WO2007043416A1

WO2007043416A1 - 電波到達状態推定システム及び電波到達状態推定方法ならびにプログラム

Info

Publication number: WO2007043416A1
Application number: PCT/JP2006/319887
Authority: WO
Inventors: Hiroto Sugahara; Masahiro Motoyoshi
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2007-04-19
Also published as: JP5029796B2; JP2007101376A; US20090128411A1; EP1933157A1; EP1933157A4; US7933558B2; EP1933157B1

Abstract

　演算処理量を大幅に増加させること無く回折を考慮した高精度な伝搬推定を行う。無線通信システムにおける電波伝搬特性推定システムは、限られた評価エリア内の定められた送信点から、前記評価エリア内の複数個の受信点に至る電波の伝搬特性を推定し、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する非回折波推定手段と、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する回折波推定手段と、前記非回折波推定手段での推定結果と前記回折波推定手段での推定結果とを考慮して、前記各受信点における合計の電波伝搬特性を計算する合計電波成分計算手段とを含む。

Description

明細書

電波到達状態推定システム及び電波到達状態推定方法ならびにプログラム

技術分野

[0001] 本発明は、電波伝搬特性 (電波到達状態)推定における回折の効果を高速に推定するためのシステム及びその方法ならびにプログラムに関する。

背景技術

[0002] 無線通信システムにおける基地局や親機等の配置や、配置された基地局や親機等のパラメータの最適化を援助するために電波伝搬特性推定システム (電波伝搬シミュレータ）が用いられる。電波伝搬シミュレータによって任意の受信点での受信電力や遅延拡がり等を評価して、しかるべき送信局の設置場所を決定することで、配置するべき基地局数の削減等の効率ィ匕が達成される。また、最適な送信局のパラメータを決定することで、無線通信システムのネットワーク品質を向上させることができる。

[0003] 電波伝搬シミュレーションは大別して、統計論的手法によるものと決定論的手法によるものとがある。統計論的手法では、距離や周波数などを引数とする伝搬パワー損失 (以下、単に伝搬損失と呼ぶ)の推定式を与え、そのパラメータを決定する際に、伝搬損失の実測定で得られた多数のデータをもとに統計論的に決定する手法である。統計論的手法の詳細に関しては、たとえば非特許文献 1 (細谷良雄 (監修)、「電波伝搬ノヽンドブック」、リアライズ社、 1999年）に開示されている。一方、決定論的手法にお!/、ては、推定する伝搬環境 (電波の伝搬に影響を与える構造物やオブジェクトなど)をあらかじめ計算機上に模擬しておき、アンテナから放射される電波がこれらの構造物やオブジェクトから被る影響を決定論的に計算し、受信点における電波状況を推定するものである。決定論的手法は、演算処理量の観点では統計論的手法に劣るが、伝搬環境の影響を決定論的に考慮する分、推定の精度は高い。特に、都市部や屋内など電波伝搬に影響を与える構造物やオブジェクトが多、環境では、統計論的手法の適用は難しぐ決定論的手法を適用することが望ましい。

[0004] V、くつかの決定論的手法の中でよく用いられるものとしてレイトレーシング法がある。レイトレーシング法は、アンテナ力も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て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、さらにレイラゥンチング法とイメージング法とに大別される。レイラゥンチング法やイメージング法の詳細に関しては、たとえば非特許文献 1や、特開平 9— 33584号公報に開示されている。

[0005] レイラゥンチング法は、送信アンテナ力一定角度毎に離散的に放射されたレイが、構造物やオブジェクトで反射や透過を繰り返しながら伝搬すると仮定し、レイの軌跡を遂次的に追跡する手法である。レイラゥンチング法を用いて高精度に伝搬推定を行う場合、反射や透過以外に回折の効果を考慮することが望ましい。レイラゥンチング法を用いて回折の効果を推定する手法として、特開 2004— 294133号公報に開示された手法がある。本手法によれば、レイが構造物のエッジ近傍を通過する場合、当該エッジにて回折波に相当するレイを発生させるものである。回折に伴う損失は、回折波が回折発生後にどの方向に伝搬するかによって変わるため、回折発生後には回折波成分として複数のレイを発生させる必要がある。このため、 1回の回折によつて処理すべきレイの本数が増大するため、その分演算処理量が増大するという問題がある。

[0006] 一方、イメージング法は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。イメージング法は、送受信点間の厳密なレイの伝搬経路を探索することができるため、レイラゥンチング法に比べて高い推定精度を実現できる。し力しながら、考慮する構造物の数や反射 '透過'回折の最大回数を増やすと演算処理量が激増するという問題点もある。特に、送信点からの電波伝搬特性を面的に評価する場合には、イメージング法では各受信点に対してレイの伝搬経路を探索する必要があるため、その分さらに演算処理量が増大する。イメージング法の演算処理を削減する手法として、たとえば特開平 9— 33584号公報、特開平 9 119955号公報、特開平 9— 153867号公報、特開 2003— 318842号公報、特開 2005— 72667号公報に開示された手法がある。

[0007] このうち、特開平 9— 33584号公報、特開平 9— 119955号公報、特開 2003— 31 8842号公報、特開 2005— 72667号公報は、いずれも伝搬推定の際に考慮する構造物を削減するか、構造物の形状を簡略ィ匕することで、レイの伝搬経路の探索に伴う演算処理量を削減するものである。たとえば、特開平 9 33584号公報の手法によれば、道路上に基地局を配置して道路に沿ってサービスエリアを構成するストリートマイクロセルにおいて、あら力じめ道路および交差点にある建物を選択して格納しておき、当該建物のみを考慮して伝搬推定を行う。特開平 9 119955号公報の手法によれば、前記と同様のストリートマイクロセルにおいて、道路の位置を示す道路データに基づいて道路を直線のサブエレメントに分解する。特開 2003— 318842号公報の手法によれば、あら力じめ伝搬遅延時間の最小値と最大値を規定しておき、伝搬遅延時間が最小値と最大値の間となる構造物のみを考慮して伝搬推定を行う。特開 2005— 72767号公報の手法によれば、送信点力も見通し内にある構造物と受信点から見通し内にある構造物を探索し、当該構造物のみを考慮して伝搬推定を行う。これらの手法は、伝搬推定の際に考慮する構造物を削減するか、構造物の形状を簡略化するため、演算処理量の削減と引き換えに、推定精度を犠牲にする可能性がある。また、伝搬環境によっては十分な演算処理量の削減が達成できない場合がある。

