(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法であって、
互いにネットワークを介して接続された複数の中央演算ユニット（ＣＰＵ）と、
これ等全てのＣＰＵからアクセス自在な記録装置とを含み、
前記送信点より放出される前記複数のレイにそれぞれ優先度を設定して前記各ＣＰＵに優先度の高いレイから順に一つずつレイを割り当てて、前ＣＰＵの各々において、それぞれ割り当てられたレイに対して前記レイラウンチング処理を同時に行い、前記レイラウンチング処理が終了した前記ＣＰＵから順に未だＣＰＵへの割り当てが行なわれていない次の優先度のレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択したレイに対して前記レイラウンチング処理を実行し、前記ＣＰＵの各々において、選択された前記レイを当該ＣＰＵにおいて処理することを表す内容を前記記録装置へ記録すると共に、前記記録装置を参照して前記レイの選択を行い、最後のレイに到達するまでレイの選択処理ならびにレイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測システム。
【請求項２】
３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測システムであって、
互いにネットワークを介して接続された複数の中央演算ユニット（ＣＰＵ）と、
これ等全てのＣＰＵからアクセス自在な記録装置と、
前記ＣＰＵの各々に対して設定され、前記送信点より放出される前記複数のレイの各々の優先度を表す優先度表であってかつその内容が前記ＣＰＵにおいて互いに異なる優先度表とを含み、
前記ＣＰＵの各々において、当該ＣＰＵが有する前記優先度表を参照して未だ自ＣＰＵならびに他ＣＰＵにおいて前記レイラウンチング処理が行なわれていないレイのうち最も優先度の高いレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択された前記レイに対して前記レイラウンチング処理を行い、前記レイラウンチング処理は全てのＣＰＵにおいて同時に実行され、前記各ＣＰＵはレイラウンチング処理を行なうレイに対して当該レイの処理を行なう旨を示す内容を前記記録装置に記録し、前記各ＣＰＵはあるレイが他ＣＰＵにおいてレイラウンチング処理が行なわれたか否かを前記記録装置を参照することで把握し、前記各ＣＰＵでは最後のレイに到達するまで前記レイの割り当て処理ならびに前記レイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測システム。
【請求項３】
前記優先度は、レイラウンチング処理の処理時間が大なるレイの優先度を、処理能力が高いＣＰＵにおいては高く、処理能力が低いＣＰＵにおいては低くなるよう設定したことを特徴とする請求項１または２記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項４】
前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々は、
前記観測空間内に予め設定された被射影対象への前記レイの射影による第一の像を取得する第一の像取得手段と、
前記被射影対象への前記内容物の各々の射影による第二の像を取得する第二の像取得手段と、
前記第一の像と第二の像の各々とが互いに交差するかどうかを判定する判定手段と、
この判定結果が交差を示す場合に、該当する内容物を前記レイに対する遮蔽物検出対象として絞り込む検出対象絞り込み手段と、
を含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項５】
前記被射影対象はＭ個（Ｍは２以上の整数）設定されており、ｉ＝１（ｉは１〜Ｍ）の被射影対象に対して前記第一の像取得手段、第二の像取得手段、判定手段および検出対象絞り込み手段をそれぞれ実行制御し、前記検出対象絞り込み手段にて絞り込まれた内容物に対してｉ＝２の被射影対象に対して前記第一の像取得手段、第二の像取得手段、判定手段および検出対象絞り込み手段をそれぞれ実行制御し、以後これを繰り返してｉ＝Ｍの被射影対象まで同様な実行制御をなす制御手段を、前記ＣＰＵの各々は更に含むことを特徴とする請求項４記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項６】
前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々は、
前記観測空間内に複数の被射影対象ｉ（ｉ＝１〜Ｍ：Ｍは２以上の整数）を設定し、前記内容物の一部もしくは全部の集合を表す群ｋ（ｋ＝０〜Ｍ）を規定し、群０を前記観測空間内に規定された全ての前記内容物の集合とした場合、
前記レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを取得する手段と、
群ｉ−１より一つの内容物を選択し、当該内容物の前記被射影対象ｉへの射影による像Ｂを取得する手段と、
前記像ＡとＢとが交差しているか否かを調べ、前記像ＡとＢとが交差している場合に当該内容物を群ｉに選択的に取込む内容物選択取込み処理を実施する手段と、
前記群ｉ−１の他の全ての内容物についてもそれぞれ前記内容物選択取込み処理を実施して、群ｉに含まれる内容物の選択的取込み処理を行う手段と、
ｉを１から順にＭとなるまで前記内容物の選択取込み処理を実施し、最終的に群Ｍに含まれて絞り込まれた内容物に対して遮蔽物の検出を行う手段と、
を含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項７】
前記被射影対象ｉとして３次元空間上に規定される線もしくは面とし、前記被射影対象のそれぞれに異なる直線もしくは平面を割当てることを特徴とする請求項５または６記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項８】
ｉ＝１〜Ｌ（Ｌは２≦Ｌ＜Ｍの整数）の被射影対象に対しては前記直線を割当て、ｉ＝Ｌ＋１〜Ｍに対しては前記平面を割当てることを特徴とする請求項７記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項９】
前記ｉの設定に際して、前記レイの前記被射影対象に対する射影の長さが小なる程、ｉを小に設定することを特徴とする請求項５〜８いずれか記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項１０】
前記レイの予め定められた所定平面に対する仰角の絶対値をｔとし、前記被射影対象の前記所定平面に対する仰角の絶対値をＴとし、前記ｔの値に応じて前記被射影対象の設定を可変し、ｉが小さいほどｔとＴｉとの差が大きくなるように前記被射影対象ｉの設定を行うことを特徴とする請求項９記載の電波伝搬特性予測システム。
【請求項１１】
３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法であって、
前記送信点より放出される前記複数のレイにそれぞれ優先度を設定して複数のＣＰＵの各々に優先度の高いレイから順に一つずつレイを割り当て、
前ＣＰＵの各々において、それぞれ割り当てられたレイに対して前記レイラウンチング処理を同時に行い、
前記レイラウンチング処理が終了した前記ＣＰＵから順に未だＣＰＵへの割り当てが行なわれていない次の優先度のレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択したレイに対して前記レイラウンチング処理を実行し、
前記ＣＰＵの各々において、選択された前記レイを当該ＣＰＵにおいて処理することを表す内容を共通記録装置へ記録すると共に、前記記録装置を参照して前記レイの選択を行い、最後のレイに到達するまでレイの選択処理ならびにレイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測方法。
