JPWO2009069507A1 - 電波伝搬シミュレータ及びそれに用いる電波伝搬特性推定方法並びにそのプログラム - Google Patents

Abstract

本発明により、推定時に考慮する全体エリアのうち、限定された評価エリアの電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定することが可能な電波伝搬シミュレータが提供される。空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて送信点から空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬シミュレータは、評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する抽出手段（パス抽出部２０）と、抽出手段で抽出されたパスと評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する選択手段（オブジェクト選択部３０）と、選択手段で選択されたオブジェクトのみを用いて送信点から評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する推定手段（電波伝搬特性推定部４０）とを有する（図１）。

Description

（関連出願についての記載）
本願は、先の日本特許出願２００７−３０６７０１号（２００７年１１月２８日出願）の優先権を主張するものであり、前記先の出願の全記載内容は、本書に引用をもって繰込み記載されているものとみなされる。

本発明は電波伝搬シミュレータ及びそれに用いる電波伝搬特性推定方法並びにそのプログラムに関し、特に推定時に考慮する全体エリアのうち、限定された評価エリアにおける電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定するための方法に関する。

本発明に関連する電波伝搬特性推定方法では、無線通信システムにおける基地局等の配置を援助するために、電波伝搬シミュレータ（電波伝搬特性推定システム）が用いられている。

この電波伝搬特性推定方法では、電波伝搬シミュレータを用いて、任意の観測点での受信電力や遅延拡がりを評価しながら基地局等の設置場所を決定することによって、しかるべき通信可能エリアを確保するために配置する基地局数を必要最小限に抑える等の効率化が達成される。

電波伝搬シミュレーションは、大別して、統計的手法によるものと、決定論的手法によるものとがある。

統計的手法は、距離や周波数等を引数とする伝搬損失の推定式を与え、実際に測定された多数の伝搬損失データを基に推定式のパラメータを決定する手法である。統計的手法では、周辺にあるオブジェクトによって電波が被る影響を正確に反映させることはできないため、高い推定精度は得られない。

一方、決定論的手法は、送信点から観測点に至る電波伝搬状況を推定する際に、周辺にあるオブジェクトの影響を忠実に考慮する手法である。オブジェクトの影響を忠実に考慮するため、精度が高い伝搬推定が可能である。

決定論的手法の一つにレイトレーシング法がある。レイトレーシング法は、アンテナから放射される電波を多数の電波線（レイ）の集まりと考え、各レイが幾何光学的に反射や透過を繰り返しながら伝搬するものとして、観測点に到達するレイを合成して伝搬損失や遅延量を求める手法である。レイトレーシング法は、さらにイメージング法とレイラウンチング法とに大別される。

イメージング法は、送信点と観測点（受信点）との１対を定義し、当該送受信点間を結ぶレイの反射・透過経路を、反射面に対する鏡映点を求めて決定する手法である。反射・透過経路は、送受信点、反射・透過物が規定された場合に一意に求まるため、イメージング法では送信点から受信点に至る厳密なレイの伝搬経路を探索することができる。

しかしながら、イメージング法では、推定する領域内に多くのオブジェクトがある場合、反射点や回折点の探索処理が増大するため、演算処理量が増大してしまう。その結果、電波伝搬推定に多くの時間を要するという問題がある。

イメージング法を高速化するための一つの手法としては、非特許文献１に開示された手法がある。非特許文献１に記載の手法では、受信点からの距離が遠いオブジェクトを伝搬推定への寄与が小さいとみなし、建物高や建物底面積を閾値として削除して伝搬推定を行う。具体的には、受信点からの距離に応じて空間を複数のゾーンに分割し、受信点から遠方のゾーンでは、周辺建物高に比べて低い建物を削除して伝搬推定を行う。

一方、レイラウンチング法は、送信アンテナから一定角度毎に離散的にレイを放射し、その軌跡を遂次探索し、観測点付近を通過したレイを当該観測点に到達したレイとみなす手法である。

このレイラウンチング法においては、評価エリアの位置に関わり無く、四方八方にレイを放射するため、評価エリアに到達しないレイ（評価エリアの伝搬推定に影響しないレイ）まで探索してしまう。そのため、レイラウンチング法では、限られた評価エリアのみを高速に推定することができない。尚、限られた評価エリアのみを高速に推定する手法の一つとしては、非特許文献２に開示された手法がある。