一方特開平 9 153867号公報は、あら力じめ送信点と受信点との間に存在する建物の有無を識別しておき、建物無しの場合には直接波のみを考慮して伝搬損失を求め、建物有りの場合にのみイメージング法を適用し、反射波'透過波'回折波の成分を計算するものである。送受信点間が見通しの場合には直接波が支配的となるため、この受信点には反射波 ·透過波 ·回折波の成分を考慮しな、ことで演算処理の削減を図る。し力しながら、建物が乱立する都市部での電波伝搬特性推定の場合、たいていの観測点は見通し外になる。したがって、それら全ての点に対してイメージング法を適用すると、やはり演算処理量は多い。

非特許文献 1 :細谷良雄 (監修)、「電波伝搬ノヽンドブック」、リアライズ社、 1999年特許文献 1：特開平 9— 33584号公報

特許文献 2 :特開 2004— 294133号公報

特許文献 3：特開平 9 119955号公報特許文献 4：特開平 9— 153867号公報

特許文献 5：特開 2003— 318842号公報

特許文献 6：特開 2005 - 72667号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] これまでに述べてきたように、いずれの従来技術を用いても、演算処理量を大幅に増加させること無く回折を考慮した高精度な伝搬推定を行う電波伝搬特性推定システム及びその方法ならびにプログラムを提供することができな力つた。たとえば、特開 2004— 294133号公報に開示された手法を用いた場合、回折によって 1本のレイから複数本のレイが発生し、その分処理すべきレイの本数が増加するため、回折を考慮しない場合に比べて大幅に演算処理量が増加する。また、イメージング法の高速化手段として特開平 9— 33584号公報、特開平 9— 119955号公報、特開平 9— 15 3867号公報、特開 2003— 318842号公報、特開 2005— 72667号公報に開示された手法では、もともとがイメージング法をベースとしているため、レイラゥンチング法に比べて演算処理量は大幅に増大する。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明による電波到達状態推定システムは、限られた評価エリア内の定められた送信点から、前記評価エリア内の複数個の受信点に至る電波の伝搬特性を推定する電波伝搬特性推定システムであって、前記送信点力前記各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する非回折波推定手段と、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する回折波推定手段と、前記非回折波推定手段での推定結果と前記回折波推定手段での推定結果とを考慮して、前記各受信点における合計の電波伝搬特性を計算する合計電波成分計算手段とを含むことを特徴とする。

[0011] 本発明による電波到達状態推定システムは、限られた評価エリア内の定められた送信点から、前記評価エリア内の複数個の受信点に至る電波の伝搬特性を推定する電波伝搬特性推定システムであって、前記送信点力前記各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する非回折波推定手段と、前記非回折波推定手段での推定結果をもとに、前記各受信点のうち、回折波以外の成分があらかじめ定められた範囲内にある受信点を回折考慮受信点として抽出する回折考慮受信点抽出手段と、前記送信点から前記各回折考慮受信点として抽出された受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する回折波推定手段と、前記非回折波推定手段での推定結果と前記回折波推定手段での推定結果とを考慮して、前記各受信点における合計の電波伝搬特性を計算する合計電波成分計算手段とを含むことを特徴とする。

[0012] 好ましくは、前記非回折波推定手段には、回折効果を考慮しないレイラゥンチング法を用いる。また、前記回折波推定手段には、成分が限定された決定論的伝搬推定法または統計論的伝搬推定法を用いることが好ま、。

[0013] 本発明による電波到達状態推定方法は、限られた評価エリア内の定められた送信点から、前記評価エリア内の複数個の受信点に至る電波の伝搬特性を推定する電波伝搬特性推定方法であって、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する非回折波推定ステップと、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する回折波推定ステップと、前記非回折波推定ステップでの推定結果と前記回折波推定ステップでの推定結果とを考慮して、前記各受信点における合計の電波伝搬特性を計算する合計電波成分計算ステップとを含むことを特徴とする。

[0014] 本発明による電波到達状態推定方法は、限られた評価エリア内の定められた送信点から、前記評価エリア内の複数個の受信点に至る電波の伝搬特性を推定する電波伝搬特性推定方法であって、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する非回折波推定ステップと、前記非回折波推定ステツプでの推定結果をもとに、前記各受信点のうち、回折波以外の成分があら力じめ定められた範囲内にある受信点を回折考慮受信点として抽出する回折考慮受信点抽出ステップと、前記送信点から前記各回折考慮受信点として抽出された受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する回折波推定ステップと、前記非回折波推定ステップでの推定結果と前記回折波推定ステップでの推定結果とを考慮して、前記各受信点における合計の電波伝搬特性を計算する合計電波成分計算ステツプとを含むことを特徴とする。

[0015] 好ましくは、前記非回折波推定ステップには、回折効果を考慮しないレイラゥンチング法を用いる。また、前記回折波推定ステップには、成分が限定された決定論的伝搬推定法または統計論的伝搬推定法を用いることが好ま、。

