づいて反射損を計算し、これを既に計
算されている伝搬損に加えた後、評価点１３０と第２の
反射物体１１５上の反射点１２０との間に他の反射物体
があるかどうかを判定する。

【００１２】もし、他の反射物体があれば、その反射物
体の電気的パラメータから透過損を計算し、これを既に
計算されている伝搬損に加え、第２の反射物体１１５上
の反射点１２０と仮想的な送信点１４０とを結ぶ直線上
で、第１の反射物体１０５との交差点を求めることによ
り、第１の反射物体１０５上の反射点１１０を得る。も
し、第１の反射物体１上に反射点がない場合には、この
ような反射電波のパスは存在しないものと判断し、次の
パスの計算を行う。第１の反射物体上の反射点１１０が
ある場合は、第１の反射物体の電気的パラメータに基づ
いて反射損を計算し、これを既に計算されている伝搬損
に加え、第２の反射物体上の反射点１２０と第１の反射
物体上の反射点１１０との間に他の反射物体があるかど
うかを判定する。

【００１３】もし、他の反射物体があれば、その反射物
体の電気的パラメータから透過損を計算し、これを既に
計算されている伝搬損に加え、第１の反射物体上の反射
点１１０と送信点１００との間に他の反射物体があるか
どうかを判定する。もし、他の反射物体があるときに
は、その反射物体の電気的パラメータから透過損を計算
し、これを既に計算されている伝搬損に加える。このよ
うにして、各パスの反射波の強度を計算し、同様に求め
た他のパスの反射波の強度と加えることにより、評価点
での受信電波の強度（振幅）を求める。

【００１４】上述した計算を各評価点で繰り返すことに
より、ゾーン内の電波強度を求めることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】然るに、実際に移動通
信システムを設置しようとする屋内レイアウトには多く
の反射物体を含み、反射の組合せが多数存在するため、
判定対象となる反射波のパスの数が膨大となる。例え
ば、反射物体の数を「６０」とし、各評価点の到達電波
として２次反射までの反射波を考慮すると仮定した場
合、一評価点あたり判定すべきパス数は、（数１）によ
り３，６０１本となる。従って、評価点の数を１０，０
００点とすると、全部で３６，０１０，０００本のパス
について判定を行う必要があり、パス判定と各反射物体
との交点判定に多大な時間を費やし、ゾーン内の電波強
度のシミュレーションに多くの時間がかかる。

【００１６】一方、現実的な室内レイアウトにおいてパ
スの存在確率を調査したところ、２次反射以内の反射で
評価点に到達する反射波はわずか１％に過ぎないことが
判明した。或る反射物体により反射した反射波で照射さ
れる評価点群が、或る程度、直感的にわかるにも関わら
ず、従来の方法では、反射波が評価点に到達しない残り
９９％のパスについて、パスの存在の有無を判定するた
めに無駄な計算時間を費していた。

【００１７】以上、反射波について述べてきたが、これ
は直接波の計算にもあてはまる。すなわち、従来は、明
らかに送信点を遮らない評価点についても、それらを結
ぶ直線と全ての反射物体との交点判定のための無駄な計
算時間を費やしていた。

【００１８】本発明の目的は、計算所要時間を短縮した
電波受信強度シュミレーション方法を提供することにあ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、送信点あるいは最後に反射した反射物
体による仮想的な送信点と反射物体との位置関係によ
り、反射波の存在する可能性のある特定領域を予め求め
ておき、上記特定領域内の評価点について反射波パスの
有無の判定を行うことを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、送信点と反射物体の位置
関係により透過波の存在する特定領域を予め求め、上記
特定領域内の評価点のみについて透過波パスの有無の判
定を行うことを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明によれば、反射波あるいは透過波の存在
する領域を予め特定しておき、この特定領域内の評価点
についてのみ、反射波パスあるいは透過波パスの判定を
行い、評価点に到達する反射波強度あるいは透過波強度
の計算を行うようにしているため、全ての評価点に対し
てパス判定を行う方式に比較して、計算処理時間を大幅
に短縮することができる。