今井哲朗，藤井輝也："レイトレースを用いた市街地対応移動通信伝搬推定システム"，信学技報，ＲＣＳ９７−３７，１９９７． 本吉正博，渡邉吉則，菅原弘人，小野隆志："シームレスレイラウンチング法の提案"，信学総大，Ｂ−１−３９，２００６．

上記非特許文献１、２の開示事項は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。以下の分析は、本発明によって与えられたものである。

設計者が実際の設計業務に電波伝搬シミュレータを活用する場合には、ある条件での伝搬推定結果を踏まえて基地局の再配置やパラメータの変更等を検討し、必要であれば再度伝搬推定を実施するという過程がある。この過程に上述した本発明に関連する電波伝搬特性推定方法を用いる場合、配置した基地局周辺での全体エリアを推定するには多くの推定時間を要している。

一方、全体エリアのうち、設計上優先度の高い限られたエリアに対して短時間で伝搬推定を実施することができれば、全体エリアの推定を待たずに、送信局の再配置やパラメータ変更等の必要性が決定できるようになり、効率的な設計作業が可能となる。

これを実現するためには、基地局周辺において推定時に考慮する全体エリア内にある一部の評価エリアのみに対して、高速かつ高精度に電波伝搬状況を推定する技術が必要となる。しかしながら、上述した本発明に関連する電波伝搬特性推定方法は、いずれも、この要求を満たすことができない。以下に、本発明に関連する電波伝搬特性推定方法の問題点について説明する。

イメージング法においては、評価エリアが狭く、観測点が１点または数少ない点で代表できる場合、上記の非特許文献１等に記載の高速化手法を用いることで、ある程度は高速な伝搬推定が可能である。しかしながら、評価エリアがある程度広域で、評価エリア内に多数の観測点が定義される場合には、観測点毎にレイの探索を行う必要があるため、十分な推定速度を実現することができない。

一方、レイラウンチング法においては、評価エリアに到達しないレイ（評価エリアの伝搬推定に影響しないレイ）まで探索してしまうため、限られた評価エリアのみを高速に推定することができない。この限られた評価エリアのみを高速に推定する手法の一つとしては、上記の非特許文献２に開示された手法がある。

非特許文献２では、伝搬環境の幾何学的構造から予め評価エリアに到達し得る方位を特定し、その方位にのみレイを放射することで高速化する手法が開示されている。しかしながら、非特許文献２は、垂直方向の放射方位のみを限定する方法であり、水平方向の放射方位を限定することはできない。そのため、非特許文献２では、十分な推定時間の高速化を実現することができない。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、推定時に考慮する全体エリアのうち、限定された評価エリアの電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定することができる電波伝搬シミュレータ及びそれに用いる電波伝搬特性推定方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明による電波伝搬シミュレータは、空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬シミュレータであって、
前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたオブジェクトのみを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する推定手段とを備えている。

本発明による電波伝搬特性推定方法は、空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて、送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬特性推定方法であって、
前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する第１のステップと、前記第１のステップで抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する第２のステップと、前記第２のステップで選択されたオブジェクトのみを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する第３のステップとを備えている。

本発明によるプログラムは、空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬シミュレータ内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する抽出処理と、前記抽出処理で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する選択処理と、前記選択手段で選択されたオブジェクトのみを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する推定処理とを含むことを特徴とする。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、推定時に考慮する全体エリアのうち、限定された評価エリアの電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定することができるという効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態による電波伝搬シミュレータの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による電波伝搬シミュレータの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態による送信点から評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する手法を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態によるパス毎に反射面を含む仮想的な無限平面と回折点を含む仮想的な無限平面を対象として送信点と評価エリアの各頂点の間でイメージング法を実施して頂点パスを得る手法を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態による頂点パスの最大幅によりオブジェクト選択領域を定義する手法を説明するための図である。 本発明の第４の実施の形態による電波伝搬シミュレータの構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態による電波伝搬シミュレータの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０，１１ オブジェクトデータ
２０，２１ パス抽出部
３０，３１ オブジェクト選択部
４０，４１，５１ 電波伝搬特性推定部
５０，７１ 制御部
６０，８１ メモリ
６１ 表示部