【請求項１２】
３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法であって、
複数のＣＰＵの各々に、前記送信点より放出される前記複数のレイの各々の優先度を表す優先度表であってかつその内容が前記ＣＰＵにおいて互いに異なる優先度表を設け、
前記ＣＰＵの各々において、当該ＣＰＵが有する前記優先度表を参照して未だ自ＣＰＵならびに他ＣＰＵにおいて前記レイラウンチング処理が行なわれていないレイのうち最も優先度の高いレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択された前記レイに対して前記レイラウンチング処理を行い、
前記レイラウンチング処理は全てのＣＰＵにおいて同時に実行され、前記各ＣＰＵはレイラウンチング処理を行なうレイに対して当該レイの処理を行なう旨を示す内容を共通記録装置に記録し、
前記各ＣＰＵはあるレイが他ＣＰＵにおいてレイラウンチング処理が行なわれたか否かを前記記録装置を参照することで把握し、前記各ＣＰＵでは最後のレイに到達するまで前記レイの割り当て処理ならびに前記レイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測方法。
【請求項１３】
前記優先度は、レイラウンチング処理の処理時間が大なるレイの優先度を、処理能力が高いＣＰＵにおいては高く、処理能力が低いＣＰＵにおいては低くなるよう設定したことを特徴とする請求項１１または１２記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項１４】
前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々において、  前記観測空間内に予め設定された被射影対象への前記レイの射影による第一の像を取得する第一のステップと、
前記被射影対象への前記内容物の各々の射影による第二の像を取得する第二のステップと、
前記第一の像と第二の像の各々とが互いに交差するかどうかを判定する第三のステップと、
この判定結果が交差を示す場合に、該当する内容物を前記レイに対する遮蔽物検出対象として絞り込む第四のステップと、
を含むことを特徴とする請求項１１〜１３いずれか記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項１５】
前記被射影対象はＭ個（Ｍは２以上の整数）設定されており、ｉ＝１（ｉは１〜Ｍ）の被射影対象に対して前記第一から第四のステップを実行し、この第四のステップにて絞り込まれた内容物に対してｉ＝２の被射影対象に対して前記第一から第四のステップを実行し、以後これを繰り返してｉ＝Ｍの被射影対象まで同様な処理を実行するようにしたことを特徴とする請求項１４記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項１６】
前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々において、  前記観測空間内に複数の被射影対象ｉ（ｉ＝１〜Ｍ：Ｍは２以上の整数）を設定し、前記内容物の一部もしくは全部の集合を表す群ｋ（ｋ＝０〜Ｍ）を規定し、群０を前記観測空間内に規定された全ての前記内容物の集合とした場合、
前記レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを取得するステップと、
群ｉ−１より一つの内容物を選択し、当該内容物の前記被射影対象ｉへの射影による像Ｂを取得するステップと、
前記像ＡとＢとが交差しているか否かを調べ、前記像ＡとＢとが交差している場合に当該内容物を群ｉに選択的に取込む内容物選択取込み処理を実施するステップと、
前記群ｉ−１の他の全ての内容物についてもそれぞれ前記内容物選択取込み処理を実施して、群ｉに含まれる内容物の選択的取込み処理を行うステップと、
ｉを１から順にＭとなるまで前記内容物の選択取込み処理を実施し、最終的に群Ｍに含まれて絞り込まれた内容物に対して遮蔽物の検出を行うステップと、
を含むことを特徴とする請求項１１〜１３いずれか記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項１７】
前記被射影対象ｉとして３次元空間上に規定される線もしくは面とし、前記被射影対象のそれぞれに異なる直線もしくは平面を割当てることを特徴とする請求項１５または１６記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項１８】
ｉ＝１〜Ｌ（Ｌは２≦Ｌ＜Ｍの整数）の被射影対象に対しては前記直線を割当て、ｉ＝Ｌ＋１〜Ｍに対しては前記平面を割当てることを特徴とする請求項１７記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項１９】
前記ｉの設定に際して、前記レイの前記被射影対象に対する射影の長さが小なる程、ｉを小に設定することを特徴とする請求項１５〜１８いずれか記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項２０】
前記レイの予め定められた所定平面に対する仰角の絶対値をｔとし、前記被射影対象の前記所定平面に対する仰角の絶対値をＴとし、前記ｔの値に応じて前記被射影対象の設定を可変し、ｉが小さいほどｔとＴとの差が大きくなるように前記被射影対象ｉの設定を行うことを特徴とする請求項１９記載の電波伝搬特性予測方法。
【請求項２１】
３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記送信点より放出される前記複数のレイにそれぞれ優先度を設定して複数のＣＰＵの各々に優先度の高いレイから順に一つずつレイを割り当てるステップと、
前ＣＰＵの各々において、それぞれ割り当てられたレイに対して前記レイラウンチング処理を同時に行うステップと、
前記レイラウンチング処理が終了した前記ＣＰＵから順に未だＣＰＵへの割り当てが行なわれていない次の優先度のレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択したレイに対して前記レイラウンチング処理を実行するステップと、
前記ＣＰＵの各々において、選択された前記レイを当該ＣＰＵにおいて処理することを表す内容を共通記録装置へ記録すると共に、前記記録装置を参照して前記レイの選択を行い、最後のレイに到達するまでレイの選択処理ならびにレイラウンチング処理を繰り返し実行するステップとを含むことを特徴とするプログラム。
【請求項２２】
３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
複数のＣＰＵの各々に、前記送信点より放出される前記複数のレイの各々の優先度を表す優先度表であってかつその内容が前記ＣＰＵにおいて互いに異なる優先度表を設けておき、
前記ＣＰＵの各々において、当該ＣＰＵが有する前記優先度表を参照して未だ自ＣＰＵならびに他ＣＰＵにおいて前記レイラウンチング処理が行なわれていないレイのうち最も優先度の高いレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択された前記レイに対して前記レイラウンチング処理を行うステップと、
前記レイラウンチング処理は全てのＣＰＵにおいて同時に実行され、前記各ＣＰＵはレイラウンチング処理を行なうレイに対して当該レイの処理を行なう旨を示す内容を共通記録装置に記録するステップと、
前記各ＣＰＵはあるレイが他ＣＰＵにおいてレイラウンチング処理が行なわれたか否かを前記記録装置を参照することで把握し、前記各ＣＰＵでは最後のレイに到達するまで前記レイの割り当て処理ならびに前記レイラウンチング処理を繰り返し実行するステップとを含むことを特徴とするプログラム。