【００２２】

【実施例】図４は、本発明による受信電波強度測定のシ
ュミレーション方法の１実施例を示すフローチャートで
ある。

【００２３】先ず、計算パラメータの設定と、全評価点
の振幅値を保持する記憶領域の初期化（ステップ１５
５）を行った後、全評価点について、基地局からの直接
波（直接波による透過波を含む）の振幅計算を行い、そ
れぞれの評価点に対応する記憶領域に振幅値を保持する
（２００）。次に、１次反射波（１次反射波による透過
波を含む）の到達する領域を特定し、この領域内に位置
する各評価点について１次反射波の振幅（強度）計算を
行い、該評価点毎に、既に計算されている直接波の振幅
（強度）に加算する（２０５）。更に、２次以上の反射
波（２次以上の反射波による透過波を含む）の到達する
領域を特定し、この領域内に位置する各評価点について
反射波の振幅（強度）計算を行い（２１０）、該評価点
毎に、既に計算されている振幅（強度）に加算する。最
後に、上記各評価点毎の受信電波強度の計算結果に基づ
いて、電波強度の分布を示す図面を出力する（１９
５）。

【００２４】以下、上記各ステップの詳細について説明
する。

【００２５】図５は、パラメータの設定と初期化（ステ
ップ１５５）において設定するパラメータの１例を示
す。また、図６は、振幅値を保持する記憶領域２３５の
構成を示す。パラメータとしては、送信点の位置である
送信点の座標（ｘ，ｙ，ｚ）２１５、伝搬損・反射損・
透過損の計算で用いる周波数（ｆ）２２０、それぞれの
反射物体のデータ２２５、評価平面のパラメータ２３０
がある。評価平面のパラメータ２３０は、評価平面の大
きさ（Ｘ，Ｙ）２３００と、評価平面の高さ（ｈ）２３
０２と、評価点間隔（ｓ）２３０４とからなる。反射物
体のデータ２２５は、反射物体毎に保持され、それぞ
れ、反射物体を構成する四角形の４点の座標２２５０
と、交点の計算を容易にするために予め保持する平面の
構成パラメータ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）２２５２と、反射損
・透過損の計算に用いる電気的パラメータ（比誘電率ε
_r、導電率σ）２２５４とからなっている。

【００２６】平面の構成パラメータ２２５２は、４点の
座標２２５０を与えたとき、この４点の全てにおいて、
ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０を満たすようなａ，ｂ，ｃ，
ｄを代入しておく。具体的には、４点の座標２２５０の
うち、３点であるＡ（ｘ_a，ｙ_a，ｚ_a），Ｂ（ｘ_b，
ｙ_b，ｚ_b），Ｃ（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）を与えたとき、この
反射物体の法線ベクトルｎ（ａ，ｂ，ｃ）は、ベクトル
（Ａ−Ｂ）とベクトル（Ｃ−Ｂ）の外積を取ったもので
あり、（数２）で表される。なお、これらの変数は仮想
的な送信点を求めるときに用いる。

【００２７】

【数２】

【００２８】図７は、直接波の振幅計算のブロック図、
また、図８と図９は、本発明による直接波計算を行う際
の斜投図と上面図をそれぞれに示す。直接波の振幅計算
は、まず、一つの反射物体を抽出し（ステップ２００
０）、送信点と反射物体との位置関係から透過波存在領
域を求める（２００２）。この操作を全ての反射物体に
ついて繰り返す（２００４）。その後、計算を行う高さ
が一定の平面（以下、評価平面と略す）上の一評価点を
抽出し（２００６）、送信点とその評価点の座標から距
離を求め、その距離に対応する自由空間で受信される振
幅Ａを（数３）により計算する（２００８）。

【００２９】

【数３】

【００３０】ただし、ｒは送信点からその評価点までの
距離、Ａ₀は送信点に加える振幅の大きさであり、ま
た、、λは波長であり周波数がｆ（２２０）のときλ＝
ｃ／ｆ（ｃは光速；ｃ＝３×１０⁸ｍ／ｓ）で表され
る。

【００３１】次に、先に求めた透過波存在領域のうち、
現在着目している評価点が位置する透過波存在領域を抽
出する（２０１０）。その評価点が位置する透過波存在
領域の数をｎとすると、その評価点がいずれかの透過波
の存在領域（Ｄ_i，ｉ＝１，２，…，ｎ）に入っていれ
ば、すなわち、ｎ≠０の場合は（２０１２）、その透過
波の存在領域に対応する反射物体の透過率Ｔ_iを求め、
先に求めた求めた振幅Ａにそれぞれ掛け（２０１４）、
求めた振幅Ａを評価点に対応する記憶領域の値に加える
（２０１６）。この操作を全ての評価点について行う
（２０１８）。