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態による電波伝搬シミュレータ（電波伝搬特性推定システム）の構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施の形態による電波伝搬シミュレータは、オブジェクトデータ１０と、パス抽出部２０と、オブジェクト選択部３０と、電波伝搬特性推定部４０と、制御部５０と、メモリ６０とを含んで構成されている。

オブジェクトデータ１０は、建物や屋内の什器等の屋内外の構造物（オブジェクト）の位置と形状とを示す座標データが格納されたデータベースである。オブジェクトデータ１０には、実際の構造物の位置と形状とが忠実に再現されたデータが格納されている。例えば、屋外の構造物であれば、市販の３次元ディジタル地図データが利用可能である。

パス抽出部２０は、幾何光学的な伝搬推定手法を用いて評価エリアに到達するパスを抽出する機能を有する。オブジェクト選択部３０は、オブジェクトデータ１０内にあるデータの中から、パス抽出部２０で得られたパスと評価エリアの幾何学的な情報とを用いて推定に用いるオブジェクトを選択する機能を有する。

電波伝搬特性推定部４０は、オブジェクト選択部３０で選択されたオブジェクトを用いて評価エリアにおける電波伝搬特性を推定する機能を有する。制御部５０は、上記の各部を制御するＣＰＵ（中央処理装置）であり、メモリ６０は、このＣＰＵの作業用メモリとして機能するとともに、ＣＰＵが実行するプログラムを格納している。

図２は本発明の第１の実施の形態による電波伝搬シミュレータの動作を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参照して本発明の第１の実施の形態による電波伝搬シミュレータの動作について説明する。尚、図２に示す動作は、制御部５０がメモリ６０のプログラムを実行することで実現される。

本実施の形態による電波伝搬シミュレータにおいて、制御部５０は、まず、パス抽出部２０を制御し、幾何光学的な伝搬推定手法を用いて評価エリアに到達するパスを抽出する（図２ステップＳ１００）。このステップＳ１００における具体的なパス抽出方法については後述する。

次に、制御部５０は、オブジェクト選択部３０を制御し、ステップＳ１００で得られたパスと評価エリアの幾何学的な情報とを用いて推定に用いるオブジェクトを選択する（図２ステップＳ１１０）。このステップＳ１１０における具体的なオブジェクト選択方法についても後述する。

最後に、制御部５０は、電波伝搬特性推定部４０を制御し、ステップＳ１１０で得られたオブジェクトを用いて評価エリアにおける電波伝搬特性を推定する（図２ステップＳ１２０）。

図３は本発明の第１の実施の形態による送信点から評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する手法を説明するための図である。また、図４は本発明の第１の実施の形態によるパス毎に反射面を含む仮想的な無限平面と回折点を含む仮想的な無限平面を対象として送信点と評価エリアの各頂点の間でイメージング法を実施して頂点パスを得る手法を説明するための図である。さらに、図５は本発明の第１の実施の形態による頂点パスの最大幅によりオブジェクト選択領域を定義する手法を説明するための図である。

上記のステップＳ１００における具体的なパス抽出方法については、まず、パス抽出部２０がオブジェクトデータ１０内に格納されたデータを用いて、送信点から評価エリアに進入する電波を幾何光学的な電波伝搬推定手法を用いて推定する（図３参照）。幾何光学的な電波伝搬推定手法としては、レイラウンチング法やイメージング法等が適用可能である。パス抽出部２０は、推定した結果、送信点から放射されたレイが評価エリア内に到達した場合、そのパスを抽出してメモリ６０に記憶する。

ステップＳ１１０における具体的なオブジェクト選択方法については、まず、オブジェクト選択部３０がステップＳ１００で得られたパスのデータを基にして、オブジェクトデータ１０の中から反射したオブジェクトの面（反射面）と回折したオブジェクトの辺（回折エッジ）とをステップＳ１００で得られたパス毎にすべて抽出する。

この時、オブジェクト選択部３０は、抽出された反射面・回折エッジとその通過順序が同じパスが複数存在する場合、代表する一つのパスに対して反射面・回折エッジを抽出する。次に、オブジェクト選択部３０は、評価エリアの頂点に対応するパス（頂点パス）を得る。この頂点パスの算出方法の一例を次に示す。