[0016] 本発明によるプログラムは、限られた評価エリア内の定められた送信点から、前記評価エリア内の複数個の受信点に至る電波の伝搬特性を推定する電波伝搬特性推定方法をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する非回折波推定処理と、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する回折波推定処理と、前記非回折波推定処理での推定結果と前記回折波推定処理での推定結果とを考慮して、前記各受信点における合計の電波伝搬特性を計算する合計電波成分計算処理とを含むことを特徴とする。

[0017] 本発明によるプログラムは、限られた評価エリア内の定められた送信点から、前記評価エリア内の複数個の受信点に至る電波の伝搬特性を推定する電波伝搬特性推定方法をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記送信点から前記各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する非回折波推定処理と、前記非回折波推定処理での推定結果をもとに、前記各受信点のうち、回折波以外の成分があらかじめ定められた範囲内にある受信点を回折考慮受信点として抽出する回折考慮受信点抽出処理と、前記送信点から前記各回折考慮受信点として抽出された受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する回折波推定処理と、前記非回折波推定処理での推定結果と前記回折波推定処理での推定結果とを考慮して、前記各受信点における合計の電波伝搬特性を計算する合計電波成分計算処理とを含むことを特徴とする。

[0018] 好ましくは、前記非回折波推定処理には、回折効果を考慮しないレイラゥンチング法を用いる。また、前記回折波推定処理には、成分が限定された決定論的伝搬推定法または統計論的伝搬推定法を用いることが好ま、。

発明の効果

[0019] 本発明は、直接波，反射波，透過波など回折波以外の推定には高速かつ高精度な電波伝搬推定手法を適用し、回折波には回折波以外の電波伝搬推定に用いた推定手法とは異なる演算付加の軽い電波伝搬推定手法を用いることによって、演算処理量を大幅に増カロさせること無ぐ回折を考慮した高精度な伝搬推定を行うことができる。

[0020] また、本発明は、高速かつ高精度な電波伝搬推定手法により、受信点の電波到達状態のうち回折波以外の直接波 ·反射波 ·透過波などを推定し、この推定結果に基づいて回折考慮受信点を求め、この求められた回折考慮受信点については前記の電波伝搬推定手法より演算負荷の軽い電波伝搬推定手法を用いることにより、演算処理量を大幅に増カロさせること無ぐ回折を考慮した高精度な伝搬推定を行うことができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の実施の形態の概略機能ブロック図である。

[図 2]本発明の実施の形態の動作の概略を示すフローチャートである。

[図 3]本発明の実施の形態の動作を説明するための図である。

[図 4]本発明の第 1の実施例の動作を示すフローチャートである。

[図 5]本発明の実施例における効率化された回折推定の一例である。

[図 6]本発明の実施例における効率化された回折推定の一例である。

[図 7]本発明の第 2の実施例の動作を示すフローチャートである。

[図 8]本発明の第 3の実施例の動作を示すフローチャートである。

[図 9]本発明の第 3の実施例の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

[0022] 10 非回折波推定手段

20 回折考慮受信点抽出手段

30 回折波推定手段

40 合計電波成分算出手段

40 制御部（CPU)

50 メモリ

発明を実施するための最良の形態 [0023] 以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図 1は、本発明の実施の形態の概略を示す機能ブロック図である。本実施の形態のシステムは、限られた評価エリア内の定められた送信点から、評価エリア内の 1個又は複数個の受信点に至る電波の伝搬状況 (到達状態）を推定する無線通信システムにおける電波伝搬特性推定システムである。

[0024] 本システムは、図 1に示すように、非回折波推定手段 10と、回折考慮受信点抽出手段 20と、回折波推定手段 30と、合計電波成分計算手段 40と、制御部 50と、メモリ 60とを含んで構成される。

[0025] 非回折波推定手段 10は、所定の電波伝搬状態の推定手法によって、回折効果を考慮せずに送信点力各受信点に至る伝搬特性のうち回折波以外の成分 (直接波 · 反射波'透過波など)を推定する機能を有す。ここで、非回折波推定手段 10に適用する電波伝搬状態の推定手法には、決定論的手法があり、具体的にはレイラゥンチング法などがあり、このレイラゥンチング法のうち回折波を考慮せずに回折波以外の成分 (直接波 ·反射波 ·透過波など)を計算する。

[0026] 回折波が到達すると推測される点を推定する回折考慮受信点抽出手段 20は、非回折波推定手段 10における推定結果から、回折波以外の成分の寄与が小さぐ相対的に回折成分の寄与が大きいと見込まれる回折考慮受信点を抽出する機能を有す。ここで、回折考慮受信点とは、受信点のうち、回折波を考慮しなければいけない受信点をいう。

[0027] 回折波の到達状態を推定する回折波推定手段 30は、送信点から各回折考慮受信点に至る伝搬特性のうち回折波の成分のみを推定する機能を有す。ここで、回折波推定手段 30に適用する電波伝搬状態の推定手法には、非回折波推定手段 10に適用される電波伝搬状態の推定手法よりも演算負荷が少ない電波伝搬状態の推定手法を適用する。具体的には、実施例に記載するように、決定論的伝搬推定法ゃィメ一ジング法等を用い、各回折考慮受信点に至る伝搬特性のうち回折波の成分のみを推定する。

[0028] 合計電波成分計算手段 40は、非回折波推定手段 10で推定した電波の到達状態の推定結果と回折波推定手段 30で推定した電波の到達状態の推定結果とをあわせて考慮し、合計の電波伝搬特性 (電波の到達状態)を推定する機能を有す。

[0029] 制御部 50は、これら各手段 10〜40を制御する CPU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。

[0030] 図 2は、図 1の動作の概略を示すフローチャートであり、図 3はその概要を説明するための図である。図 3において、評価エリア内には送信点 100 (黒丸）と、複数の受信点 (灰菱形）が定められている。図 3の例では、受信点は 5行 7列のグリッド状に配置されている。まず、非回折波推定手段 10において、回折効果を考慮しないレイラゥンチング法によって、送信点力各受信点に至る伝搬特性のうち回折波以外の成分の到達状態を推定する (ステップ Sl)。