【００３２】具体的には、図８および図９において、反
射物体１０５を抽出し、送信点１００と反射物体１０５
との位置関係から透過波存在領域２４０を抽出する、こ
のステップを全ての反射物体についてくり返す。

【００３３】次に、評価点１３０を順番に選び、送信点
と評価点の距離から自由空間での振幅Ａを求める。その
後、全ての反射物体について計算した透過波存在領域の
うち、着目した評価点１３０を含む領域２４０を抽出
し、もし、この領域が存在し、すなわち、直接波が反射
物体により遮られるときには、この領域に対応する反射
物体１０５の電気的パラメータ（２２５４）から透過係
数Ｔ_iを求め、先に求めた振幅Ａに掛ける。評価点を抽
出し、その評価点を含む領域を求め、その領域に対応す
る透過係数を掛けるステップを全ての評価点についてく
り返す。

【００３４】図１０は、１次反射波の計算方法を示す。
また、図１１と図１２に本発明による１次反射波の計算
の様子を示した斜投図と正面図をそれぞれ示す。１次反
射波の計算は、まず、一つの反射物体を抽出し（ステッ
プ２０５０）、送信点との位置関係からその反射物体に
対する仮想的な送信点を計算し（２０５２）、上記仮想
的な送信点とその反射物体の位置関係から、反射波が存
在する特定領域を計算する（２０５４）。

【００３５】次に、上記特定領域内の一評価点を抽出す
る（２０５６）。この評価点には、着目している反射物
体からの反射波が必ず到達するため、送信点からこの反
射物体を反射して評価点に至るパスが存在する。そこ
で、このパスにおける評価点位置での反射電波の振幅を
求め、メモリの上記評価点の座標と対応する記憶領域
に、ここで計算した振幅を加算する（２０５８）。

【００３６】上述したパス毎の振幅計算（２０５８）を
反射波存在領域内の全ての評価点について繰り返し（２
０６０）、上述したステップを全ての反射物体について
繰り返す（２０６２）。具体的には、図１１、図１２に
示すように、１つの反射物体１０５を抽出し、送信点と
反射物体１１０との位置関係から仮想的な送信点１４０
を求め、この仮想的な送信点１４０と反射物体１０５と
の位置関係に基づいて、反射波が存在する領域２４５を
特定する。次に上記特定領域２４５内に位置する各評価
点１３０についてパスを求め、送信点から評価点に至る
パスにおける受信電波の振幅（１次反射の振幅値）を求
め、これを評価点に対応する記憶領域に記憶された振幅
値に加算する。

【００３７】図１３は、２次以上の反射波の計算方法を
示す。また、図１と図１４に、本発明による２次以上の
反射波の計算の様子を示す斜投図と上面図をそれぞれ示
す。

【００３８】２次以上の反射波の計算は、まず、反射次
数を保持する変数Ｏｒｄに２を代入し、２次反射から計
算を始める（ステップ２１００）。現在計算している反
射次数Ｏｒｄが、予め規定した反射次数を越えている場
合は計算を終了し、そうでなければ、以下のステップに
進む（２１０２）。

【００３９】まず、一つの反射物体を抽出し（２１０
４）、その反射物体に対応する仮想的な送信点を計算し
（２１０６）、最後に反射した反射物体に対応する仮想
的な送信点と、その最後に反射した反射物体の位置関係
から、反射波の存在する可能性のある領域を計算する
（２１０８）。ここで求めた領域から一評価点を抽出し
たとき（２１１０）、この評価点は、パスが存在しない
可能性があるので、パスの存在判定を行い（２１１
２）、もし、パスが存在するならばそのパスにおける振
幅を計算し、その評価点に対応する記憶領域にその振幅
を加える（２１１４）。反射波存在領域内の評価点の抽
出（２１１０）、パスの存在判定（２１１２）と振幅計
算（２１１４）とを反射波の存在する可能性のある領域
内の全ての評価点について行う（２１１６）。そして、
次の反射物体について同様の計算を繰り返す（２１１
８）。その後、反射次数を記憶する変数Ｏｒｄを１を加
え（２１２０）、所望の反射次数になるまで計算を行
う。