オブジェクト選択部３０は、抽出された反射面を含む仮想的な無限平面と回折点を含む仮想的な無限平面（例えば、当該回折点への入射波が回折角と同じ角度で反射可能な無限平面）とを対象として送信点と評価エリアの各頂点との間で反射のみを考慮するイメージング法を実施することによって頂点パスを得る（図４参照）。但し、通常のイメージング法では、すべての反射面の組み合わせから厳密にレイを推定するが、本手法ではステップＳ１００で得られたパスと同様の通過順序のパスのみを考慮する。

次に、オブジェクト選択部３０は、得られた頂点パスの最大幅によりオブジェクト選択領域を定義し、そのオブジェクト選択領域に触れるオブジェクトを選択する。このオブジェクト選択領域の算出方法の一例を次に示す。

まず、オブジェクト選択部３０は、送信点と最初の反射面上にある頂点パスの反射点との中から任意の点を結んで形成される立体のうち、最も体積が大きくなるような立体を算出する。次に、オブジェクト選択部３０は、最初の反射面とその次の反射面上にある頂点パスの反射点の中から任意の点を結んで形成される立体のうち、最も体積が大きくなるような立体を算出する。以降、オブジェクト選択部３０は、最後の反射面まで同様の操作を繰り返す。

最後に、オブジェクト選択部３０は、最後の反射面上にある頂点パスの反射点と評価エリアの頂点との中から任意の点を結んで形成される立体のうち、最も体積が大きくなるような立体を算出する。オブジェクト選択部３０は、これら算出されたすべての立体と評価エリアとを重ね合わせた立体をオブジェクト選択領域とする（図５参照）。但し、１度も反射せずに送信点から評価エリアに到達したパスに関しては、送信点と評価エリアとの頂点の中から任意の点を結んで形成される立体のうち、最も体積が大きくなるような立体を算出し、その立体と評価エリアとを重ね合わせた立体をオブジェクト選択領域とする。

本実施の形態では、ステップＳ１１０において、オブジェクト選択部３０が、評価エリアに到達するパスと評価エリアの幾何学的な情報とを用いて、推定に用いるオブジェクトを選択する。その結果、本実施の形態では、電波伝搬特性推定部４０が選択されたオブジェクトのみを用いて評価エリアにおける電波伝搬特性を推定することができるため、推定時に考慮する全体エリアのうち、限定された評価エリアの電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態による電波伝搬シミュレータは、上述した本発明の第１の実施の形態と同じ構成となっているが、上記のステップＳ１１０の動作における具体的なオブジェクト選択方法が本発明の第１の実施の形態と異なる。

本発明の第１の実施の形態では、オブジェクト選択領域を立体で定義することによって、推定精度への影響度合いを高さ方向も含めて評価することができるため、パスよりも低い建物を除外して推定時間を短縮することができるという効果が得られる。しかしながら、本発明の第１の実施の形態では、オブジェクト選択領域を定義する処理が煩雑になるほか、送信点の高さが周辺の建物より低い場合にはオブジェクト選択領域を立体で定義することによる推定時間短縮の効果が小さくなってしまう。

そこで、本実施の形態におけるステップＳ１１０では、オブジェクト選択領域をＸ・Ｙ軸の２次元上の平面で定義し、そのオブジェクト選択領域に触れるオブジェクトを選択するものである。

具体的に説明すると、本実施の形態では、評価エリアの頂点に対応するパス（頂点パス）を得た後に、一旦すべての座標データをＸ・Ｙ平面上に射影する。次に、本実施の形態では、送信点と最初の反射線上にある頂点パスの反射点との中から任意の点を結んで形成される多角形のうち、最も面積が大きくなるような多角形を算出する。

さらに、本実施の形態では、最初の反射線とその次の反射線上にある頂点パスの反射点との中から任意の点を結んで形成される多角形のうち、最も面積が大きくなるような多角形を算出する。以降、本実施の形態では、最後の反射線まで、上記と同様の操作を繰り返す。

最後に、本実施の形態では、最後の反射線上にある頂点パスの反射点と評価エリアの頂点との中から任意の点を結んで形成される多角形のうち、最も面積が大きくなるような多角形を算出する。本実施の形態では、これらの算出されたすべての多角形と評価エリアとを重ね合わせた多角形をオブジェクト選択領域とする。

但し、１度も反射せずに送信点から評価エリアに到達したパスに関しては、送信点と評価エリアの頂点との中から任意の点を結んで形成される多角形のうち、最も面積が大きくなるような多角形を算出し、その多角形と評価エリアとを重ね合わせた多角形をオブジェクト選択領域とする。