[0031] 次に、回折考慮受信点抽出手段 20において、ステップ S1での各受信点における伝搬推定結果から、当該受信点が回折考慮受信点であるか否かを判定し、評価エリァ内の回折考慮受信点を抽出する (ステップ S2)。各受信点が回折考慮受信点である力否かの判定においては、例えば、当該受信点における伝搬損失があらかじめ規定された範囲内にある力否かを検査して判定する。このような判定が可能な理由は以下のとおりである。送信点と受信点との間に構造物等の障害物が無い場合は、直接波が受信点に到達できるので伝播損失は比較的小さく且つ回折波も発生しにくい。一方、間に障害物等がある場合には、伝播損失が比較的大きく且つその障害物によって回折波が発生する可能性が高いと言える。このような傾向から、例えば、直接波が到達できない状態での伝播損失の範囲を受信点ごとにあらかじめ規定しておくことで、伝播損失がこの範囲内であるときに回折考慮受信点であるとの推定を行うことが可能となる。

[0032] さらに、送信点 100から当該回折考慮受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する (ステップ S3)。その後、ステップ S1における推定結果とステップ S3 における推定結果とをあわせて考慮し、合計の電波伝搬特性を計算する (ステップ S 4)。

[0033] 上述した実施の形態をより良く理解するために、以下に示す具体的な例を参照しつつ、実施例を説明する。

[0034] 実施例 1. 本発明の第 1の実施例を説明する。本実施例において想定する評価エリア、無線システムの送信点、受信点は図 3に示したものと同じものとする。図 4は本実施例の動作を示すフローチャートである。

[0035] 本実施例では、まず、回折効果を考慮しな!、レイラゥンチング法によって、送信点 1 00から各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する (ステップ S 11 )。ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を Ll—n, mとする。次に、送信点 100から各受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する (ステツプ S13)。この回折成分の推定には、ステップ S11で用いたレイラゥンチング法とは異なる伝搬推定法を適用する。また、以下に示す手法によって伝搬環境に応じた推定の効率化を図る。ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を L2 _n, mとする。さらに、ステップ S11で得られた推定結果とステップ S13で得られた推定結果とをあわせて考慮し、各受信点における電波成分を推定する (ステップ 14) 。具体的には、 Ll—n, mと L2— n, mとをリニア領域で足し合わせることにより、すべての成分を考慮した伝搬損失が得られる。あるいは、ステップ S 11で得られた伝搬パスとステップ S 13で得られた伝搬パスの位相差を考慮し、それぞれの伝搬電界損失を足し合わせても構わない。

[0036] ステップ S12において回折成分を推定する際、たとえば以下に示す手法によって伝搬環境に応じた推定の効率ィヒを図る。

[0037] 回折成分の推定を効率ィ匕する第 1の手法は、送信点と受信点との間にある構造物の上面 (屋根)での回折成分のみを計算する。構造物上面での回折波の例を図 5に示す。本手法においては、送信点と受信点との間に存在する建物のみを考慮して回折点を探索すればよ!、ので、演算処理量は小さくてすむ。

[0038] 回折成分の推定を効率化する第 2の手法は、送信点と受信点を道路に沿って結び、その途中経路にある交差点の構造物での回折成分のみを計算する。交差点の構造物での回折波の例を図 6に示す。本手法においては、あら力じめ道路の位置情報と構造物の位置情報を対応させておくことにより、交差点での回折点を容易に検出することができる。また、道路の位置情報がない場合には、隣接する建物間の距離から道路を判別する。 [0039] 回折成分の推定を効率化する第 3の手法は、送信点と受信点の間の距離や起伏情報などを参照し、統計論的手法によって回折成分を計算する。ここで用いる統計論的手法としては、たとえば奥村—秦モデルが適用可能である。ただし、たいていのモデルで算出される伝搬損失には、回折波以外の成分も含んでいる。そこで、算出された伝搬損失に対して一定レベルの損失を付加したものを回折損失とみなし、回折成分を得ることが好ましヽ。

[0040] 回折成分の推定を効率ィ匕する第 4の手法は、ステップ SI 1 (回折を考慮しな、レイラウンチング法）によって得られた伝搬損失推定結果を参照し、回折成分を求める受信点周辺での平均的な伝搬損失をもとに、当該受信点における回折損失を計算する。ここで、当該受信点周辺での平均的な伝搬損失として、当該受信点の周辺で伝搬損失が一定レベル以上に達した受信点に対して、それらの伝搬損失の平均値を用いる。前記平均伝搬損失には、回折波以外の成分を含み、一般的に回折成分はこれらの成分に比べて小さい。そこで、前記平均伝搬損失に対して一定レベルの損失を付加したものを回折損失とみなし、回折成分を得る。

[0041] 回折成分の推定を効率ィ匕する第 5の手法は、ステップ S 11 (回折を考慮しないレイラウンチング法）によって得られた伝搬損失推定結果を参照し、回折成分を求める受信点から見通し内にある構造物やオブジェクトの上面や側面におけるステップ S11での伝搬損失推定結果と到来方向推定結果から、当該上面や側面での回折を新たに考慮することによって当該受信点に至る成分を抽出し、それらの伝搬損失を全て考慮することにより当該受信点における回折損失を計算する。

[0042] 上述のような回折成分の推定の効率ィヒは、本実施の形態のように、回折成分の計算をレイラゥンチング法とは別の手段で行うことにより達成されるものである。上述のように、直接波 ·反射波 ·透過波など回折波以外の推定には高速かつ高精度なレイラウンチング法を適用し、回折波の推定には効率化された伝搬推定を行うことにより、演算処理量を大幅に増カロさせること無ぐ回折を考慮した高精度な伝搬推定を行う電波伝搬特性推定システム及びその方法ならびにプログラムを提供することができる。

[0043] 実施例 2.

