(57)【要約】【課題】電波伝搬特性の推定精度を向上できる電波伝搬推定装置および電波伝搬推定方法を提供する。【解決手段】電波伝搬推定装置は、電波伝搬の障害となる物体を含むエリアの地図データと、当該エリアが含まれる実空間を電磁波によってスキャンして得られた点群データと、を位置合わせした結果に基づいて、物体の表面における点群データのばらつきを示す指標を決定する決定部と、決定した指標に基づいて、物体における電波の反射特性を推定する推定部と、を備える。【選択図】図１
2020020750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波伝搬の障害となる物体を含むエリアの地図データと、前記エリアが含まれる実空間を電磁波によってスキャンして得られた点群データと、を位置合わせした結果に基づいて、前記物体の表面における前記点群データのばらつきを示す指標を決定する決定部と、
前記指標に基づいて、前記物体における電波の反射特性を推定する推定部と、
を備えた電波伝搬推定装置。
【請求項２】
前記推定部は、推定した前記反射特性に基づいて、前記物体で反射した電波の受信特性を推定する、
請求項１に記載の電波伝搬推定装置。
【請求項３】
前記決定部は、前記表面の中央部分の点群データを前記指標の決定に用いる、
請求項１又は２に記載の電波伝搬推定装置。
【請求項４】
前記決定部は、前記点群データを近似する基準面を決定し、前記基準面に対する前記点群データのばらつきを決定する、
請求項１又は２に記載の電波伝搬推定装置。
【請求項５】
前記点群データは、３次元レーザスキャナによって得られたデータである、
請求項１又は２に記載の電波伝搬推定装置。
【請求項６】
前記点群データのばらつきは、前記物体の凹凸又は表面の粗さを示す、
請求項１又は２に記載の電波伝搬推定装置。
【請求項７】
電波伝搬の障害となる物体を含むエリアの地図データと、前記エリアが含まれる実空間を電磁波によってスキャンして得られた点群データと、を位置合わせした結果に基づいて、前記物体の表面における前記点群データのばらつきを示す指標を決定し、
前記指標に基づいて、前記物体における電波の反射特性を推定する、
電波伝搬推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電波伝搬推定装置および電波伝搬推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ移動通信システムのような無線通信システムでは、基地局と移動局との間の電波伝搬特性を推定することによって、適切なセル設計が行われることがある。
【０００３】
例えば、複数の建物が含まれる屋外のエリアにおいて、基地局と移動局との間の電波伝搬特性を、建物の壁面等の反射面での電波の反射を考慮して幾何学計算により推定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７０８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術を含む現状の電波伝搬推定技術においては、例えば、建物の壁面等の構造（例えば、壁面の凹凸）が、反射する電波の反射特性に与える影響を考慮した推定について検討が不十分である。そのため、得られる電波伝搬の推定精度が不十分な場合がある。
【０００６】
本開示は、電波伝搬特性の推定精度を向上することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る電波伝搬推定装置は、電波伝搬の障害となる物体を含むエリアの地図データと、前記エリアが含まれる実空間を電磁波によってスキャンして得られた点群データと、を位置合わせした結果に基づいて、前記物体の表面における前記点群データのばらつきを示す指標を決定する決定部と、前記指標に基づいて、前記物体における電波の反射特性を推定する推定部と、を備える。
【０００８】
本開示の一態様に係る電波伝搬推定方法は、電波伝搬の障害となる物体を含むエリアの地図データと、前記エリアが含まれる実空間を電磁波によってスキャンして得られた点群データと、を位置合わせした結果に基づいて、前記物体の表面における前記点群データのばらつきを示す指標を決定し、前記指標に基づいて、前記物体における電波の反射特性を推定する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様によれば、電波伝搬特性の推定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施の形態に係る電波伝搬推定装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】一実施の形態に係る推定エリアの地図の一例を示す図である。
【図３】一実施の形態に係る推定エリアの点群データの一例を示す図である。
【図４】一実施の形態に係る位置合わせ後の推定エリアの点群データの一例を示す図である。
【図５Ａ】一実施の形態に係る面粗さ係数の決定に用いる点の選択処理の一例を示す図である。
【図５Ｂ】一実施の形態に係る面粗さ係数の決定処理の一例を示す図である。
【図６Ａ】壁面において反射するレイの一例を示す図である。