本実施の形態では、ステップＳ１１０において、オブジェクト選択領域をＸ・Ｙ軸の２次元上の平面で定義しているので、上述した本発明の第１の実施の形態におけるオブジェクト選択領域を定義する処理よりも、その処理を簡略化することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態による電波伝搬シミュレータは、上述した本発明の第１の実施の形態と同じ構成となっているが、上記のステップＳ１１０における具体的なオブジェクト選択方法が本発明の第１の実施の形態と異なる。

本実施の形態におけるステップＳ１１０では、オブジェクト選択処理の処理ステップ数を減らすことで、他の実施の形態に比べて伝搬推定を高速に実施するものである。

具体的に説明すると、本実施の形態では、本発明の第１の実施の形態と同様に、パス毎に反射したオブジェクトの面（反射面）と回折したオブジェクトの辺（回折エッジ）とを抽出した後、オブジェクト選択領域の定義を行わずに、その反射面を含むオブジェクトと回折エッジを含むオブジェクトと評価エリア内のオブジェクトとのみを選択する。

本実施の形態では、ステップＳ１１０において、オブジェクト選択領域の定義を行わないため、オブジェクト選択処理の処理ステップ数を減らすことが可能となるので、他の実施の形態に比べて伝搬推定を高速に実施することができる。

図６は本発明の第４の実施の形態による電波伝搬シミュレータの構成例を示すブロック図である。図６において、本発明の第４の実施の形態による電波伝搬シミュレータは、オブジェクトデータ１１と、パス抽出部２１と、オブジェクト選択部３１と、電波伝搬特性推定部４１と、電波伝搬特性推定部５１と、表示部６１と、制御部７１と、メモリ８１とを含んで構成される。

オブジェクトデータ１１は、建物や屋内の什器等の屋内外の構造物（オブジェクト）の位置と形状を示す座標データが格納されたデータベースである。オブジェクトデータ１１には、実際の構造物の位置と形状とが忠実に再現されたデータが格納されている。例えば、屋外の構造物であれば、市販の３次元ディジタル地図データが利用可能である。

パス抽出部２１は、幾何光学的な伝搬推定手法を用いて評価エリアに到達するパスを抽出する機能を有する。オブジェクト選択部３１は、オブジェクトデータ１１内にあるデータの中から、パス抽出部２１で得られたパスと評価エリアの幾何学的な情報とを用いて推定に用いるオブジェクトを選択する機能を有する。電波伝搬特性推定部４１は、オブジェクト選択部３１で選択されたオブジェクトを用いて評価エリアにおける電波伝搬特性を推定する機能を有する。

電波伝搬特性推定部５１は、上述した本発明に関連する電波伝搬特性推定方法を初めとする一般的な電波伝搬特性推定方法によって、オブジェクトデータ１１を用いて全体エリアにおける電波伝搬特性を推定する機能を有する。表示部６１は、電波伝搬特性を表示する機能を有する。制御部７１は、これら各部２１〜６１を制御するＣＰＵであり、メモリ８１は、このＣＰＵの作業用メモリとして機能するとともに、ＣＰＵが実行するプログラムを格納する。

図７は本発明の第４の実施の形態による電波伝搬シミュレータの動作を示すフローチャートである。これら図６及び図７を参照して本発明の第４の実施の形態による電波伝搬シミュレータの動作について説明する。尚、図７に示す動作は、制御部７１がメモリ８１のプログラムを実行することで実現される。

本実施の形態による電波伝搬シミュレータにおいて、制御部７１は、まず、上述した本発明の第１から３の実施の形態のいずれかの方法を用いて評価エリアの電波伝搬特性を推定する（図７ステップＳ１０１）。次に、制御部７１は、ステップＳ１０１で得られた評価エリアの電波伝搬特性推定結果を表示部６１にて表示する（図７ステップＳ１１１）。

さらに、制御部７１は、電波伝搬特性推定部５１を制御し、オブジェクトデータ１１を用いて全体エリアにおける電波伝搬特性を推定する（図７ステップＳ１２１）。尚、ステップＳ１１１の処理とステップＳ１２１の処理とを並行して行うことが可能な場合、そのように実施してもよい。