【請求項２３】
前記優先度は、レイラウンチング処理の処理時間が大なるレイの優先度を、処理能力が高いＣＰＵにおいては高く、処理能力が低いＣＰＵにおいては低くなるよう設定したことを特徴とする請求項２１または２２記載のプログラム。
【請求項２４】
前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々において、  前記観測空間内に予め設定された被射影対象への前記レイの射影による第一の像を取得する第一のステップと、
前記被射影対象への前記内容物の各々の射影による第二の像を取得する第二のステップと、
前記第一の像と第二の像の各々とが互いに交差するかどうかを判定する第三のステップと、
この判定結果が交差を示す場合に、該当する内容物を前記レイに対する遮蔽物検出対象として絞り込む第四のステップと、
を含むことを特徴とする請求項２１〜２３いずれか記載のプログラム。
【請求項２５】
前記被射影対象はＭ個（Ｍは２以上の整数）設定されており、ｉ＝１（ｉは１〜Ｍ）の被射影対象に対して前記第一から第四のステップを実行し、この第四のステップにて絞り込まれた内容物に対してｉ＝２の被射影対象に対して前記第一から第四のステップを実行し、以後これを繰り返してｉ＝Ｍの被射影対象まで同様な処理を実行するようにしたことを特徴とする請求項２４記載のプログラム。
【請求項２６】
前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々において、  前記観測空間内に複数の被射影対象ｉ（ｉ＝１〜Ｍ：Ｍは２以上の整数）を設定し、前記内容物の一部もしくは全部の集合を表す群ｋ（ｋ＝０〜Ｍ）を規定し、群０を前記観測空間内に規定された全ての前記内容物の集合とした場合、
前記レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを取得するステップと、
群ｉ−１より一つの内容物を選択し、当該内容物の前記被射影対象ｉへの射影による像Ｂを取得するステップと、
前記像ＡとＢとが交差しているか否かを調べ、前記像ＡとＢとが交差している場合に当該内容物を群ｉに選択的に取込む内容物選択取込み処理を実施するステップと、
前記群ｉ−１の他の全ての内容物についてもそれぞれ前記内容物選択取込み処理を実施して、群ｉに含まれる内容物の選択的取込み処理を行うステップと、
ｉを１から順にＭとなるまで前記内容物の選択取込み処理を実施し、最終的に群Ｍに含まれて絞り込まれた内容物に対して遮蔽物の検出を行うステップと、
を含むことを特徴とする請求項２１〜２３いずれか記載のプログラム。
【請求項２７】
前記被射影対象ｉとして３次元空間上に規定される線もしくは面とし、前記被射影対象のそれぞれに異なる直線もしくは平面を割当てることを特徴とする請求項２５または２６記載のプログラム。
【請求項２８】
ｉ＝１〜Ｌ（Ｌは２≦Ｌ＜Ｍの整数）の被射影対象に対しては前記直線を割当て、ｉ＝Ｌ＋１〜Ｍに対しては前記平面を割当てることを特徴とする請求項２７記載のプログラム。
【請求項２９】
前記ｉの設定に際して、前記レイの前記被射影対象に対する射影の長さが小なる程、ｉを小に設定することを特徴とする請求項２５〜２８いずれか記載のプログラム。
【請求項３０】
前記レイの予め定められた所定平面に対する仰角の絶対値をｔとし、前記被射影対象の前記所定平面に対する仰角の絶対値をＴとし、前記ｔの値に応じて前記被射影対象の設定を可変し、ｉが小さいほどｔとＴとの差が大きくなるように前記被射影対象ｉの設定を行うことを特徴とする請求項２９記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電波伝搬特性予測システム及びその方法並びにプログラムに関し、特にいわゆるレイラウンチング処理を使用した幾何光学的手法による電波伝搬特性予測方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにおける基地局や親機等の配置を援助するために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、遅延拡がりを評価して、しかるべき送信局の設置場所を決定し、その結果、配置するべき基地局数の削減等の効率化が達成される。
【０００３】
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。統計的手法では、距離や周波数などを引数とする伝搬損失推定式を与え、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多変量解析等により決定する手法である。一方、決定論的手法においては、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透過を繰り返して伝搬し、そして観測点に到達するレイを合成して伝搬損、遅延量を求める手法である。
【０００４】
幾何光学的手法は、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、イメージング法は厳密なレイの伝搬経路を探索する手法である。一方、レイラウンチング法は、アンテナから放射されるレイを受信点に関わり無く一定の方向に放射し、反射透過によるレイの伝搬経路を求め、受信点付近を通過したレイを当該受信点に到達したレイとみなす手法であり、たとえば特開平９−３３５８４号公報に開示されている。
【０００５】
レイラウンチング法は、送受信点間を結ぶレイの伝搬経路の解をイメージング法のように厳密に求めるのではなく近似的に与えるため、伝搬経路探索に要する時間が短く出来るという特徴がある。
【０００６】
図１３は観測領域０２０、送信点００９、受信点０１０、２つの内容物００１、００２とが与えられた場合のレイラウンチング法の動作について説明する図である。本図では、簡単のため２次元平面に限定して動作の説明をするが、実際には３次元空間内で動作させる場合がある。
【０００７】
まず、送信点００９から伝搬経路００３の方向にレイを放射する。当該方向に放射したレイが観測領域内に存在する内容物に衝突するか否かを観測領域内の全ての内容物に対して調べる。当該レイは内容物００１と反射点０１２において衝突し、その結果、透過レイ０１１ならびに反射レイ００４が生成される。反射により生成されたレイ００４は、さらに内容物００２と衝突し、同じように透過レイ０１３ならびに反射レイ００８が生成される。反射レイ００８は受信点０１０近傍を通過するため、当該レイを観測点における到来波として扱う。
【０００８】
具体的には、伝搬経路である経路００３，００４，００８、各々の伝搬距離の合計から規定される受信強度ならびに到来遅延時間が図１４のように記録される。図１４の横軸１０１はレイが送信点００９から観測点０１０まで経路００３，００４，００８を経由して到達するのに要した遅延時間を、縦軸１０２は当該経路を通過したレイが有する受信強度を表す。
【０００９】
送信点００９から伝搬経路００３の方向へ放射されたレイについて、透過波０１１ならびに０１３についても、伝搬経路００３，００４，００８と同様の反射透過レイ探索を繰り返し、受信点０１０近傍をレイが通過した場合には、伝搬経路００８の場合と同様に到来波として扱い、以上の処理を探索終了条件を満たすまで続ける。探索終了条件は、反射透過点での受信電界強度が所定値を下回った場合などとする。なお、本発明では、上記までの処理をレイラウンチング処理と呼ぶことにする。
【００１０】
送信点００９から伝搬経路００３の方向へ放射されたレイの反射透過経路探索が終了した後、例えば伝搬経路００６のように、送信点００９から放射するレイの放射角度を変えて同様のラウンチング処理を行い、これを送信点００９の全ての放射方向もしくは事前に規定した一部の放射方向について調べる。最終的には、受信点０１０に対する遅延プロファイルである図１５が得られる。図１５の横軸２０１は送信点００９からレイが到来するまでの遅延時間を、縦軸２０２は当該経路を通過したレイが有する受信強度を表す。受信電力は図１５に示した全てのパスの受信強度の和で与えられ、歪の程度を示す遅延拡がりは遅延時間の標準偏差により与えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