【図６Ｂ】壁面において反射するレイの角度の一例を示す図である。
【図７】一実施の形態における電波伝搬推定装置の推定処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本開示に係る電波伝搬推定装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
＜電波伝搬推定装置の構成例＞
図１は、本実施の形態に係る電波伝搬推定装置１０の構成例を示すブロック図である。図１に示す電波伝搬推定装置１０は、例えば、屋外エリアにおける、電波の送信点と電波の受信点との間の電波伝搬特性を推定する。例えば、送信点とは、設置された基地局の位置、または、基地局を設置する候補となる位置を示し、受信点とは、移動局（例えば、ユーザ端末）が存在する位置を示す。なお、電波伝搬特性は、「伝搬特性」と略称することがある。また、伝搬特性の推定を行う対象のエリアは、推定エリアと記載されることがある。
【００１３】
また、図１には、電波伝搬推定装置１０と接続し、電波伝搬推定装置１０へデータを出力する地図データベース（ＤＢ：database）２０と点群ＤＢ３０とが示される。
【００１４】
地図ＤＢ２０には、例えば、地図データが蓄積される。例えば、地図データには、少なくとも推定エリアを含むエリア内の物体の底面および外周面（表面）の位置、物体の底面積および／または構造物の高さといった都市構造に関連するデータが含まれる。なお、以下では、エリア内の物体が建物である例を説明するが、本開示はこれに限定されない。例えば、エリア内の物体は、電波伝搬の障害となる物体であり、塀、道路標識および案内板などの構造物、または、街路樹などであってよい。
【００１５】
なお、地図データおよび地図ＤＢは、それぞれ、建物データおよび建物ＤＢと記載されてよい。
【００１６】
地図データに含まれる物体の外周面の位置は、例えば、エリア内における物体の表面形状を規定する線分によって表されてよい。
【００１７】
点群ＤＢ３０には、例えば、点群データが蓄積される。点群データは、少なくとも推定エリアを含むエリアの実空間をでレーザによってスキャンし、建物からのレーザの反射を測定することによって得られる、レーザの反射点を示す。例えば、レーザスキャンを行う装置を搭載した車両が、エリア内を走行し、点群データを取得する。なお、点群データを取得する方法は、これに限定されない。例えば、３次元レーザスキャナを用いて点群データが取得されてもよいし、電磁波によってスキャンが行われてもよい。
【００１８】
電波伝搬推定装置１０は、例えば、係数決定部１０１および推定部１０２を有する。
【００１９】
係数決定部１０１は、地図ＤＢ２０から地図データを取得し、点群ＤＢ３０から点群データを取得する。なお、取得する地図データのエリアおよび点群データのエリアには、少なくとも、推定エリアが含まれていればよい。
【００２０】
なお、係数決定部１０１は、例えば、地図データおよび／または点群データの一部または全てを記憶していてもよい。この場合、係数決定部１０１は、「記憶部」の一例と捉えてもよい。係数決定部１０１が、地図データの全てを記憶している場合、地図ＤＢ２０は、省略されてよい。係数決定部１０１が、点群データの全てを記憶している場合、点群ＤＢ３０は、省略されてよい。
【００２１】
係数決定部１０１は、地図データが示す建物の外周面（壁面）の位置と、点群データとの位置合わせを行う。点群データの位置合わせの対象は、１つ以上の建物の壁面であってよい。位置合わせの処理は、レジストレーション処理、アラインメント処理、または、マッチング処理と言い換えてよい。地図データと点群データとの位置合わせの一例は、後述する。
【００２２】
係数決定部１０１は、位置合わせ後の建物の壁面の位置と、点群データとを用いて、建物の壁面における点群データのばらつきを示す指標を決定する。なお、建物の壁面における点群データのばらつきを示す指標は、「面粗さ係数」と記載されることがある。ここで、「点群データのばらつき」は、建物の壁面における粗さに限らず、建物の構造に由来する凹凸によっても生じ得る。そのため、「面粗さ係数」は、建物の壁面（別言すると、表面）の粗さ、および、建物の構造に由来する凹凸の一方又は双方を示すと捉えてもよい。面粗さ係数の決定方法の一例は、後述する。
【００２３】
係数決定部１０１は、建物の壁面と対応付けられた面粗さ係数を、推定部１０２へ出力する。
【００２４】
推定部１０２は、例えば伝搬特性の推定を実施するユーザが図示しない操作部を操作して入力する推定エリアを示す情報を取得し、推定エリアの地図データおよび推定エリアに含まれる建物の壁面と対応づけられた面粗さ係数を取得する。
【００２５】
推定部１０２は、例えば、ユーザが操作部を操作して入力する送信点の情報を取得し、推定エリア内に送信点を設定する。送信点は、例えば、屋外の基地局の設置候補となる位置を示し、３次元座標によって表される。
【００２６】
推定部１０２は、ユーザが操作部を操作して入力する受信点の情報を取得し、推定エリア内に受信点を設定する。受信点は、例えば、屋外または建物の内部に存在する移動局の位置を示し、３次元座標によって表される。
【００２７】