続いて、制御部７１は、ステップＳ１２１で得られた全体エリアの電波伝搬特性推定結果を表示部６１にて表示する（図７ステップＳ１３１）。

本実施の形態では、設計者がある条件での伝搬推定結果を踏まえて基地局の再配置やパラメータの変更等を検討し、必要であれば再度伝搬推定を実施するという過程において、全体エリアのうち設計上優先度の高い限られた評価エリアに対して、全体エリアの伝搬推定の終了を待たずに評価エリアにおける伝搬推定結果が表示される。そのため、本実施の形態では、より効率的な設計作業が可能となる。

上記のように、本発明は、空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて、送信点から空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定するための電波伝搬特性推定方法を実現している。

本発明では、まず、評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出し、抽出したパスと評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する。

さらに、本発明では、選択されたオブジェクトのみを考慮して送信点から評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定することによって、推定時に考慮する全体エリアのうち、限定された評価エリアの電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定することができる。

なお、本発明の電波伝搬シミュレータは、空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝播状況を推定する電波伝搬シミュレータであって、前記評価エリアに到達するパスを幾何学的な伝播推定手法を用いて抽出するパス抽出部と、前記パス抽出部で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択するオブジェクト選択部と、前記オブジェクト選択部で選択されたオブジェクトを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する電波伝搬特性推定部と、を有するものとすることができる。すなわち、前記空間上に定義された複数のオブジェクトのうち、前記オブジェクト選択部で選択されたオブジェクトを用いて電波伝搬状況を推定するので、推定時に考慮する全体エリアのうち、限定されたエリアの電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定することができる。

また、前記パス抽出部が、前記幾何学的な伝播推定手法としてレイラウンチング法を用いることができる。

また、前記パス抽出部が、前記幾何光学的な伝搬推定手法としてイメージング法を用いることができる。

また、前記オブジェクト選択部が、前記パス抽出部で得られた前記送信点から前記評価エリアに到達するパスにおける通過点を含むオブジェクトと前記評価エリア内のオブジェクトとを選択するものとすることができる。

また、前記オブジェクト選択部が、前記パス抽出部で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いて定義されたオブジェクト選択領域に触れるオブジェクトを選択するものとすることができる。

また、前記オブジェクト選択部が、前記オブジェクト選択領域をＸ・Ｙ軸の２次元平面で定義するものとすることができる。

また、前記オブジェクト選択部が、前記送信点から前記評価エリアに到達するパスにおける通過点を含む無限平面を対象として前記送信点と前記評価エリアの各頂点との間でイメージング法を実施し、得られた頂点パスの最大幅と評価エリアとによって前記オブジェクト選択領域を定義するものとすることができる。

さらに、前記電波伝搬シミュレータが、前記電波伝搬特性推定部を第１の電波伝搬特性推定部としたときに、一般的な電波伝搬特性推定方法を用いて全体エリアの電波伝搬特性を推定する第２の電波伝搬特性推定部をさらに含み、前記第１の電波伝搬特性推定部による前記評価エリアの電波伝搬特性推定結果を前記第２の電波伝播特性推定部による前記全体エリアの電波伝搬特性推定結果よりも先に表示するものとすることができる。

また、本発明の電波伝搬特性推定方法は、空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて、送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬特性推定方法であって、前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する第１のステップと、前記第１のステップで抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する第２のステップと、前記第２のステップで選択されたオブジェクトを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する第３のステップと、を有する。上記方法により、空間上に定義された複数のオブジェクトのうち、第２のステップで選択されたオブジェクトを用いて詳細な電波伝搬状況を推定するので、推定時に考慮する全体エリアのうち、限定されたエリアの電波伝搬特性を高速かつ高精度に推定することができる。

さらに、本発明のプログラムは、空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬シミュレータ内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する抽出処理と、前記抽出処理で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する選択処理と、前記選択手段で選択されたオブジェクトを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する推定処理と、を含む。なお、上記プログラムは、周知の記録媒体を介してコンピュータにインストールすることができる。また、上記プログラムはプログラムプロダクトとして利用することもできる。

本発明は、移動通信における基地局設計等の用途に適用可能である。特に、本発明は、設計上優先度の高い限られたエリアの推定結果を短時間で確認することができるため、効率的に設計作業を実施することが可能である。

本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

Claims (17)