【００４０】２次以上の反射波の振幅計算について、図
１、および図１４を用いて具体的に説明する。ここで
は、第１反射物体１０５に反射し、次に、第２反射物体
１１５に反射して評価点に至るパス１３５を考える。

【００４１】まず、第１反射物体１０５から第２反射物
体１１５に反射するパスの組合せのうち、一つのパスを
抽出し（２１０４）、送信点の第１反射物体１０５に対
する仮想的な送信点１４０と、上記仮想的な送信点１４
０の第２反射物体１１５に対する仮想的な送信点１４５
を求める（２１０６）。そして、最後に反射した反射物
体である第２反射物体１１５に対する仮想的な送信点１
４５と、第２反射物体１１５との位置関係から、反射波
の存在する可能性のある領域１５０を特定する（２１０
８）。この後、上記特定領域内の一評価点１３０を抽出
する（２１１０）。この評価点には、反射波が到達する
とは限らないので、パスの存在判定を行い（２１１
６）、そのパスの振幅を評価点の座標に対応する記憶領
域に加算する（２１１４）。これらのステップを反射波
の存在する可能性のある領域内の全ての評価点について
繰り返す。

【００４２】図１５は、送信点と反射物体との位置関係
から透過波の存在領域を計算するステップ（２００
２）、仮想的な送信点と反射物体との位置関係から反射
波存在領域を計算するステップ（２０５４）、仮想的な
送信点と反射物体との位置関係から反射波の存在する可
能性のある領域を計算するステップ（２１０８）につい
ての実現方法を示す。

【００４３】まず、変数ｉを初期値「１」に初期化（ス
テップ２５０）した後、送信点あるいは仮想的な送信点
をＩ（ｘ_i，ｙ_i，ｚ_i）としたとき、反射物体を構成す
る４点２２５０：Ａ（ｘ_a，ｙ_a，ｚ_a）、Ｂ（ｘ_b，
ｙ_b，ｚ_b）、Ｃ（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）、Ｄ（ｘ_d，ｙ_d，
ｚ_d）と、評価平面の高さ（ｈ）２３０２とを用いて、
（数４）によりパラメータｔ_a，ｔ_b，ｔ_c，ｔ_dを計算す
る（２５５）。

【００４４】

【数４】

【００４５】次に、パラメータ（ｔ_a，ｔ_b，ｔ_c，ｔ_d）
から状態変数Ｓを求める。具体的には、パラメータ（ｔ
_a，ｔ_b，ｔ_c，ｔ_d）に対応する作業変数（Ｓ_a，Ｓ_b，Ｓ
_c，Ｓ_d）を用意し、パラメータｔ_aについて、「０≦ｔ_a
≦１」、「１＜ｔ_a」、「ｔ_a＜０」のときの作業変数Ｓ
_aの値をそれぞれ「０」、「１」、「２」にする。

【００４６】図１６は、送信点あるいは仮想的な送信点
と、反射物体と、評価平面との位置関係と、作業変数の
対応を示す。２８０は、送信点、あるいは仮想的な送信
点（Ｉ）２９５から反射物体の一頂点（Ａ）３００を通
り、評価平面上の点（Ａ’）３２０に到達するときの様
子を示す図であり、このときの作業変数Ｓ_aは「０」と
なる。２８５は、送信点あるいは仮想的な送信点（Ｉ）
から、反射物体の一頂点（Ａ）３００に到達する前に、
評価平面上の点（Ａ’）３２０に到達するときの様子を
示す。このときの作業変数Ｓ_aは「１」となる。また、
２９０は、送信点あるいは仮想的な送信点（Ｉ）２９５
から反射物体の一頂点（Ａ）３００に伸ばした線分が評
価平面に到達しないときの様子を示す。このときの作業
変数Ｓ_aは「２」となる。

【００４７】このようなパラメータの変換を、ほかのパ
ラメータ（ｔ_b，ｔ_c，ｔ_d）についても行い、それぞれ
作業変数（Ｓ_b，Ｓ_c，Ｓ_d）に変換する。そして、（数
５）を用いて作業変数（Ｓ_a，Ｓ_b，Ｓ_c，Ｓ_d）から状態
変数Ｓを求め、このときの４点の座標、パラメータ、状
態変数を保持する（２６０）。