推定部１０２は、伝搬特性の推定に用いる推定パラメータを設定する。例えば、推定パラメータには、伝搬特性の推定対象とする電波の周波数が含まれる。
【００２８】
推定部１０２は、第１の推定法を用いて、送信点と受信点との間の伝搬特性を推定する。例えば、第１の推定法は、推定エリアの地図データから得られる推定エリア内の建物等の物体の情報に基づくレイトレーシング法であってよい。
【００２９】
「レイトレーシング」を用いた伝搬特性の推定では、例えば、推定エリアの地理的及び構造的な環境を再現したシステムモデルにおいて、電波を表すレイが送信点から出射される。送信点から出射されたレイは、システムモデルにおける構造物などによって反射、回折、又は、透過して受信点に到達する。受信点に到達したレイの情報から、システムモデルにおける送信点と受信点との間の伝搬特性が推定される。
【００３０】
例えば、受信点では、レイの受信特性を示す情報、例えば、伝搬損失（又は、受信レベル）、遅延プロファイル、到来角度プロファイルなどが得られる。得られた情報を用いて、入射点に到達したレイの伝搬損失、伝搬遅延（又は、遅延スプレッド）、及び／又は、到来角度（又は、角度スプレッド）が推定される。
【００３１】
推定部１０２は、レイの受信特性を推定する場合に、建物の壁面での反射における伝搬損失（又は、受信レベル）を、該当する壁面に対応づけられた面粗さ係数を用いて推定する。面粗さ係数を用いた伝搬損失の推定方法の例については後述する。
【００３２】
推定部１０２は、送信点と受信点との間の伝搬特性を出力する。
【００３３】
なお、係数決定部１０１は、伝搬特性を推定する前に、予め面粗さ係数を決定してよい。その場合、係数決定部１０１は、予め決定した面粗さ係数を記憶していてもよい。あるいは、係数決定部１０１は、面粗さ係数を外部の記憶装置（例えば、地図ＤＢ２０）に出力してもよい。予め決定された面粗さ係数が係数決定部１０１または外部の記憶装置に記憶されることによって、推定部１０２は、伝搬特性を推定する場合に、記憶された面粗さ係数を読み出すことができるため、伝搬特性の推定を効率よく行うことができる。
【００３４】
なお、ユーザが情報を入力する操作部は、電波伝搬推定装置１０に含まれていてもよい。あるいは、電波伝搬推定装置１０は、ユーザが外部の装置（例えば、ＰＣ（Personal Computer）およびスマートフォンなどの端末）の操作部を介して入力した情報を取得してもよい。
【００３５】
＜地図データと点群データとの位置合わせの例＞
次に、地図データと点群データとの位置合わせの一例を説明する。
【００３６】
図２は、本実施の形態に係る推定エリアの一例を示す図である。図２には、地図データから得られる、平面視した推定エリアが示される。
【００３７】
なお、図２には、推定エリアの３次元空間を規定する、Ｘ０軸、Ｙ０軸およびＺ０軸が示される。また、図２は、推定エリア内の建物Ｂ１〜建物Ｂ８の壁面の位置が示されたＸ０−Ｙ０平面を示すが、地図データには、建物の高さ（Ｚ０軸方向の長さ）を含む３次元の物体の情報が含まれてよい。
【００３８】
図３は、本実施の形態に係る推定エリアの点群データの一例を示す図である。図３には、平面視した推定エリアの点群データが示される。
【００３９】
なお、図３には、図２に示した推定エリアが、破線を用いて重畳されて示される。また、図３には、点群データの３次元空間を規定する、Ｘ１軸、Ｙ１軸およびＺ１軸が示される。Ｘ１軸、Ｙ１軸およびＺ１軸が規定する３次元空間と、図２に示したＸ０軸、Ｙ０軸およびＺ０軸が規定する３次元空間とは、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。また、図３は、推定エリア内のＸ１−Ｙ１平面における点群データを示すが、推定エリアの点群データには、高さ方向（Ｚ１軸方向）を含む３次元空間の点群データが含まれていてもよい。
【００４０】
上述したように、点群データに含まれる点は、レーザスキャンによって得られる建物の反射点である。ただし、点群データには、どの建物の反射点であるかの情報が含まれない。そのため、係数決定部１０１は、推定エリアにおける、建物の壁面の位置と、点群データとの位置合わせを行う。
【００４１】
例えば、係数決定部１０１は、所定のアルゴリズムを適用して、地図データが示す建物の壁面の位置と、点群データとの位置合わせを行う。例えば、所定のアルゴリズムは、複数の点を含む点群に対するパターンマッチングの手法の１つであるＩＣＰ（Iterative Closest Point）アルゴリズムであってよい。
【００４２】
なお、係数決定部１０１は、ＩＣＰアルゴリズムを適用して位置合わせを行う場合、地図データおよび／または点群データに対して前処理を行ってよい。例えば、係数決定部１０１は、地図データが示す建物の壁面を規定する線分に対してサンプリングを行い、地図データを点の集合（点群）へ変換してよい。また、係数決定部１０１は、点群データに対して、一部の点を間引く処理（ダウンサンプリング処理）を行ってよい。あるいは、係数決定部１０１は、点群データおよび／またはサンプリング後の地図データに対して、補完処理を行ってよい。
【００４３】