レイラウンチング法は、送受信点間を結ぶレイの伝搬経路の解をイメージング法のように厳密に求めるのではなく近似的に与えるため、伝搬経路探索に要する時間はイメージング法に比べて短く出来るが、しかし、大規模な建造物や、建造物内部に極めて多数の什器（図１３の内容物００１や００２など）が設置されている場合には、やはり長い計算時間を要する。
【００１２】
本発明の目的は、並列計算機を用いてレイラウンチング法を高速化する電波伝搬特性予測システム及びその方法並びにプログラムを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法であって、互いにネットワークを介して接続された複数の中央演算ユニット（ＣＰＵ）と、これ等全てのＣＰＵからアクセス自在な記録装置とを含み、前記送信点より放出される前記複数のレイにそれぞれ優先度を設定して前記各ＣＰＵに優先度の高いレイから順に一つずつレイを割り当てて、前ＣＰＵの各々において、それぞれ割り当てられたレイに対して前記レイラウンチング処理を同時に行い、前記レイラウンチング処理が終了した前記ＣＰＵから順に未だＣＰＵへの割り当てが行なわれていない次の優先度のレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択したレイに対して前記レイラウンチング処理を実行し、前記ＣＰＵの各々において、選択された前記レイを当該ＣＰＵにおいて処理することを表す内容を前記記録装置へ記録すると共に、前記記録装置を参照して前記レイの選択を行い、最後のレイに到達するまでレイの選択処理ならびにレイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測システムが得られる。
【００１５】
本発明によれば、３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測システムであって、互いにネットワークを介して接続された複数の中央演算ユニット（ＣＰＵ）と、これ等全てのＣＰＵからアクセス自在な記録装置と、前記ＣＰＵの各々に対して設定され、前記送信点より放出される前記複数のレイの各々の優先度を表す優先度表であってかつその内容が前記ＣＰＵにおいて互いに異なる優先度表とを含み、前記ＣＰＵの各々において、当該ＣＰＵが有する前記優先度表を参照して未だ自ＣＰＵならびに他ＣＰＵにおいて前記レイラウンチング処理が行なわれていないレイのうち最も優先度の高いレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択された前記レイに対して前記レイラウンチング処理を行い、前記レイラウンチング処理は全てのＣＰＵにおいて同時に実行され、前記各ＣＰＵはレイラウンチング処理を行なうレイに対して当該レイの処理を行なう旨を示す内容を前記記録装置に記録し、前記各ＣＰＵはあるレイが他ＣＰＵにおいてレイラウンチング処理が行なわれたか否かを前記記録装置を参照することで把握し、前記各ＣＰＵでは最後のレイに到達するまで前記レイの割り当て処理ならびに前記レイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測システムが得られる。
【００１６】
そして、前記優先度は、レイラウンチング処理の処理時間が大なるレイの優先度を、処理能力が高いＣＰＵにおいては高く、処理能力が低いＣＰＵにおいては低くなるよう設定したことを特徴とする。
【００１７】
また、前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々は、前記観測空間内に予め設定された被射影対象への前記レイの射影による第一の像を取得する第一の像取得手段と、前記被射影対象への前記内容物の各々の射影による第二の像を取得する第二の像取得手段と、前記第一の像と第二の像の各々とが互いに交差するかどうかを判定する判定手段と、この判定結果が交差を示す場合に、該当する内容物を前記レイに対する遮蔽物検出対象として絞り込む検出対象絞り込み手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、前記被射影対象はＭ個（Ｍは２以上の整数）設定されており、ｉ＝１（ｉは１〜Ｍ）の被射影対象に対して前記第一の像取得手段、第二の像取得手段、判定手段および検出対象絞り込み手段をそれぞれ実行制御し、前記検出対象絞り込み手段にて絞り込まれた内容物に対してｉ＝２の被射影対象に対して前記第一の像取得手段、第二の像取得手段、判定手段および検出対象絞り込み手段をそれぞれ実行制御し、以後これを繰り返してｉ＝Ｍの被射影対象まで同様な実行制御をなす制御手段を、前記ＣＰＵの各々は更に含むことを特徴とする。
【００１９】
更に、前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々は、前記観測空間内に複数の被射影対象ｉ（ｉ＝１〜Ｍ：Ｍは２以上の整数）を設定し、前記内容物の一部もしくは全部の集合を表す群ｋ（ｋ＝０〜Ｍ）を規定し、群０を前記観測空間内に規定された全ての前記内容物の集合とした場合、前記レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを取得する手段と、群ｉ−１より一つの内容物を選択し、当該内容物の前記被射影対象ｉへの射影による像Ｂを取得する手段と、前記像ＡとＢとが交差しているか否かを調べ、前記像ＡとＢとが交差している場合に当該内容物を群ｉに選択的に取込む内容物選択取込み処理を実施する手段と、前記群ｉ−１の他の全ての内容物についてもそれぞれ前記内容物選択取込み処理を実施して、群ｉに含まれる内容物の選択的取込み処理を行う手段と、ｉを１から順にＭとなるまで前記内容物の選択取込み処理を実施し、最終的に群Ｍに含まれて絞り込まれた内容物に対して遮蔽物の検出を行う手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】
そして、前記被射影対象ｉとして３次元空間上に規定される線もしくは面とし、前記被射影対象のそれぞれに異なる直線もしくは平面を割当てることを特徴とし、また、ｉ＝１〜Ｌ（Ｌは２≦Ｌ＜Ｍの整数）の被射影対象に対しては前記直線を割当て、ｉ＝Ｌ＋１〜Ｍに対しては前記平面を割当てることを特徴とする。また、前記ｉの設定に際して、前記レイの前記被射影対象に対する射影の長さが小なる程、ｉを小に設定することを特徴とする。
【００２１】
更に、前記レイの予め定められた所定平面に対する仰角の絶対値をｔとし、前記被射影対象の前記所定平面に対する仰角の絶対値をＴとし、前記ｔの値に応じて前記被射影対象の設定を可変し、ｉが小さいほどｔとＴｉとの差が大きくなるように前記被射影対象ｉの設定を行うことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法であって、前記送信点より放出される前記複数のレイにそれぞれ優先度を設定して複数のＣＰＵの各々に優先度の高いレイから順に一つずつレイを割り当て、前ＣＰＵの各々において、それぞれ割り当てられたレイに対して前記レイラウンチング処理を同時に行い、前記レイラウンチング処理が終了した前記ＣＰＵから順に未だＣＰＵへの割り当てが行なわれていない次の優先度のレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択したレイに対して前記レイラウンチング処理を実行し、前記ＣＰＵの各々において、選択された前記レイを当該ＣＰＵにおいて処理することを表す内容を共通記録装置へ記録すると共に、前記記録装置を参照して前記レイの選択を行い、最後のレイに到達するまでレイの選択処理ならびにレイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測方法が得られる。