【００４８】

【数５】

【００４９】この後、反射物体の４点の座標を回転する
（ステップ２６５）。すなわち、反射物体の頂点Ａ；３
００、Ｂ；３０５、Ｃ；３１０、Ｄ；３１５をそれぞれ
「Ａ←Ｂ」、「Ｂ←Ｃ」、「Ｃ←Ｄ」、「Ｄ←Ａ」と回
転させる。

【００５０】次に、回転した回数を表す変数ｉに「１」
を加える（２７０）。反射物体の座標を４回転していな
ければ、すなわちｉ＜４であれば、パラメータの計算
（２５５）から繰り返す（２７０）。そして、状態変数
が最小値（Ｓ_min）を取る組合せを選び、そのときの反
射物体の頂点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）、パラメータ（ｔ_a，
ｔ_b，ｔ_c，ｔ_d）、状態変数Ｓ_minの値から評価平面上に
射影される領域を求める（２７５）。

【００５１】反射物体を回転し、状態変数が最小値を取
る組合せを見つける理由は、次の通りである。例えば、
図１７の３４０と３４５において、反射物体によって作
られる領域の形は共に同じであるにもかかわらず、３４
０と３４５での状態変数Ｓはそれぞれ「５６」と「８」
になる。このように、反射物体と、それによりできる領
域の形状が同じでも、座標の取り方によって異なる状態
変数の値を取る。従って、反射物体を回転させ、状態変
数が最小になる値を領域の計算に用いる。例えば、３４
０のようなときは、反射物体を回転させ３４５のように
して、状態変数が８であるとして取り扱う。

【００５２】次に、状態変数の最小値から領域を求める
ステップ（２７５）の詳細について説明する。送信点あ
るいは仮想的な送信点と、反射物体との位置関係の組合
せを列挙して検討すると、状態変数の最小値（Ｓ_min）
は、「０」、「４」、「８」、「４０」、「４４」、
「８０」のいずれかの値をとることがわかる。

【００５３】図１８は、評価平面上に射影される領域の
４点の座標をＡ’（ｘ_a’，ｙ_a’，ｈ）、Ｂ’
（ｘ_b’，ｙ_b’，ｈ）、Ｃ’（ｘ_c’，ｙ_c’，ｈ）、
Ｄ’（ｘ_d’，ｙ_d’，ｈ）としたとき、送信点あるいは
仮想的な送信点（Ｉ）２９５、反射物体１０５、評価平
面１２５、および評価平面上に射影される領域の関係を
示す。

【００５４】図１９は、状態変数の最小値（以下、単に
状態変数と略す）Ｓ_minが「０」のときの説明図であ
る。

【００５５】図１９において、３５５は射投図、３６０
は側面図であり、評価平面上に射影される点Ａ’；３２
０、Ｂ’；３２５、Ｃ’；３３０、Ｄ’；３３５は、送
信点あるいは仮想的な送信点（Ｉ）２９５から反射物体
１０５のそれぞれの頂点Ａ；３００、Ｂ；３０５、Ｃ；
３１０、Ｄ；３１５に向かって伸ばした延長線と、評価
平面１２５とのそれぞれの交点であるから、これらの座
標は（数６）のように表される。

【００５６】

【数６】

【００５７】図２０は、状態変数の最小値Ｓ_minが
「４」のときの説明図である。図２０において、３８０
は射投図、３８５は側面図であり、評価平面上に射影さ
れる点Ａ’；３００、Ｂ’；３０５は、送信点あるいは
仮想的な送信点（Ｉ）２９５から反射物体１０５のそれ
ぞれの頂点Ａ；３００、Ｂ；３０５に伸ばした延長線
と、評価平面とのそれぞれの交点であり、また、Ｃ’；
３１０、Ｄ’；３１５は、それぞれ辺ＢＣと評価平面の
交点と辺ＤＡの交点であるから、これらの座標は（数
７）のように表される。