係数決定部１０１は、ＩＣＰアルゴリズムを適用することにより、点群データを建物の壁面の位置に合わせるための、３次元空間における点群データの移動量および／または回転量を推定する。そして、係数決定部１０１は、推定した移動量および／または推定した回転量に基づいて、点群データを移動および／または回転させ、点群データを建物の壁面の位置に合わせる。
【００４４】
図４は、本実施の形態に係る位置合わせ後の推定エリアの点群データの一例を示す図である。
【００４５】
位置合わせによって、図４では、点群データが、図３と比較して、地図データが示す建物の壁面の位置に合致している。
【００４６】
＜面粗さ係数の決定方法の例＞
次に、位置合わせ後の建物の壁面の位置と点群データとを用いた面粗さ係数の決定方法の一例を説明する。以下では、１つの建物の１つの壁面における面粗さ係数の決定方法を説明する。
【００４７】
係数決定部１０１は、位置合わせ後の建物の壁面と点群データとの位置関係に基づいて、壁面の面粗さ係数の決定に用いる点を選択する。
【００４８】
図５Ａは、本実施の形態に係る面粗さ係数の決定に用いる点の選択処理の一例を示す図である。図５Ａには、建物Ｂの壁面の位置と壁面の近傍に位置合わせされた点群データとが示される。
【００４９】
係数決定部１０１は、例えば、建物Ｂの壁面ＵのＹ軸方向の長さＬＹのうち、中央部分のＰＹパーセントに相当する範囲に含まれ、かつ、壁面Ｕからの距離がＤ以内の範囲に含まれる点を選択する。選択された点は、近傍点群、または、推定対象点群と記載されることがある。
【００５０】
なお、図示は省略するが、係数決定部１０１は、上述したＹ軸方向における近傍点群の範囲の設定に併せて、建物Ｂの壁面ＵのＺ軸方向の長さ（高さ）のうち、中央部分のＰＺパーセントに相当する範囲を近傍点群の範囲に設定してもよい。あるいは、係数決定部１０１は、壁面Ｕの面積Ｓのうち、中央部分のＰＳパーセントに相当する範囲を近傍点群の範囲に設定してもよい。
【００５１】
図５Ａに示す範囲Ｒｕは、係数決定部１０１が点を選択する範囲を示し、範囲Ｒｕに含まれる点が、近傍点群を示す。
【００５２】
次に、係数決定部１０１は、近傍点群に基づいて、面粗さ係数を決定する。
【００５３】
図５Ｂは、本実施の形態に係る面粗さ係数の決定処理の一例を示す図である。図５Ｂには、図５Ａ示した壁面Ｕと、範囲Ｒｕと、範囲Ｒｕに含まれる点（近傍点群）が示される。
【００５４】
係数決定部１０１は、近傍点群の成す面Ｖを推定する。面Ｖは、例えば、近傍点群を近似した基準面を示す。例えば、面Ｖの推定には、主成分分析（ＰＣＡ：Principal Component Analysis）が用いられてよい。あるいは、面Ｖの推定には、他のモデリング手法、または、フィッティング手法が用いられてよい。
【００５５】
係数決定部１０１は、近傍点群に含まれる各点と推定した面Ｖとのそれぞれの距離を決定する。例えば、３次元空間の直交座標系において、近傍点群に含まれる点ｐの座標が、（ｘ，ｙ，ｚ）と表され、面Ｖの法線方向の単位ベクトルが、（ａ，ｂ，ｃ）と表され、面Ｖの原点からの距離がｄと表される場合、面Ｖと点ｐとの距離ｄＶは、ｄＶ＝｜ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ−ｄ｜と表される。３次元空間の座標系は、例えば、図５Ａに示されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸によって規定される。係数決定部１０１は、近傍点群に含まれる各点に対して決定した距離ｄＶを用いて、距離ｄＶの標準偏差を決定する。近傍点群と推定した面Ｖとの距離ｄＶの標準偏差が、面粗さ係数に相当する。
【００５６】
上記のように、係数決定部１０１は、面粗さ係数を決定し、建物Ｂの壁面Ｕに対応付けた面粗さ係数を、推定部１０２へ出力する。
【００５７】
係数決定部１０１は、建物Ｂの壁面Ｕと異なる壁面における面粗さ係数を決定してよい。また、係数決定部１０１は、壁面Ｕにおいて決定した面粗さ係数を、建物Ｂの壁面Ｕと異なる壁面における面粗さ係数と同等に扱ってよい。例えば、建物Ｂの複数の壁面が互いに同一の表面の粗さを有する場合、１つの壁面において決定した面粗さ係数が他の壁面における面粗さ係数と同等に扱われてよい。
【００５８】
なお、係数決定部１０１は、近傍点群の数が閾値以下の場合には、面粗さ係数の精度が低下する可能性があるため、面粗さ係数を決定しなくてよい。面粗さ係数を決定しない場合、面粗さ係数の既定値が、壁面に対応付けられてよい。
【００５９】
上述したように、係数決定部１０１は、建物Ｂの壁面Ｕの中央部分の点群データを面粗さ係数の決定に用いる。中央部分の点群データを面粗さ係数の決定に用いることにより、面粗さ係数の精度低下の要因となり得る壁面Ｕの端部の点群データを除外できるため、面粗さ係数の精度を向上できる。
【００６０】
なお、上述では、建物Ｂの壁面Ｕが平面である例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、建物の壁面が曲面形状を有してもよい。曲面形状を有する壁面の中央部分は、壁面全体の面積に対して、高さ方向における上端および下端の所定の割合を除外した部分であってよい。あるいは、曲面形状を有する壁面の中央部分は、建物を所定の方向から側面視した場合の平面における中心からの所定の距離範囲であってよい。例えば、所定の方向とは、外周面の反射点からの法線方向に沿った方向であってよい。