本発明の第 2の実施例を説明する。本実施例において想定する評価エリア、無線システムの送信点、受信点は図 3に示したものと同じものとする。図 7は本実施例の動作を示すフローチャートである。

[0044] 本実施例では、まず、回折効果を考慮しな!、レイラゥンチング法によって、送信点 1 00から各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する (ステップ S21 )。ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を Ll—n, mとする。次に、ステップ S21での各受信点における伝搬推定結果から、当該受信点が回折考慮受信点であるか否かを判定し、評価エリア内の回折考慮受信点を抽出する (ステップ S 22)。各受信点が回折考慮受信点である力否かの判定においては、当該受信点における伝搬損失があらかじめ規定された範囲内にあるか否かを検査する。抽出方法の詳細は以下に述べる。

[0045] ステップ S22において、 1個以上の回折考慮受信点が見つ力た場合には、送信点 100から当該回折考慮受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する（ステップ S23)。この回折成分の推定には、ステップ S21で用いたレイラゥンチング法とは異なる伝搬推定法を適用する。また、実施例 1で示した手法によって伝搬環境に応じた推定の効率ィ匕を図る。ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を L2— n, mとする。

[0046] さらに、ステップ S21で得られた推定結果とステップ S23で得られた推定結果とをあわせて考慮し、各受信点における電波成分を推定する (ステップ S24)。具体的には、受信点 (n, m)が回折考慮受信点である場合、 Ll—n, mと L2— n, mとをリニア領域で足し合わせることにより、すべての成分を考慮した伝搬損失が得られる。あるいは、ステップ S21で得られた伝搬パスとステップ S23で得られた伝搬パスの位相差を考慮し、それぞれの伝搬電界損失を足し合わせても構わない。ステップ S22において回折考慮受信点が見つ力もな力つた場合には、ステップ S23 ·ステップ S24の処理は行わず、ステップ S22の推定結果がそのまま最終的な推定結果となる。

[0047] ステップ S22において回折考慮受信点を抽出する際、たとえば以下に示す手法を用いる。

[0048] 回折考慮受信点を抽出する第 1の手法は、送信点から各受信点までの直線距離を測定し、当該受信点での伝搬損失が、距離に応じて減衰する伝搬損失式により求まる伝搬損失に対して一定レベル以下である受信点を回折考慮受信点とみなす。ここで、前記伝搬損失式としては、例えば自由空間伝搬損失の理論式を用いても良いし、奥村ー秦モデルなどの統計式を用いても良い。

[0049] 回折考慮受信点を抽出する第 2の手法は、前記ステップ S21 (回折を考慮しな!、レイラゥンチング法）によって得られた伝搬損失推定結果を参照し、回折成分を求める受信点での伝搬損失が、当該受信点周辺での平均的な伝搬損失に対して一定レべル以下である受信点を回折考慮受信点とみなす。ここで、当該受信点周辺での平均的な伝搬損失として、当該受信点の周辺で伝搬損失が一定レベル以上に達した受信点に対して、それらの伝搬損失の平均値を用いる。一般に回折成分は、回折波以外の成分よりも伝搬損失が大きいため、伝搬損失に与える寄与は小さい。そのため、回折波以外の成分による寄与が大きい受信点では、回折成分を付加することによる影響がほとんどない。

[0050] 前記第 1または第 2の抽出手法では、このような受信点を回折考慮受信点力取り除くことで、演算処理量の低減を図るものである。

[0051] 回折考慮受信点を抽出する第 3の手法は、前記した当該受信点周辺での平均的な伝搬損失が、評価中の無線システムの最大許容伝搬損失よりも小さい受信点を回折考慮受信点とみなす。ある受信点周辺での平均的な伝搬損失が、現在評価中の無線システムの最小受信感度を下回る場合、その受信点は基地局力十分に遠いことが想定され、たとえ回折成分を計算しても有意な値 (評価中の無線システムの最大許容伝搬損失よりも小さい値)が推定される可能性が低い。本手法では、このような受信点を回折考慮受信点から取り除く。あるいは、前記した当該受信点周辺での平均的な伝搬損失が、距離に応じて減衰する伝搬損失式により求まる伝搬損失に対して一定レベル以上である受信点を回折考慮受信点とみなす手法を用いてもよい。

[0052] 前記第 1または第 2の抽出方法は、前記第 3の抽出方法と組み合わせることが好ましい。両者を組み合わせることによって、単独の場合よりもさらなる回折考慮受信点の削減が見込まれ、その分演算処理量の削減を実現できる。

[0053] 本実施例では、実施例 1に対して、回折成分の推定を行う受信点を抽出された回折考慮受信点のみに限定することにより、さらに演算処理量を削減した電波伝搬特性推定システム及びその方法ならびにプログラムを提供することができる。

[0054] 実施例 3.