1. 空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬シミュレータであって、
   前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたオブジェクトのみを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する推定手段とを有することを特徴とする電波伝搬シミュレータ。
2. 前記抽出手段が、前記幾何光学的な伝搬推定手法としてレイラウンチング法を用いることを特徴とする請求項１に記載の電波伝搬シミュレータ。
3. 前記抽出手段が、前記幾何光学的な伝搬推定手法としてイメージング法を用いることを特徴とする請求項１に記載の電波伝搬シミュレータ。
4. 前記選択手段が、前記抽出手段で得られた前記送信点から前記評価エリアに到達するパスにおける通過点を含むオブジェクトと前記評価エリア内のオブジェクトとを選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電波伝搬シミュレータ。
5. 前記選択手段が、前記抽出手段で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いて定義されたオブジェクト選択領域に触れるオブジェクトを選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電波伝搬シミュレータ。
6. 前記選択手段が、前記オブジェクト選択領域をＸ・Ｙ軸の２次元平面で定義することを特徴とする請求項５に記載の電波伝搬シミュレータ。
7. 前記選択手段が、前記送信点から前記評価エリアに到達するパスにおける通過点を含む無限平面を対象として前記送信点と前記評価エリアの各頂点との間でイメージング法を実施し、得られた頂点パスの最大幅と評価エリアとによって前記オブジェクト選択領域を定義することを特徴とする請求項５に記載の電波伝搬シミュレータ。
8. 一般的な電波伝搬特性推定方法を用いて全体エリアの電波伝搬特性を推定する第２の推定手段を含み、
   前記推定手段による前記評価エリアの電波伝搬特性推定結果を前記第２の推定手段による前記全体エリアの電波伝搬特性推定結果よりも先に表示することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電波伝搬シミュレータ。
9. 空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて、送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬特性推定方法であって、
   前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する第１のステップと、前記第１のステップで抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する第２のステップと、前記第２のステップで選択されたオブジェクトのみを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する第３のステップとを有することを特徴とする電波伝搬特性推定方法。
10. 前記第１のステップにおいて、前記幾何光学的な伝搬推定手法としてレイラウンチング法を用いることを特徴とする請求項９に記載の電波伝搬特性推定方法。
11. 前記第１のステップにおいて、前記幾何光学的な伝搬推定手法としてイメージング法を用いることを特徴とする請求項９に記載の電波伝搬特性推定方法。
12. 請求項９から１１のいずれかに記載の電波伝搬特性推定方法であって、前記第２のステップにおいて、前記第１のステップで得られた前記送信点から前記評価エリアに到達するパスにおける通過点を含むオブジェクトと前記評価エリア内のオブジェクトとを選択することを特徴とする電波伝搬特性推定方法。
13. 前記第２のステップにおいて、前記第１のステップで抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いて定義されたオブジェクト選択領域に触れるオブジェクトを選択することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載の電波伝搬特性推定方法。
14. 前記第２のステップにおいて、前記オブジェクト選択領域をＸ・Ｙ軸の２次元平面で定義することを特徴とする請求項１３に記載の電波伝搬特性推定方法。
15. 前記第２のステップにおいて、前記送信点から前記評価エリアに到達するパスにおける通過点を含む無限平面を対象として前記送信点と前記評価エリアの各頂点の間でイメージング法を実施し、得られた頂点パスの最大幅と評価エリアとにより、オブジェクト選択領域を定義することを特徴とする請求項１３に記載の電波伝搬特性推定方法。
16. 一般的な電波伝搬特性推定方法を用いて全体エリアの電波伝搬特性を推定する第４のステップを含み、
    前記第３のステップによる前記評価エリアの電波伝搬特性推定結果を、前記第４のステップによる前記全体エリアの電波伝搬特性推定結果よりも先に表示することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載の電波伝搬特性推定方法。
17. 空間上に定義された複数のオブジェクトを用いて送信点から前記空間上のうちの限られた評価エリアに至る電波の伝搬状況を推定する電波伝搬シミュレータ内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
    前記評価エリアに到達するパスを幾何光学的な伝搬推定手法を用いて抽出する抽出処理と、前記抽出処理で抽出されたパスと前記評価エリアの幾何学的な情報とを用いてオブジェクトを選択する選択処理と、前記選択手段で選択されたオブジェクトのみを用いて前記送信点から前記評価エリア内部に至る詳細な電波伝搬状況を推定する推定処理とを含むことを特徴とするプログラム。

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