【００２４】
本発明によれば、３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法であって、複数のＣＰＵの各々に、前記送信点より放出される前記複数のレイの各々の優先度を表す優先度表であってかつその内容が前記ＣＰＵにおいて互いに異なる優先度表を設け、前記ＣＰＵの各々において、当該ＣＰＵが有する前記優先度表を参照して未だ自ＣＰＵならびに他ＣＰＵにおいて前記レイラウンチング処理が行なわれていないレイのうち最も優先度の高いレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択された前記レイに対して前記レイラウンチング処理を行い、前記レイラウンチング処理は全てのＣＰＵにおいて同時に実行され、前記各ＣＰＵはレイラウンチング処理を行なうレイに対して当該レイの処理を行なう旨を示す内容を共通記録装置に記録し、前記各ＣＰＵはあるレイが他ＣＰＵにおいてレイラウンチング処理が行なわれたか否かを前記記録装置を参照することで把握し、前記各ＣＰＵでは最後のレイに到達するまで前記レイの割り当て処理ならびに前記レイラウンチング処理を繰り返し実行することを特徴とする電波伝搬特性予測方法が得られる。
【００２５】
そして、前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々において、  前記観測空間内に予め設定された被射影対象への前記レイの射影による第一の像を取得する第一のステップと、前記被射影対象への前記内容物の各々の射影による第二の像を取得する第二のステップと、前記第一の像と第二の像の各々とが互いに交差するかどうかを判定する第三のステップと、この判定結果が交差を示す場合に、該当する内容物を前記レイに対する遮蔽物検出対象として絞り込む第四のステップとを含むことを特徴とする。
【００２６】
また、前記被射影対象はＭ個（Ｍは２以上の整数）設定されており、ｉ＝１（ｉは１〜Ｍ）の被射影対象に対して前記第一から第四のステップを実行し、この第四のステップにて絞り込まれた内容物に対してｉ＝２の被射影対象に対して前記第一から第四のステップを実行し、以後これを繰り返してｉ＝Ｍの被射影対象まで同様な処理を実行するようにしたことを特徴とする。
【００２７】
更に、前記レイラウンチング処理において前記内容物のうち前記レイと衝突して遮蔽する遮蔽物を検出するために、前記ＣＰＵの各々において、前記観測空間内に複数の被射影対象ｉ（ｉ＝１〜Ｍ：Ｍは２以上の整数）を設定し、前記内容物の一部もしくは全部の集合を表す群ｋ（ｋ＝０〜Ｍ）を規定し、群０を前記観測空間内に規定された全ての前記内容物の集合とした場合、前記レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを取得するステップと、群ｉ−１より一つの内容物を選択し、当該内容物の前記被射影対象ｉへの射影による像Ｂを取得するステップと、前記像ＡとＢとが交差しているか否かを調べ、前記像ＡとＢとが交差している場合に当該内容物を群ｉに選択的に取込む内容物選択取込み処理を実施するステップと、前記群ｉ−１の他の全ての内容物についてもそれぞれ前記内容物選択取込み処理を実施して、群ｉに含まれる内容物の選択的取込み処理を行うステップと、ｉを１から順にＭとなるまで前記内容物の選択取込み処理を実施し、最終的に群Ｍに含まれて絞り込まれた内容物に対して遮蔽物の検出を行うステップとを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記被射影対象ｉとして３次元空間上に規定される線もしくは面とし、前記被射影対象のそれぞれに異なる直線もしくは平面を割当てることを特徴とし、また、ｉ＝１〜Ｌ（Ｌは２≦Ｌ＜Ｍの整数）の被射影対象に対しては前記直線を割当て、ｉ＝Ｌ＋１〜Ｍに対しては前記平面を割当てることを特徴とする。更に、前記ｉの設定に際して、前記レイの前記被射影対象に対する射影の長さが小なる程、ｉを小に設定することを特徴とし、また前記レイの予め定められた所定平面に対する仰角の絶対値をｔとし、前記被射影対象の前記所定平面に対する仰角の絶対値をＴとし、前記ｔの値に応じて前記被射影対象の設定を可変し、ｉが小さいほどｔとＴとの差が大きくなるように前記被射影対象ｉの設定を行うことを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記送信点より放出される前記複数のレイにそれぞれ優先度を設定して複数のＣＰＵの各々に優先度の高いレイから順に一つずつレイを割り当てるステップと、前ＣＰＵの各々において、それぞれ割り当てられたレイに対して前記レイラウンチング処理を同時に行うステップと、前記レイラウンチング処理が終了した前記ＣＰＵから順に未だＣＰＵへの割り当てが行なわれていない次の優先度のレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択したレイに対して前記レイラウンチング処理を実行するステップと、前記ＣＰＵの各々において、選択された前記レイを当該ＣＰＵにおいて処理することを表す内容を共通記録装置へ記録すると共に、前記記録装置を参照して前記レイの選択を行い、最後のレイに到達するまでレイの選択処理ならびにレイラウンチング処理を繰り返し実行するステップとを含むことを特徴とするプログラムが得られる。
【００３１】
本発明によれば、３次元空間上に規定される観測空間内に複数の内容物、送信点及び受信点が与えられ、前記送信点より異なる放射角度で複数の電波線（レイ）が放出され、前記レイは当該レイの進行に伴う前記内容物との衝突により反射ならびに透過を繰り返しておこし、前記反射ならびに透過が繰り返される間、前記レイが前記受信点の近傍を通過した時に通過時刻と強度の情報とを得るレイラウンチング処理をなすようにした電波伝搬特性予測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
複数のＣＰＵの各々に、前記送信点より放出される前記複数のレイの各々の優先度を表す優先度表であってかつその内容が前記ＣＰＵにおいて互いに異なる優先度表を設けておき、前記ＣＰＵの各々において、当該ＣＰＵが有する前記優先度表を参照して未だ自ＣＰＵならびに他ＣＰＵにおいて前記レイラウンチング処理が行なわれていないレイのうち最も優先度の高いレイを選択し、前記各ＣＰＵは選択された前記レイに対して前記レイラウンチング処理を行うステップと、前記レイラウンチング処理は全てのＣＰＵにおいて同時に実行され、前記各ＣＰＵはレイラウンチング処理を行なうレイに対して当該レイの処理を行なう旨を示す内容を共通記録装置に記録するステップと、前記各ＣＰＵはあるレイが他ＣＰＵにおいてレイラウンチング処理が行なわれたか否かを前記記録装置を参照することで把握し、前記各ＣＰＵでは最後のレイに到達するまで前記レイの割り当て処理ならびに前記レイラウンチング処理を繰り返し実行するステップとを含むことを特徴とするプログラムが得られる。
【００３２】
本発明の作用を述べる。所定送信点より放出される複数のレイに対する各レイラウンチング処理の演算を、複数のＣＰＵにより同時に並行して処理させるよう構成する。かかる方法によれば、送信点より放出される複数のレイを分割して各ＣＰＵへ割り振り、同時にレイラウンチング処理を実施することになるので、計算時間の短縮が達成される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の構成を示す図である。Ｎ個の中央演算ユニット（ＣＰＵ１〜Ｎ）Ａ０２〜Ａ０５、共通記録装置Ａ０１、ネットワークＡ０６からなり、各ＣＰＵは他の全てのＣＰＵとネットワークＡ０６を介して通信することが可能である。共通記録装置Ａ０１は全てのＣＰＵ１〜Ｎから読み書きが可能である。