本発明の第 3の実施例を説明する。本実施例において想定する評価エリア、無線システムの送信点、受信点は図 3に示したものと同じものとする。図 8は本実施例の動作を示すフローチャートである。

[0055] 本実施例では、まず、回折効果を考慮しな!、レイラゥンチング法によって、送信点 1 00から各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する (ステップ S31 )。ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を Ll—n, mとする。

[0056] 次に、ステップ S31での各受信点における伝搬推定結果から、当該受信点が回折考慮受信点であるか否かを判定し、評価エリア内の回折考慮受信点を抽出する (ステツプ S32)。各受信点が回折考慮受信点である力否かの判定においては、当該受信点における伝搬損失があらかじめ規定された範囲内にあるか否かを検査する。抽出方法の詳細は実施例 2で述べたとおりである。

[0057] ステップ S32において、 1個以上の回折考慮受信点が見つ力つた場合には、送信点 100から当該回折考慮受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する（ステップ S33)。この回折成分の推定には、ステップ S31で用いたレイラゥンチング法とは異なる伝搬推定法を適用する。また、実施例 1で示した回折成分の推定を効率化する手法のうち、異なる複数の手法を適用し、そのおのおのに対する回折成分を推定する。

[0058] ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を、それぞれ L2— n, m_ 1、 L2_n, m— 2とする。各回折考慮受信点に対して、 L2_n, m— 1、 L2_n, m —2のどちらかまたは両者の合計を、各回折考慮受信点における伝搬損失 L2—n, mとして採用する。

[0059] さらに、ステップ S31で得られた推定結果とステップ S33で得られた推定結果とをあわせて考慮し、各受信点における電波成分を推定する (ステップ S34)。具体的には、受信点 (n, m)が回折考慮受信点である場合、 Ll—n, mと L2— n, mとをリニア領域で足し合わせることにより、すべての成分を考慮した伝搬損失が得られる。

[0060] あるいは、ステップ S31で得られた伝搬パスとステップ S33で得られた伝搬パスの位相差を考慮し、それぞれの伝搬電界損失を足し合わせても構わない。ステップ S3 2において回折考慮受信点が見つ力もな力つた場合には、ステップ S33 ·ステップ S3 4の処理は行わず、ステップ S32の推定結果がそのまま最終的な推定結果となる。

[0061] 本実施例では、第 1の実施例や第 2の実施例に対して、回折成分の推定を異なる複数の手法で行う。これにより、ある手法で推定した回折成分が必要十分な値ではな力つた場合でも、別の手法で推定した結果を適用することにより、当該受信点において必要十分な回折損失が推定される可能性が高くなる。これにより推定精度の向上を図るものである。

[0062] 実施例 4.

本発明の第 4の実施例を説明する。本実施例において想定する評価エリア、無線システムの送信点、受信点は図 3に示したものと同じものとする。図 9は本実施例の動作を示すフローチャートである。

[0063] 本実施例では、まず、回折効果を考慮しな!、レイラゥンチング法によって、送信点 1 00から各受信点に至る電波成分のうち回折波以外の成分を推定する (ステップ S41 )。ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を Ll—n, mとする。次にステップ S41での各受信点における伝搬推定結果から、当該受信点が回折考慮受信点であるか否かを判定し、評価エリア内の回折考慮受信点を抽出する (ステップ S 42—1)。各受信点が回折考慮受信点である力否かの判定においては、当該受信点における伝搬損失があらかじめ規定された範囲内にあるか否かを検査する。抽出方法の詳細は実施例 2で述べたとおりである。

[0064] ステップ S42—1において、 1個以上の回折考慮受信点が見つ力つた場合には、送信点 100から当該回折考慮受信点に至る電波成分のうち回折波の成分のみを推定する（ステップ S43— 1)。この回折成分の推定には、ステップ S41で用いたレイラゥンチング法とは異なる伝搬推定法を適用する。また、ステップ S43— 1で回折成分を推定する際、実施例 1で示した手法によって伝搬環境に応じた推定の効率ィヒを図る。

[0065] ここで求まった第 n行第 m列の受信点における伝搬損失を L2—n, mとする。さらに、ステップ S41で得られた推定結果とステップ S43 1で得られた推定結果とをあわせて考慮し、各受信点における電波成分を推定する (ステップ S44— 1)。具体的には、受信点 (n, m)が回折考慮受信点である場合、 Ll_n, mと L2— n, mとをリニア領域で足し合わせることにより、すべての成分を考慮した伝搬損失が得られる。

[0066] あるいは、ステップ S41で得られた伝搬パスとステップ S43—1で得られた伝搬パスの位相差を考慮し、それぞれの伝搬電界損失を足し合わせても構わない。その後、ステップ S44—1での各受信点における伝搬推定結果から、当該受信点が回折考慮受信点であるか否かを判定し、評価エリア内の回折考慮受信点を抽出する (ステップ S42— 2)。ここで 1個以上の回折考慮受信点が見つ力つた場合には、ステップ S41 で用いたレイラゥンチング法や、ステップ S43—1で用いた手法とは異なる手法で回折波の成分を推定し (ステップ S43— 2)、ステップ S44—1で得られた推定結果とステツプ S43— 2で得られた推定結果力も各受信点における電波成分を推定する (ステツプ S44— 2)。

[0067] その後、再び回折考慮受信点を抽出するステップを行う。ステップ 42— n (n= 1、 2 、 3、…；)からステップ 44— nまでの処理を、回折考慮受信点が抽出されなくなるまで継続する。たとえばステップ S42—Nで回折考慮受信点が抽出されな力つたとすると、ステップ S44—N— 1で求めた伝搬特性がそのまま最終的な推定結果となる。

[0068] 本実施例では、第 1の実施例や第 2の実施例に対して、回折考慮受信点の抽出と回折成分推定を繰り返し行う。これ〖こより、 1回の回折成分推定で必要十分な回折損失が推定されな力つた場合でも、 2回目以降の推定で別の手法を適用することにより、必要十分な回折損失が推定される可能性が高くなる。これにより推定精度の向上を図るものである。

[0069] 実施例 5.