【００６１】
＜面粗さ係数を用いた伝搬損失の推定方法の例＞
次に、面粗さ係数を用いた伝搬損失の推定方法の一例を説明する。
【００６２】
図６Ａは、壁面Ｕにおいて反射するレイの一例を示す図である。図６Ａには、点Ｐ１から出射され、壁面Ｕにおいて反射し、点Ｐ２に到達するレイが示される。壁面Ｕの比誘電率は、Δεで表され、壁面Ｕの導電率は、σで表される。
【００６３】
以下では、波長λを有する電波が、図６Ａに示すレイに沿って点Ｐ１から点Ｐ２に伝搬した場合の点Ｐ２における受信レベルの算出例を説明する。
【００６４】
図６Ａに示すレイの、点Ｐ２における受信レベルＥは、式（１）によって表される。
【数１】
2020020750.tif 000003
【００６５】
式（１）のｓは、点Ｐ１から点Ｐ２までの延べ距離を示し、ｋは波数を示す。例えば、ｋは、伝搬特性の推定対象である電波の波長λを用いて、ｋ＝２π／λと表される。また、ｊは虚数単位を示す。
【００６６】
また、式（１）のＲは、壁面Ｕにおける電波の反射特性を示す反射係数である。反射係数Ｒは、図６Ａに示す角度θの関数によって示される。例えば、点Ｐ１から壁面Ｕに入射する入射波が水平偏波である場合の反射係数Ｒ‖は、式（２）によって表される。点Ｐ１から壁面Ｕに入射する入射波が垂直偏波である場合の反射係数Ｒ⊥は、式（３）によって表される。
【数２】
2020020750.tif 000004
【数３】
2020020750.tif 000005
【００６７】
式（２）および式（３）のεｃは、壁面Ｕの複素誘電率を示す。例えば、複素誘電率εｃは、壁面Ｕの比誘電率Δεと、壁面Ｕの導電率σと、波長λとを用いて、式（４）によって表される。
【数４】
2020020750.tif 000006
【００６８】
式（２）および式（３）のρは、例えば、式（５）によって表される。
【数５】
2020020750.tif 000007
【００６９】
式（５）のθｉｎは、壁面Ｕに対するレイの角度を示す。図６Ｂは、壁面Ｕにおいて反射するレイの角度の一例を示す図である。図６Ｂに示すように、θｉｎは、壁面Ｕの法線ベクトルｎに対してレイが成す角を示す。
【００７０】
式（５）のσｈは、壁面Ｕの面粗さ係数を示す。
【００７１】
上述したように、壁面Ｕの面粗さ係数σｈに基づいて、反射係数が推定される。推定部１０２は、レイトレーシング法を利用した伝搬特性の推定において、面粗さ係数に基づいて推定した反射係数を用いて、レイの受信レベルを推定する。面粗さ係数に基づいて決定した反射係数を用いて、レイの受信レベルを推定することにより、伝搬特性の推定精度が向上する。
【００７２】
なお、壁面の面粗さ係数に基づいて推定される反射係数は、「実効反射係数」と記載されることがある。
【００７３】
＜推定処理の動作例＞
次に、電波伝搬推定装置１０の推定処理の流れを説明する。図７は、本実施の形態における電波伝搬推定装置１０の推定処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、例えば、ユーザから伝搬特性の推定処理を開始する指示を取得した場合に開始される。
【００７４】
係数決定部１０１は、伝搬特性の推定を行う推定エリアの地図データを取得する（Ｓ１１）。
【００７５】
係数決定部１０１は、伝搬特性の推定を行う推定エリアの点群データを取得する（Ｓ１２）。
【００７６】
なお、Ｓ１１とＳ１２は、処理の順序が入れ替えられてもよいし、並列に実行されてもよい。
【００７７】
係数決定部１０１は、地図データと点群データとの位置合わせを行う（Ｓ１３）。
【００７８】
係数決定部１０１は、位置合わせした結果に基づいて、面粗さ係数を決定する（Ｓ１４）。
【００７９】
推定部１０２は、伝搬特性の推定パラメータを設定する（Ｓ１５）。推定パラメータには、伝搬特性の推定対象とする電波の周波数、推定エリア内の送信点、および、受信点の位置が含まれる。
【００８０】
次に、推定部１０２は、面粗さ係数に基づいて、反射係数を推定する（Ｓ１６）。
【００８１】
そして、推定部１０２は、推定した反射係数を用いたレイトレーシング法によって、送信点と受信点との間の伝搬特性を推定する（Ｓ１７）。そして、推定処理のフローは終了する。
【００８２】
なお、図７に示すフローチャートでは、Ｓ１１〜Ｓ１４の面粗さ係数を決定する処理と、Ｓ１５〜Ｓ１７の伝搬特性を推定する処理とが、一連の処理の流れに含まれる例が示されるが、本開示はこれに限定されない。面粗さ係数を決定する処理は、伝搬特性を推定する処理と独立して実行されてもよい。また、Ｓ１１〜Ｓ１４の面粗さ係数を決定する処理を実行する装置が、Ｓ１５〜Ｓ１７の伝搬特性を推定する処理を実行する装置と別の装置であってよい。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態では、電波伝搬推定装置１０の係数決定部１０１は、電波伝搬の障害となる物体（例えば、建物）を含むエリアの地図データと、当該エリアが含まれる実空間を電磁波によってスキャンして得られた点群データと、を位置合わせした結果に基づいて、物体の表面における点群データのばらつきを示す指標（例えば、面粗さ係数）を決定する。そして、推定部１０２は、決定した指標に基づいて、物体における電波の反射特性（例えば、実効反射係数）を推定する。