【００３４】
共通記録装置Ａ０１はＣＰＵのいずれかの内部に配置される場合があり、この場合、当該ＣＰＵ以外のＣＰＵはネットワークＡ０６を経由して共通記録装置Ａ０１にアクセスする。共通記録装置Ａ０１はネットワークＡ０６上に配置される場合がある。共通記録装置Ａ０１は、遅延プロファイルの読み書きや、各ＣＰＵを制御するための動作プログラムを格納する等に使用されるものである。
【００３５】
次に、図２を用いて本発明の第一の実施の形態における電波伝搬特性予測法について説明する。図２は送信点Ｂ０４から放射されるレイ（例えば、Ｂ０５）の一例を表す。２次元平面的に描いているが、実際にはレイは３次元的に放射される。図２に示すように、１２本のレイを３つのグループＢ０１，Ｂ０２，Ｂ０３に分け、各グループにそれぞれ異なるＣＰＵを割り当てる。必ずしも均等な数でのレイのグループ化はしなくともよい。
【００３６】
各ＣＰＵでは、それぞれに割り当てられたレイについて、図１３で説明したレイラウンチング処理を実行する。異なるＣＰＵにおいて実行されたレイラウンチング処理の結果は、全てのＣＰＵで読み書き可能である記録装置Ａ０１に記録されることで集積が行なわれ、ぞの結果、図１５に相当する遅延プロファイルが最終的に得られる。
【００３７】
このように、放射されるレイをグループ化し、異なるＣＰＵで並列にレイラウンチング処理を行なうことによって、全てのレイを１つのＣＰＵだけで処理する場合に比べて計算速度の高速化が達成される。
【００３８】
次に図３を用いて、本発明の第二の実施の形態におけるレイの割り当て処理について説明する。図３は本発明の第二の実施の形態における各ＣＰＵで実施される処理の流れ図を示した図である。各ＣＰＵ１〜Ｎにおいては、図３に示した処理がそれぞれ並行して実施される。送信点から放出されるレイにそれぞれ優先度を設定し、レイと当該レイの優先度を表す優先度表を設定する。この優先度表は、全てのＣＰＵで同一のものを持つ場合、各ＣＰＵでそれぞれ異なる優先度表を持つ場合とがある。
【００３９】
各ＣＰＵにおいて処理が開始されると、当該ＣＰＵは送信点から放出されるレイの中から、高い優先度のレイを選択する（ステップＤ０１）。ただし、処理開始直後に複数のＣＰＵで同じレイが選択されることを避けるように、レイは各ＣＰＵにおいて選択される。処理Ｄ０２において、選択されたレイが他のＣＰＵで既にレイラウンチング処理が行なわれたか否かを判定する。この判定は、全てのＣＰＵから読み書きが可能な共通記録装置上に記録してある個所を参照することで実施される。当該レイが既に他のＣＰＵでレイラウンチング処理されている場合には、ステップＤ０５へ進み、レイラウンチング処理が未だ実施されていない場合にはステップＤ０３へ進む。
【００４０】
ステップＤ０３では、共通記録装置に当該レイの処理を行なう旨のマーク付けを行い、ステップＤ０４において当該レイに対してレイラウンチング処理を行なう。ステップＤ０４では、当該レイのレイラウンチング処理の結果を全てのＣＰＵで読み書き可能である記録装置Ａ０１に記録することで集積を行い、図１５に相当する遅延プロファイルの生成を行なう。
【００４１】
ステップＤ０４でレイラウンチング処理が完了すると、ステップＤ０５へ進み、ステップＤ０５では選択中のレイが最後のレイであるか否かが判定される。最後のレイと判定されればステップＤ０６へ進み、処理を終了する。ステップＤ０５において最後のレイと判定されなければ、ステップＤ０７へ進み、優先度表を参照し、その後、ステップＤ０８において次に優先度の高いレイを決定し、ステップＤ０１において当該レイを新たに選択し、以下、上記と同様の処理を最後のレイに到達するまで繰り返す。
【００４２】
図４は図３で説明した優先度表の一例を示す図であり、全てのＣＰＵで共通の優先度表を持つ場合の例である。本優先度を共通記録装置Ａ０１内に格納すれば、各ＣＰＵはこの共通記録装置を参照することによって優先度を知ることが可能となる。図４に示した表においては、上位に位置するレイほど高い優先度をもち、この優先度の順にレイラウンチング処理が図３で説明した流れ図に従って実施される。
【００４３】
いま、３つのＣＰＵでシステムが構成されているとし、Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３のように、ＣＰＵ−１．ＣＰＵ−２，ＣＰＵ−３に、それぞれレイ−１、レイ−２、レイ−３を初期設定として割り当て、それぞれのＣＰＵにおいて同時に処理が開始される場合を考える。その後、まずＣＰＵ−２において処理が完了すれば、当該ＣＰＵへＣ２４のように次に優先度が高いレイ−４が割り当てられてレイラウンチング処理が行なわれる。
【００４４】
その後、さらに、Ｃ２３で割り当てたレイ３の処理がＣＰＵ−３において終了すれば、当該ＣＰＵへレイ−５をＣ２５のように割り当てて前記処理が実施される。同様に、処理が終了したＣＰＵから順に次々とレイは割り当てられ、最後のレイ−Ｍに到達するまでレイラウンチング処理は繰り返し各ＣＰＵにおいて実施される。各ＣＰＵは、前記優先度ならびに共通記録装置を参照して処理が未だ行なわれていない次の優先度のレイがどれであるかを把握し、一方、処理をこれから開始するレイについては他のＣＰＵへ周知させるために当該ＣＰＵが処理を行なったことを表すマーク付け（例えば、”１”等のフラグを立てる）が共通記録装置上で行なわれる。
【００４５】
異なるＣＰＵにおいて実行されたレイラウンチング処理の結果は、全てのＣＰＵで読み書き可能である共通記録装置Ａ０１に記録されることで集積が行なわれ、その結果、図１５に相当する遅延プロファイルが最終的に得られる。
【００４６】
ＣＰＵの処理能力が異なる場合、処理能力が高い（すなわち、計算速度が速い）ＣＰＵであるほど、より高速にレイラウンチング処理が完了する。あるいは、レイの放射角度によっても処理に要する時間は異なる。本発明の実施の形態によると、早く処理が終わったＣＰＵから順に次々とレイラウンチング処理を実行することによって、各ＣＰＵの処理能力に応じて適応的にレイの割り当てが可能となり、最小計算時間で全ての処理を完了させることが可能となる。
【００４７】
図５は第二の実施の形態におけるレイの割り当て手法の新たな実施例を示す図である。図５は１０個のレイ、レイ−１〜レイ−１０が送信点から放射される場合に、４つのＣＰＵ−１〜ＣＰＵ−４、それぞれにおけるレイの優先度表を示したものであり、数字が小さいほど高い優先度を示す。図５のように、本実施例では各ＣＰＵにおいてそれぞれ異なる優先度表をもつ。図３に示した処理に従うと、各ＣＰＵは、当該ＣＰＵに割り当てられたレイの優先度の順にかつ他のＣＰＵで未だレイラウンチング処理が行なわれていないレイから順に平行してレイラウンチング処理を行なう。
【００４８】
図５に示した優先度による実施例によると、図４で示した実施例と同様、早く処理が終わったＣＰＵから各々の優先度表に従って順に次々とレイラウンチング処理を実行するために、各ＣＰＵの処理能力に応じて適応的にレイの割り当てが可能となり、最小計算時間で全ての処理を完了させることが可能となる。また、本実施例によるとレイラウンチング処理の対象となるレイの順番を各ＣＰＵで任意に設定できるため、例えば、計算に長い時間を要する放射角度のレイの優先度を処理能力が高いＣＰＵにおいては高く、処理能力が低いＣＰＵにおいては低く設定することによって、１つのレイあたりの計算時間を均等化することが可能となる。
【００４９】
図３に示した処理のためのプログラムは共通記録装置Ａ０１に予め記録しておき、処理開始時に、各ＣＰＵ−１〜Ｎに対して、このプログラムをロードして、各ＣＰＵで動作させるようにしても良く、また各ＣＰＵ内の図示せぬ記録手段にそれぞれ記録しておくようにしても良いものである。
【００５０】