上記実施例 1〜4では、回折考慮受信点を求める際に、回折効果を考慮しないレイラウンチング法を用いて、た。

[0070] 本実施例では、電波の到達状態を推定する領域 (エリア）内に存在する建物等の構造物の配置 (レイアウト)情報を用いて、回折考慮受信点を求める点において、実施例 1〜4とは異なる。

[0071] 具体的には、まず、送信点とエリア内の受信点との間の見通し判定を行う。そして、見通し外、即ち送受信点間に建物等の障害物がある場合に、その受信点を回折考慮受信点と推定する。

[0072] この方法によって、回折考慮受信点を抽出した後の電波伝搬状況の推定方法は、実施例 1〜4で示した方法と同様であるのでここでは説明を省略する。

[0073] また、本実施例の方法を用いて抽出した回折考慮受信点と、実施例 1〜4の方法を用いて抽出した回折考慮受信点とを比較し、両者において抽出されている点を最終的に回折考慮受信点として抽出することや、どちらか一方の方法で抽出されている点を最終的に回折考慮受信点として抽出する方法も採ることができる。

[0074] 以上の実施形態および実施例の説明では、機能をノ、一ドウエア的に実現することを観念して説明をしてきた。しかし、上記機能は、各手段 (処理)を実行するプロダラムをコンピュータ装置に読み込んで実行することにより、ソフトウェア的に実現することもできる。例えば、このプログラムは磁気ディスク、半導体記憶装置その他の記録媒体に保持され、その記録媒体力コンピュータ装置に読み込まれ、その動作を制御することにより上述した機能を実現するものである。

Claims

請求の範囲

[1] 電波の到達状態を推定する方法であって、

第 1の電波伝搬状態の推定手法を用いて、送信元から送信された電波のうち回折波以外の電波の到達状態を推定する非回折波推定ステップと、

前記第 1の推定手法とは異なる第 2の電波伝搬状態の推定手法を用いて、回折波の到達状態を推定する回折波推定ステップと、

からなることを特徴とする電波到達状態推定方法。

[2] 前記非回折波推定ステップで推定した電波の到達状態と前記回折波推定ステップで推定した電波の到達状態とから電波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 1記載の電波到達状態推定方法。

[3] 電波到達状態推定対象領域内の構造物の配置から、回折波が到達する 1または複数の回折考慮受信点を推定し、推定した回折考慮受信点について、前記第 2の電波伝搬状態の推定手法を用いて、回折波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の電波到達状態推定方法。

[4] 電波の到達状態を推定する方法であって、

前記非回折波推定ステップで推定された電波の到達状態力回折波が到達すると推定される 1または複数の回折考慮受信点を推定する回折波到達点推定ステップと前記回折波到達点推定ステップで推定した回折考慮受信点について、前記第 1の電波伝搬状態の推定手法とは異なる第 2の電波伝搬状態の推定手法によって回折波の到達状態を推定する回折波到達状態推定ステップと、

からなることを特徴とする電波到達状態推定方法。

[5] 前記非回折波推定ステップで推定した電波の到達状態と前記回折波到達状態推定ステップで推定した電波の到達状態とから電波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 4に記載の電波到達状態推定方法。

[6] 前記第 2の電波伝搬状態の推定手法は、前記第 1の電波伝搬状態の推定手法よりも演算負荷が軽、手法であることを特徴とする請求項 1から請求項 5の、ずれかに記載の電波到達状態推定方法。

[7] 前記第 1の電波伝搬状態の推定手法が回折効果を考慮しな!、レイラゥンチング法であることを特徴とする請求項 1から請求項 6のいずれかに記載の電波到達状態推定方法。

[8] 前記回折波推定ステップまたは前記回折波到達状態推定ステップにおいて回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元と、少なくとも 1つの回折考慮受信点との間にある構造物の上面での回折成分を用い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到達状態推定方法。

[9] 前記回折波推定ステップまたは前記回折波到達状態推定ステップにおいて回折波の到達状態を推定する際に、

少なくとも 1つの回折考慮受信点が道路上にある場合、前記送信元からこの回折考慮受信点に至る経路にある交差点の構造物での回折成分を用い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到達状態推定方法。

[10] 前記回折波推定ステップまたは前記回折波到達状態推定ステップにおいて回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を統計論的手法により推定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到達状態推定方法。

[11] 前記回折波推定ステップまたは前記回折波到達状態推定ステップにおいて回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を、前記非回折波推定ステップで推定した前記回折考慮受信点周辺における電波到達状態の平均的な値をもとに推定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到達状態推定方法。

[12] 前記回折波推定ステップまたは前記回折波到達状態推定ステップにおいて回折波の到達状態を推定する際に、前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を、この回折考慮受信点から見通し内にある構造物の上面または側面における回折効果を考慮した値をもとに推定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到達状態推定方法。

[13] 電波の到達状態を推定するシステムであって、

第 1の電波伝搬状態の推定手法を用いて、送信元から送信された電波のうち回折波以外の電波の到達状態を推定する非回折波推定手段と、

前記第 1の推定手法とは異なる第 2の電波伝搬状態の推定手法を用いて、回折波の到達状態を推定する回折波推定手段と、

カゝらなることを特徴とする電波到達状態推定システム。

[14] 前記非回折波推定手段で推定した電波の到達状態と前記回折波推定手段で推定した電波の到達状態とから電波の到達状態を推定する到達状態推定手段を備えることを特徴とする請求項 13記載の電波到達状態推定システム。

[15] 電波到達状態推定対象領域内の構造物の配置から、回折波が到達する 1または複数の回折考慮受信点を推定し、推定した回折考慮受信点について、前記第 2の電波伝搬状態の推定手法を用いて、回折波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 13または請求項 14に記載の電波到達状態推定システム。

[16] 電波の到達状態を推定するシステムであって、

前記非回折波推定手段で推定された電波の到達状態から回折波が到達すると推定される 1または複数の回折考慮受信点を推定する回折波到達点推定手段と、前記回折波到達点推定手段で推定した回折考慮受信点について、前記第 1の電波伝搬状態の推定手法とは異なる第 2の電波伝搬状態の推定手法によって回折波の到達状態を推定する回折波到達状態推定手段と、