【００５８】

【数７】

【００５９】図２１は、状態変数の最小値Ｓ_minが
「８」のときの説明図である。図２１において、３７５
は射投図、３８０は平面図であり、評価平面上に射影さ
れる点Ａ’；３２０、Ｂ’；３２５は、送信点あるいは
仮想的な送信点（Ｉ）２９５から反射物体１０５のそれ
ぞれの頂点Ａ；３００、Ｂ；３０５に伸ばした延長線
と、評価平面とのそれぞれの交点である。他方、評価平
面上に射影される点Ｃ’；３３０は、点Ｂ’；３２５を
始点とし、線分ＩＣに平行な無限遠の点である。同様
に、点Ｄ’；３３５は、点Ａ’；３２０を始点とし、線
分ＩＤに平行な無限遠の点である。従って、これらの座
標は（数８）のように表される。

【００６０】

【数８】

【００６１】ただし、ｔ_∞は充分大きな値であり、例え
ば、１０⁵である。

【００６２】図２２は、状態変数の最小値Ｓ_minが「４
０」のときの説明図である。図２２において、３８５は
射投図、３９０は側面図であり、評価平面上に領域は存
在しない。

【００６３】図２３は、状態変数の最小値Ｓ_minが「４
４」のときの説明図である。図２３において、３９５は
射投図、４００は平面図であり、評価平面上に射影され
る点Ａ’；３２０は、辺ＢＣと評価平面との交点であ
り、また、点Ｂ’；３２５は、辺ＤＡと評価平面との交
点である。また、評価平面上に射影される点Ｃ’；３３
０は、点Ｂ’；３２５を始点とし、線分ＩＣに平行な無
限遠の点であり、同様に、点Ｄ’；３３５は、点Ａ’；
３２０を始点とし、線分ＩＤに平行な無限遠の点であ
る。従って、これらの座標は（数９）のように表され
る。

【００６４】

【数９】

【００６５】ただし、ｔ_∞は、Ｓ_min＝８のときと同様
に、充分に大きな値であり、例えば、１０⁵である。

【００６６】図２４は、状態変数の最小値Ｓ_minが「８
０」のときの説明図である。図２４において、４０５は
射投図、４１０は側面図であり、評価平面上に射影され
る領域は存在しない。

【００６７】なお、本発明のシュミレーション方法を実
現するプログラムは、電波強度の計算処理（１５５、２
００、２０５、２１０）を言語Ｃ＋＋を用いて、２，５
００行程度で記述することができる。

【００６８】本発明の構成によれば、一般的な基地局レ
イアウトにおいて、２次反射までの反射波を考慮した電
波強度の予測計算の場合で計算所要時間を従来の約半分
に、また、３次反射までの反射波を考慮した計算所要時
間を従来の約６分の１に削減することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、反射波または透過波の到達領域によって特
定された評価点について予測計算を行うようにしている
ため、レイトレース法を用いた電波強度予測方法におい
て、計算精度を落すことなく、計算時間のみを削減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により２次反射波の電波強度計算を行う
場合の特定領域を示す斜等図。