ここで、図３の処理ステップＤ０４におけるレイラウンチング法では、レイの伝搬経路上の反射透過点を検出するために、観測空間内に存在するすべての内容物について当該レイと衝突するか否かを調査しなくてはならない。３次元空間内でレイと内容物とが交差するか否かは多元方程式を解く必要があり、相応の計算量が要求される。すなわち、この反射透過点の検出のためには、反射面を表す３次元空間上に規定される式と、レイを表す３次元空間上に規定される式とを連立させてこれを解くという算出手法が採られることが一般的であるので、相応の計算量が必要となる。よって、観測空間内の内容物が多くなるに従って調査に要する計算量は増加し、伝搬特性を評価する際に要する時間が増大する。
【００５１】
そこで、本発明では、上述したように、複数のＣＰＵを並列に動作させて、互いに異なるレイに関する上記計算を行うことで、計算時間の短縮化を図るものであるが、更なる時間短縮のために、レイが内容物と交差して遮蔽物となるかどうかの計算量をより少なくする手法を、本願発明者等は、特願２０００−３０４２９４号明細書に提案している。この手法につき以下に、図６〜図１２を参照しつつ説明する。
【００５２】
図６は遮蔽物検出方法を示す流れ図である。３次元空間上に観測領域が与えられ、当該観測領域内に壁や什器等の内容物が与えられ、調査対象となるレイが与えられることを前提とする（ステップ３０１）。当該レイは、レイラウンチングアルゴリズムにおいてアンテナから放射されたレイや反射透過により生成されるレイを指し、具体的には従来技術の説明において説明した図１３における伝搬経路００３や００４等を指すものとする。
【００５３】
内部変数ｉを定義し、初期値として、ｉ＝１を設定する（ステップ３０２）。そして、当該レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを決定する（ステップ３０３）。ここで、被射影対象ｉとして、３次元空間上に規定される直線や平面を用い、その数はＭ個とする。直線としては、本例では、ｘ軸、もしくはｙ軸、もしくはｚ軸を設定するものとし、また平面として、ｘｙ平面、もしくはｙｚ平面、もしくはｚｘ平面を設定するものとする。そして、被射影対象ｉはそれぞれ異なるものを設定する。
【００５４】
被射影対象が直線である場合の射影法に関しては、例えば、レイの両端点から被射影直線へ向けた垂線の交点を調べ、その両端に位置する点を結ぶ線分を像Ａとする（後述の図８参照）。この場合、特に被射影対象がｘ軸、ｙ軸、もしくはｚ軸である場合、レイの両端点の座標の同一軸の値（例えば、被射影対象がｘ軸ならば、ｘ座標の値）の最大値と最小値とを結ぶ線分が像Ａとなる。被射影対象が平面である場合の射影法に関しては、例えば、レイの両端点から被射影平面へ向けた垂線の交点を調べ、その両端に位置する点を結ぶ線分を像Ａとする（後述の図９参照）。
【００５５】
次に、内容物の集合を与える群ｉ−１のうち、どれかひとつの内容物を選択する（ステップ３０４）。なお、群０は観測領域内に設定した全ての内容物の集合とする。そして、選択された内容物の被射影対象ｉへの射影による像Ｂを決定する（ステップ３０５）。被射影対象が直線である場合の射影法に関しては、上述した例と同様に、選択された内容物の頂点から被射影線へ向けた垂線の交点を調べ、その両端の最外郭に位置する点を結ぶ線分を像Ｂとする。この場合、特に被射影対象がｘ軸、ｙ軸、もしくはｚ軸である場合、内容物の頂点座標の同一軸の値（例えば、被射影対象がｘ軸ならば、ｘ座標の値）の最大値と最小値とを結ぶ線分が像Ｂとなる。
【００５６】
被射影対象が平面である場合の射影法に関しては、上述した例と同様に、選択された内容物の頂点から被射影平面へ向けた垂線の交点を調べ、その最外郭に位置する点を結ぶ領域を像Ｂとする。次に、像Ａと像Ｂとが交差するか否かを判定し（ステップ３０６）、交差していればステップ３０８へ進み、当該内容物を群ｉに取り込み、交差していなければステップ３０７へ進み、選択中の内容物を遮蔽物検索対象からはずす処理を行う。そして、選択中の内容物が群ｉ−１内で最後の内容物であれば（ステップ３０９）、次のステップ３１０へ進み、最後の内容物でなければステップ３１２へ進み、群ｉ−１内の未選択の次の内容物を選択して、再びステップ３０５へ戻る。
【００５７】
ステップ３１０では、ｉの値が被射影対象の数Ｍを超えているかどうかを調べ、超えていればステップ３１１へ進む。また、超えていなければステップ３１３へ進み、ｉの値を１だけ増加させた後に、ステップ３０３へ戻る。ステップ３１１においては、群Ｍに属する内容物に対して、３次元空間内での遮蔽物検出を実施し、具体的な反射透過点の算出を行う。ここで、遮蔽物検出ならびに反射透過点の検出には、上述したように、多元連立方程式が用いられることになる。
【００５８】
被射影対象ｉの設定に関しては、例えば、ｉの値が小さいものには直線を被射影対象として設定し、ｉの値が大きいものには平面を被射影対象として設定することができる。
【００５９】
図６に示した動作を、図７〜図１０を用いて説明する。図７はＭ＝５の場合の被射影対象ｉの設定の一例を示した図である。図７のように、ｉの値が小さいものには、直線を被射影対象として設定し、ｉの値が大きいものには、平面を被射影対象として設定している。直線として、ｘ、ｙ、ｚ軸それぞれを設定し、平面として、ｘｙ面、ｚｘ面を設定している。図６に示した動作例によると、図７に示した被射影対象１から順に被射影対象５までを調べ、各被射影対象への内容物ならびに調査対象のレイの像を比較することによって、群１から群５に含まれる内容物の選定を順次行ってゆく。群ｉに対する内容物の選択は、群ｉ−１に含まれる内容物それぞれについて、被射影対象ｉへの射影による像Ｂならびに調査対象レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを比較することによって実施される。ただし、群０は観測領域に含まれる全ての内容物である。
【００６０】
図８は、ｉ＝１である場合に、被射影対象１、すなわち被射影対象がｘ軸である場合の射影の様子を示した図である。４０１は内容物を、４０５は調査対象レイを、それぞれ表している。内容物４０１の各頂点から被射影対象であるｘ軸４０７への垂線の交点を求め、その最外郭の両端に位置する点を結んだ線分が内容物４０１から被射影対象１への像４０４である。
【００６１】
一方、レイ４０５の両端点から被射影対象であるｘ軸４０７への垂線の交点を求め、その両端に位置する点を結んだ線分がレイ４０５から被射影対象１への像４０６である。像４０４と像４０６とが決定されると、両者が交わるかどうかを比較する。図８では、像４０４と像４０６とは交わらないため、内容物４０１は群１に含まれる内容物から除外され、遮蔽物検出の対象からはずされる。
【００６２】
同様に、群０に規定される他の内容物についても、上述の内容物追加処理を実施して群１の内容物の選択的な取り込み処理を行う。さらに、被射影対象２ならびに３、すなわち被射影対象がそれぞれｙ軸ならびにｚ軸の場合に関しても、上述の内容物の選択取り込み処理を行う。
【００６３】
図９はｉ＝４の場合、すなわち図７に示すように、被射影対象がｘｙ平面である場合の射影の様子を示した図である。５０１は群３に属する内容物を示し、５０４は調査対象のレイを示す。内容物５０１の各頂点から被射影面へ向けた垂線の交点を調べ、その最外郭に位置する点を結ぶ領域が被射影対象４への射影による像５０２である。レイ５０４の両端点から被射影面へ向けた垂線の交点を調べ、その両端に位置する点を結ぶ線分が被射影対象４への射影による像５０３である。
【００６４】
像５０３と像５０２とが決定されると、両者が交わるかどうかを比較する。図９では、像５０３と像５０２とが交わるため、内容物５０１は群４に含まれる内容物として選択的に取り込まれる。同様に、群３に選択的に取り込まれた他の内容物についても、上述の内容物追加処理を実施して群４の内容物の選択取り込み処理を行う。さらに、被射影対象５、すなわち被射影対象がｚｘ面の場合に関しても、上述の内容物選択取り込み処理を行い、群５の内容物選択取り込み処理を行う。群５に含まれる内容物に対して３次元空間内での遮蔽物検出を行い、最終的には調査対象であるレイが通過する遮蔽物の検出ならびに反射透過点の決定を行う。