【００８４】
この構成により、例えば、建物の壁面における電波の反射特性が、壁面の粗さを示す係数に基づいて推定できるため、電波伝搬特性の推定精度を向上できる。
【００８５】
例えば、従来のレイトレーシング法を用いた電波伝搬特性の推定において、建物の壁面における電波の反射特性を推定する場合に、上述の式（５）におけるρの値は、建物の壁面に関係無く、一定の値（例えば、ρ＝１）に設定される。本実施の形態に係る電波伝搬推定装置１０では、建物の壁面の粗さを示す面粗さ係数σｈがρの値に反映されるため、建物の壁面それぞれにおける反射特性の推定精度を向上できる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態では、係数決定部１０１が、地図データと点群データとの位置合わせを行う例を説明したが、本開示はこれに限定されない。係数決定部１０１は、外部の装置が地図データと点群データとの位置合わせを行った結果を取得し、取得した位置合わせの結果に基づいて、面粗さ係数を決定してよい。
【００８７】
また、上述した実施の形態では、推定部１０２が、壁面の面粗さ係数に基づいて、壁面における反射係数を推定し、反射係数を用いて伝搬特性を推定する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。推定部１０２が推定した反射係数を外部の装置に出力し、外部の装置が、反射係数を用いて伝搬特性を推定してよい。
【００８８】
以上、本開示の実施の形態について説明した。
【００８９】
（ハードウェア構成）
なお、上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に(例えば、有線及び／又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
【００９０】
例えば、本開示の一実施の形態における電波伝搬推定装置１０などは、本開示の電波伝搬推定方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図８は、本開示の一実施の形態に係る電波伝搬推定装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の電波伝搬推定装置１０は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
【００９１】
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。電波伝搬推定装置のハードウェア構成は、図８に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
【００９２】
例えば、図８においてプロセッサ１００１は１つだけ図示されているが、複数のプロセッサがあってもよい。また、処理は、１のプロセッサで実行されてもよいし、処理が同時に、逐次に、又はその他の手法で、一以上のプロセッサで実行されてもよい。なお、プロセッサ１００１は、一以上のチップで実装されてもよい。
【００９３】
電波伝搬推定装置１０における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信、又は、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。
【００９４】
プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述の係数決定部１０１および推定部１０２などは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。また、必要なテーブルは、メモリ１００２に記憶されてもよい。
【００９５】
また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール又はデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、電波伝搬推定装置１０を構成する少なくとも一部の機能ブロックは、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。
【００９６】
メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本開示の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
【００９７】
ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
【００９８】
通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。
【００９９】
入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
【０１００】