【図２】従来方法による電波強度予測方法を示すフレー
チャート。

【図３】電波のパスの求め方を示した図。

【図４】本発明による電波強度予測方法の１実施例を示
すフローチャート。

【図５】本発明で使用するパラメータの構造を示す図。

【図６】計算結果を保持するための記憶領域の構成を示
す図。

【図７】本発明による直接波の電波強度の計算方法を示
すフローチャート。

【図８】本発明において直接波の電波強度計算の対象領
域の１例を示す斜投図。

【図９】図８の斜視図と対応する平面図。

【図１０】本発明による１次反射波（１次反射による透
過波を含む）の電波強度の計算方法を示すフローチャー
ト。

【図１１】本発明をおいて１次反射波の電波強度計算の
対象領域の１例を示す斜投図。

【図１２】図１０の斜視図に対応する平面図。

【図１３】本発明による２次以上の反射波（２次以上の
反射による透過波を含む）の計算方法を示すフローチャ
ート。

【図１４】本発明における２次反射波の電波強度計算の
対象領域の１例を示す平面図。

【図１５】送信点と反射物体との位置関係から反射波存
在領域／透過波存在領域を計算する方法を示すフローチ
ャート。

【図１６】送信点または仮想的な送信点と、反射物体の
一頂点と、評価平面上に照射する点の位置関係を示す
図。

【図１７】状態変数値が異なり、同じ反射波存在領域／
透過波存在領域を持つ例を示す図。

【図１８】送信点または仮想的な送信点、反射物体、評
価平面における座標の関係を示す図。

【図１９】状態変数の値が「０」のときの反射波存在領
域／透過波存在領域を示す図。

【図２０】状態変数の値が「４」のときの反射波存在領
域／透過波存在領域を示す図。

【図２１】状態変数の値が「８」のときの反射波存在領
域／透過波存在領域を示す図。

【図２２】状態変数の値が「４０」のときの反射波存在
領域／透過波存在領域を示す図。

【図２３】状態変数の値が「４４」のときの反射波存在
領域／透過波存在領域を示す図。

【図２４】状態変数の値が「８０」のときの反射波存在
領域／透過波存在領域を示す図。

【符号の説明】

１００…電波送信点、１０５…反射物体１、１１０…反
射物体１上の反射点、１１５…反射物体２、１２０…反
射物体２上の反射点、１２５…評価平面、１３０…評価
点、１３５…電波のパス、１４０、１４５…仮想的な送
信点、１５０…反射波が存在する可能性のある領域、１
５５…パラメータ設定と初期化ステップ、１６０…評価
平面上の一つの評価点選択ステップ、１６５…送信点と
評価点との間のパスを抽出ステップ、１７０…送信点か
ら評価点までのパスが存在するかどうかの判定ステッ
プ、１７５…抽出したパスの振幅を求めるステップ、１
８０…評価点に対応する記憶領域に振幅値を加算するス
テップ、１８５…取り得る全てのパスについて計算した
かどうかの判定ステップ、１９０…全ての評価点を計算
したかどうかの判定ステップ、１９５…強度分布の出力
ステップ、２００…直接波（直接波による透過波を含
む）の振幅計算ステップ、２０５…１次反射波（１次反
射波による透過波を含む）の振幅計算ステップ、２１０
…２次以上の反射波（２次以上の反射波による透過波を
含む）の振幅計算ステップ、２４５…１次反射波が到達
する領域、３５０…反射波あるいは透過波の存在する領
域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電波反射物体を含む三次元空間の一点に配
置した電波送信点からの電波受信強度を上記空間内の一
平面上に位置する複数の評価点において求めるためのシ
ミュレーション方法において、上記送信点から直接あるいは反射物体を透過して到達す
る電波について、上記各評価点における電波強度を求め
る第１ステップと、各反射物体対応に反射波の到達する領域を特定し、該特
定領域に含まれる各評価点毎に反射波あるいは反射物体
を透過して到達する反射波の電波強度を求め、第１ステ
ップで求めた電波強度に加算する第２ステップとからな
ることを特徴とする電波受信強度シミュレーション方
法。
【請求項２】前記第１ステップが、送信点から直接到達する電波強度を各評価点について求
めるステップと、各反射物体を透過した透過電波の到達領域を特定し、各
特定領域内に位置する評価点について電波の透過損を計
算し、各評価点について既に求められている直接波の電
波強度を補正するステップとからなることを特徴とする
請求項１に記載の電波受信強度シミュレーション方法。
【請求項３】前記透過電波の到達領域を前記電波の送信
点と各反射物体との位置関係から求めることを特徴とす
る請求項２に記載の電波受信強度シミュレーション方
法。
【請求項４】前記第２ステップが、１次反射波について、各反射物体対応に反射波の到達領
域を特定し、該特定領域内に含まれる評価点毎に１次反
射波のパスを求め、各パス毎に反射損失、またはパス上
の反射物体による透過損失を求めることによって、前記
反射波の電波強度を求めることを特徴とする請求項１に
記載の電波受信強度シミュレーション方法。
【請求項５】前記第２ステップが、２次以上の反射波について、各反射物体毎の反射波の到
達領域を特定し、該特定領域に含まれる評価点毎に反射
波のパスの有無を判定し、パスが存在する場合は、各パ
ス毎に反射損失またはパス上の反射物体による透過損失
を求めることによって、前記反射波の電波強度を求める
ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の電波
受信強度シミュレーション方法。
【請求項６】前記各反射物体毎の反射波の到達領域を、
電波が最後に反射した反射物体の位置と、該反射物体に
ついて求めた仮想的な送信点との位置関係から計算する
ことを特徴とする請求項５に記載の電波受信強度シミュ
レーション方法。