【００６５】
図１０はＭ＝５の場合の群ｉの様子を包含図で示した図である。６０６、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５はそれぞれ群０〜群５を示す。各群の内容物選択取り込み処理を行うことによって、ｉが大きくなるにしたがって順次群の大きさが小さくなってゆき、遮蔽物検出の対象となる内容物を絞り込まれる様子が示されている。最終的に、３次元空間内でのレイと群５に絞り込まれた内容物とが交差するか否かは、多元連立方程式を解く必要があることは前述したとおりである。この多元連立方程式の算出結果により、調査対象レイの内容物における反射透過点の検出がなされることになるのである。
【００６６】
従来方法では、観測領域内の全ての内容物、すなわち群０である６０６に含まれる全ての内容物について、多元連立方程式を解く必要があるが、この方法によれば、群５である６０５に含まれて絞り込まれた内容物についてのみ、多元連立方程式を解けばよく、処理時間の短縮が可能となる。
【００６７】
以上の述べた処理動作から、この処理動作を実現するための機能ブロックが、図１１に示すように得られることになる。図１１を参照すると、レイの射影像取得部１は、調査対象レイの被射影対象ｉへの射影による像Ａを取得する機能を有するものである。また、内容物の射影像取得部２は、群ｉ−１に含まれる内容物を選択して、当該内容物の被射影対象ｉへの射影による像Ｂを取得する機能を有するものである。
【００６８】
射影像交差判定部３は、像ＡとＢとが交差するかどうかを判定する機能を有しており、検出対象絞り込み部４はこの射影像交差判定部３により像ＡとＢとが交差すると判定された時に、その内容物を群ｉに選択的に取り込み、そうでない場合には、この内容物を遮蔽物検出対象からはずす処理を行う機能を有する。
【００６９】
反射透過点検出部５は、最終的に絞り込まれた群Ｍに属する内容物に対して、遮蔽物検出処理および反射透過点検出処理を行うものであり、上述した多元連立方程式を解く処理をなすものである。
【００７０】
制御部６はＣＰＵからなり、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）などの記録媒体７に予め格納された動作制御プログラムを読込んで、このプログラムの制御手順に従って各部１〜５を制御して、図６に示した動作処理を実行制御する機能を有するものである。
【００７１】
なお、上述した被射影対象ｉ（ｉは射影の順番を示す）の設定方法について述べる。一例として、図７に示したように、ｉの値が小さいものには、直線を被射影対象として設定し、ｉの値が大きいものには、平面を被射影対象として設定するのが良い。すなわち、平面上への射影に比べ、直線上への射影を行うほうが、計算量は小さいため、先に直線による射影により遮蔽物検出対象となる内容物の絞り込みを行えば、処理量が削減されるからである。
【００７２】
また、被射影対象ｉの他の設定方法として、調査対象のレイの予め定められた所定平面に対する仰角（絶対値、以下同じ）をｔとし、また被射影対象ｉのこの所定平面に対する仰角の絶対値をＴとし、ｔの値に応じて被射影対象の設定を可変し、ｉが小さいほどｔとＴとの差が大きくなるように、このｉの設定を行うこともできる。
【００７３】
その理由を以下に述べると、一般に、観測領域は有限領域であるため、調査対象のレイの仰角と、被射影対象ｉの仰角との差が大きい場合、当該レイの被射影対象ｉへの像は、その占有領域が小さく、多くの交差しない内容物の検出が可能となる。従って、ｉが小さいほど、ｔとＴとの差が大きくなるように、被射影対象ｉの設定を行うことによって、調査対象のレイと交差しない内容物を早めに遮蔽物検出対象から除外することが可能となり、処理量が削減される。
【００７４】
このｉの設定に関して、より分かり易くするために、図１２を参照すると、所定平面として、例えば、ｘｙ平面をとり、調査対象レイ７０１の当該ｘｙ平面に対する仰角ｔが１０度とする。このとき、被射影対象がｘ軸とｚ軸であり、両者の順番ｉを設定する場合、ｘ軸のｘｙ平面に対する仰角Ｔx は０度であり、ｚ軸のｘｙ平面に対する仰角Ｔz は９０度となる。従って、ｔとＴx との差およびｔとＴz との差は、図１２にも示しているように、それぞれ１０度および９０度となる。よって、本例では、ｚ軸のほうがｘ軸よりも、ｉについては小に設定され、ｚ軸がｘ軸よりも早く被射影対象として選定されることになる。
【００７５】
このことは、すなわち、調査対象レイ７０１のｚ軸に対して射影された像７０３が、ｘ軸に対して射影された像７０２よりも、長さが小である方のｉを小さく設定することに他ならない。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の第一の実施形態によると送信点より放出される複数のレイを分割して各ＣＰＵへ割り振り、同時にレイラウンチング処理を実施することにより計算時間の短縮が達成される。ＣＰＵの処理能力が異なる場合、処理能力が高い（すなわち、計算速度が速い）ＣＰＵであるほど、より高速にレイラウンチング処理が完了する。あるいは、レイの放射角度によっても処理に要する時間は異なる。本発明の第二の実施形態のうち図４で示した実施例によると、早く処理が終わったＣＰＵから順に次々とレイラウンチング処理を実行することによって、各ＣＰＵの処理能力に応じて適応的にレイの割り当てが可能となり、最小計算時間で全ての処理を完了させることが可能となる。
【００７７】
更に本発明の第二の実施形態における図５に示した優先度による実施例によると、レイラウンチング処理の対象となるレイの順番を各ＣＰＵで任意に設定できるため、例えば、計算に長い時間を要する放射角度のレイの優先度を処理能力が高いＣＰＵにおいては高く、処理能力が低いＣＰＵにおいては低く設定することによって、１つのレイあたりの計算時間を均等化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態におけるレイのグループ化を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態における各ＣＰＵで実施される処理の流れ図である。
【図４】本発明の第二の実施形態における優先度表の一例を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態におけるレイの割り当て手法の別の実施例を示す図である。
【図６】本発明の実施例に使用するレイラウンチング処理の動作例を示すフローチャートである。
【図７】被射影対象の設定レイを示す図表である。
【図８】被射影対象がｘ軸の場合の射影の一例を示す図である。
【図９】被射影対象がｘｙ面の場合の射影の一例を示す図である。
【図１０】群ｉの包含図を示す図である。
【図１１】レイラウンチング処理をなす場合の構成を示す概略機能ブロック図である。
【図１２】被射影対象のｉの設定方法の一例を説明するための図である。
【図１３】レイラウンチング法を説明する図である。
【図１４】一本のレイに対する観測点におけるパスプロファイルの例を示す図である。
【図１５】レイラウンチング法によって得られる観測点におけるパスプロファイルである。
【符号の説明】
Ａ０１  共通記録装置
Ａ０２〜Ａ０５  ＣＰＵ
Ａ０６  ネットワーク
４０１，５０１  内容物
４０５，５０４  調査対象レイ
４０２，４０３  内容物の各頂点からのｘ軸に対する垂線
４０４，５０３  像Ａ
４０４，５０２  像Ｂ
６０１〜６０６  群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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