また、プロセッサ１００１及びメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
【０１０１】
また、電波伝搬推定装置１０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。
【０１０２】
（適応システム）
本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
【０１０３】
（処理手順等）
本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
【０１０４】
（入出力された情報等の扱い）
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置に送信されてもよい。
【０１０５】
（判定方法）
判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。
【０１０６】
（ソフトウェア）
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
【０１０７】
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
【０１０８】
（情報、信号）
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
【０１０９】
（パラメータ）
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。
【０１１０】
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。
【０１１１】
（基地局）
基地局（無線基地局）は、１つまたは複数（例えば、３つ）の（セクタとも呼ばれる）セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局ＲＲＨ：Remote Radio Head）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および／または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」、「ｅＮＢ」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point）、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
【０１１２】
（端末）
ユーザ端末は、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、ＵＥ（User Equipment）、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
【０１１３】
（用語の意味、解釈）
本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
【０１１４】
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
【０１１５】
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
【０１１６】
上記の各装置の構成における「部」を、「手段」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
【０１１７】
「含む(including)」、「含んでいる（comprising）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
【０１１８】
本開示の全体において、例えば、英語でのa, an, 及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
【０１１９】
（態様のバリエーション等）
本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
【０１２０】
以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本開示の一態様は、例えば、無線通信における電波伝搬特性の推定に有用である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  電波伝搬推定装置
１０１  係数決定部
１０２  推定部
２０  地図データベース（ＤＢ）
３０  点群データベース（ＤＢ）
【図１】
2020020750.tif 000008
【図２】
2020020750.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2020020750.tif 000013
【図６Ａ】
2020020750.tif 000014
【図６Ｂ】
2020020750.tif 000015
【図７】
2020020750.tif 000016
【図８】
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