カゝらなることを特徴とする電波到達状態推定システム。

[17] 前記非回折波推定手段で推定した電波の到達状態と前記回折波到達状態推定手段で推定した電波の到達状態とから電波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 16記載の電波到達状態推定システム。

[18] 前記第 2の電波伝搬状態の推定手法は、前記第 1の電波伝搬状態の推定手法よりも演算負荷が軽い手法であることを特徴とする請求項 13から請求項 17のいずれかに記載の電波到達状態推定システム。

[19] 前記第 1の電波伝搬状態の推定手法が回折効果を考慮しないレイラゥンチング法であることを特徴とする請求項 13から請求項 18のいずれかに記載の電波到達状態推定システム。

[20] 前記回折波推定手段または前記回折波到達状態推定手段において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元と少なくとも 1つの回折考慮受信点との間にある構造物の上面での回折成分を用いることを特徴とする請求項 13から請求項 19のいずれかに記載の電波到達状態推定システム。

[21] 前記回折波推定手段または前記回折波到達状態推定手段において回折波の到達状態を推定する際に、

少なくとも 1つの回折考慮受信点が道路上にある場合、前記送信元からこの回折考慮受信点に至る経路にある交差点の構造物での回折成分を用いることを特徴とする請求項 13から請求項 19のいずれかに記載の電波到達状態推定システム。

[22] 前記回折波推定手段または前記回折波到達状態推定手段において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を統計論的手法により推定することを特徴とする請求項 13から請求項 19のいずれかに記載の電波到達状態推定システム。

[23] 前記回折波推定手段または前記回折波到達状態推定手段において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を、前記非回折波推定ステップで推定した前記回折考慮受信点周辺にける電波到達状態の平均的な値をもとに推定することを特徴とする請求項 13から請求項 19のいずれかに記載の電波到達状態推定システム。

[24] 前記回折波推定手段または前記回折波到達状態推定手段において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を、この回折考慮受信点から見通し内にある構造物の上面または側面における回折効果を考慮した値をもとに推定することを特徴とする請求項 13から請求項 19のいずれかに記載の電波到達状態推定システム。

[25] 電波の到達状態を推定するプログラムであって、

第 1の電波伝搬状態の推定手法を用いて、送信元から送信された電波のうち回折波以外の電波の到達状態を推定する非回折波推定処理と、

前記第 1の推定手法とは異なる第 2の電波伝搬状態の推定手法を用いて、回折波の到達状態を推定する回折波推定処理と、

をコンピュータに実行させることを特徴とする電波到達状態推定プログラム。

[26] 前記非回折波推定処理で推定した電波の到達状態と前記回折波推定処理で推定した電波の到達状態とから電波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 25記載の電波到達状態推定プログラム。

[27] 電波到達状態推定対象領域内の構造物の配置から、回折波が到達する 1または複数の点である回折考慮受信点を推定し、推定した回折考慮受信点について、前記第 2の電波伝搬状態の推定手法を用いて、回折波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 25または請求項 26に記載の電波到達状態推定プログラム。

[28] 電波の到達状態を推定するプログラムであって、

前記非回折波推定処理で推定された電波の到達状態力回折波が到達すると推定される 1または複数の点である回折考慮受信点を推定する回折波到達点推定処理と、

前記回折波到達点推定処理で推定した回折考慮受信点について、前期第 1の電波伝搬状態の推定手法とは異なる第 2の電波伝搬状態の推定手法によって回折波の到達状態を推定する回折波到達状態推定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする電波到達状態推定プログラム。

[29] 前記非回折波推定処理で推定した電波の到達状態と前記回折波到達状態推定処理で推定した電波の到達状態とから電波の到達状態を推定することを特徴とする請求項 28記載の電波到達状態推定プログラム。

[30] 前記第 2の電波伝搬状態の推定手法は、前記第 1の電波伝搬状態の推定手法よりも演算負荷が軽、手法であることを特徴とする請求項 25から請求項 29の、ずれかに記載の電波到達状態推定プログラム。

[31] 前記第 1の電波伝搬状態の推定手法が回折効果を考慮しないレイラゥンチング法であることを特徴とする請求項 25から請求項 30のいずれかに記載の電波到達状態推定プログラム。

[32] 前記回折波推定処理または前記回折波到達状態推定処理において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元と、少なくとも 1つの回折考慮受信点との間にある構造物の上面での回折成分を用いることを特徴とする請求項 25から請求項 31のいずれかに記載の電波到達状態推定プログラム。

[33] 前記回折波推定処理または前記回折波到達状態推定処理において回折波の到達状態を推定する際に、

少なくとも 1つの回折考慮受信点が道路上にある場合、前記送信元からこの回折考慮受信点に至る経路にある交差点の構造物での回折成分を用いることを特徴とする請求項 25から請求項 31のいずれかに記載の電波到達状態推定プログラム。

[34] 前記回折波推定処理または前記回折波到達状態推定処理において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を統計論的手法により推定することを特徴とする請求項 25から請求項 31のいずれかに記載の電波到達状態推定プログラム。

[35] 前記回折波推定処理または前記回折波到達状態推定処理において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を、前記非回折波推定処理で推定した前記回折考慮受信点周辺における電波到達状態の平均的な値をもとに推定することを特徴とする請求項 25から請求項 31のいずれかに記載の電波到達状態推定プログラム。

前記回折波推定処理または前記回折波到達状態推定処理において回折波の到達状態を推定する際に、

前記送信元から少なくとも 1つの回折考慮受信点に至る回折成分を、この回折考慮受信点から見通し内にある構造物の上面または側面における回折効果を考慮した値をもとに推定することを特徴とする請求項 25から請求項 31のいずれかに記載の電波到達状態推定プログラム。