(57)【要約】【課題】複数の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジでの回折の組合せを考慮して送受信点間の伝搬損失を推定可能にすること。【解決手段】見通し判定部12は、受信点または遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点として、該着目点からの遮蔽地物および送信点の見通しを判定する。回折点探部14は、見通し内と判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索する。回折点情報テーブル作成部16は、各着目点に紐付く回折点情報テーブルを作成する。回折点情報テーブルに記録された回折点情報から、屋上エッジ、側辺エッジおよび屋上エッジと側辺エッジを通る種々の経路が選定される。電波伝搬損失算出部20は、種々の経路での電波伝搬損失を経路ごとに算出する。電波伝搬損失推定部30は、電波伝搬損失から送受信点間の電波伝搬損失を推定する。【選択図】図１
2015023549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信点から送信点側の遮蔽地物を選定する遮蔽地物選定手段と、
受信点または受信点より送信点側の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点として、該着目点からの送信点側の遮蔽地物および送信点の見通しを判定する見通し判定手段と、
前記見通し判定手段により見通し内と判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索する回折点探索手段と、
前記回折点探索手段により探索された屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る、受信点から送信点に至る種々の経路を選定する電波伝搬経路選定手段と、
前記電波伝搬経路選定手段により選定された種々の経路での電波伝搬損失を経路ごとに算出する電波伝搬損失算出手段と、
前記電波伝搬損失算出手段により算出された電波伝搬損失から送受信点間の電波伝搬損失を推定する電波伝搬損失推定手段を備えたことを特徴とする電波伝搬損失推定装置。
【請求項２】
前記回折点探索手段により探索された回折点のエッジ種別および回折点位置を含む回折点情報を記録した回折点情報テーブルを当該着目点に紐付けて作成する回折点情報テーブル作成手段を備え、
前記電波伝搬経路選定手段は、前記回折点情報テーブル作成手段により作成された回折点情報テーブルに記録された回折点情報を受信点から送信点まで辿ることで受信点から送信点に至る種々の経路を選定することを特徴とする請求項１に記載の電波伝搬損失推定装置。
【請求項３】
前記見通し判定手段が側辺エッジの回折点を着目点として見通しを判定する場合、前記遮蔽地物選定手段は、該着目点から送信点側の遮蔽地物を新たに選定することを特徴とする請求項１または２に記載の電波伝搬損失推定装置。
【請求項４】
前記伝搬経路選定手段は、回折点が探索されるごとに受信点から該回折点までの経路での回折損失と距離損失の合計の伝搬損失を算出し、伝搬損失が閾値以上となった経路を削除することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電波伝搬損失推定装置。
【請求項５】
前記回折点探索手段は、側辺エッジの回折点が探索された場合、まず、側辺エッジの回折点の高さを着目点の高さとし、その後、それに続く経路で屋上エッジの回折点あるいは送信点が探索された場合、該経路上の側辺エッジの回折点の高さを、送信点、受信点および探索された屋上エッジの回折点の高さを元に計算して設定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電波伝搬損失推定装置。
【請求項６】
受信点から送信点側の遮蔽地物を選定するステップと、
受信点または受信点より送信点側の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点として、該着目点からの送信点側の遮蔽地物および送信点の見通しを判定するステップと、
見通し内と判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索するステップと、
探索された屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る、受信点から送信点に至る種々の経路を選定するステップと、
選定された種々の経路での電波伝搬損失を経路ごとに算出するステップと、
算出された電波伝搬損失から送受信点間の電波伝搬損失を推定するステップを有することを特徴とする電波伝搬損失推定方法。
【請求項７】
コンピュータに、
受信点から送信点側の遮蔽地物を選定する機能と、
受信点または受信点より送信点側の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点として、該着目点からの送信点側の遮蔽地物および送信点の見通しを判定する機能と、
見通し内と判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索する機能と、
探索された屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る、受信点から送信点に至る種々の経路を選定する機能と、
選定された種々の経路での電波伝搬損失を経路ごとに算出する機能と、
算出された電波伝搬損失から送受信点間の電波伝搬損失を推定する機能を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波伝搬損失推定装置、方法およびコンピュータプログラムに関し、特に、移動通信システム、放送、その他無線通信システムにおける送受信点間の電波伝搬損失を、複数の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジでの回折を考慮して推定できる電波伝搬損失推定装置、方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信サービスや電波放送におけるデータ通信の速度や安定性などの通信品質は、基地局と受信端末間の無線(電波)品質に大きく依存する。無線通信サービスを展開する際には、電波伝搬推定技術を利用して無線品質を推定し、その結果を基にサービスを提供できる通信エリアが設計される。
【０００３】
一般的な電波伝搬推定技術では、経験的推定モデルあるいは理論的推定モデルが利用される。経験的推定モデルは、実測データに基づいて算出される推定式を用いたモデルであり、理論的推定モデルは、反射波や回折波などの電波の到来経路に従って、光学近似により理論的に求めたモデルである。
【０００４】
非特許文献１には、電波伝搬を推定するための推定モデルが記載されているが、都市部では、送受信間に高層ビルなどの遮蔽地物が多く存在し、また、電波伝搬の経路が遮蔽地物での反射や回折などにより複雑に変化する環境であることから、都市部における電波伝搬の推定には、建物が密集した環境でも高精度に電波伝搬を推定できる、建物と関連するパラメータを使った推定モデルが利用される。
【０００５】
特許文献１には、表層モデル(DSM)から地物を読み込み、ナイフエッジ回折による伝搬損失を推定する電波伝搬推定手法が記載されている。この電波伝搬推定手法では、遮蔽地物の標高値データを利用して回折点を抽出し、また、遮蔽地物での右回り・左回りの回折を考慮して無線品質を推定する。
【０００６】
また、本発明者は、特許文献２において、実測データを用いて推定モデルによるハイトパターン無線品質推定値を補正する電波伝搬推定手法を先に提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−５８９２９号公報
【特許文献２】特願２０１２−１８５７９６号(先願)
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】細谷良雄 他著「電波伝搬ハンドブック」  リアライズ理工センター  1994年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非特許文献１の推定モデルによれば、高層ビルなどの遮蔽地物が多く存在し、また、電波伝搬の経路が遮蔽地物での反射や回折などにより複雑に変化する環境での電波伝搬を推定できる。しかし、この推定モデルでは、受信高を考慮していない。また、無線通信システムにおける送受信点間には、複数の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジでの回折が組み合わされた経路のパスも存在するが、非特許文献１の推定モデルでは、この点も考慮していない。したがって、非特許文献１の推定モデルでは、実際の電波伝搬に即して精度良く電波伝搬を推定できないという課題がある。
【００１０】
受信点が遮蔽地物の影にある場合、支配的な伝搬経路は、受信点と遮蔽地物エッジとの位置に依存し、さらに送受信点間に別の遮蔽地物がある場合は、その遮蔽地物エッジに到達する支配的な伝搬経路がその遮蔽地物の上側から回折する経路か右(左)側から回折する経路かは地物の大きさに依存する。しかし、特許文献１の電波伝搬推定手法では、遮蔽地物の側辺についての左回りあるいは右回りの回折による経路しか考慮していないので、実際の電波伝搬に即して精度良く電波伝搬を推定できないという課題がある。
【００１１】
特許文献２の電波伝搬推定手法によれば、実測データを用いて推定モデルによるハイトパターン無線品質推定値を補正するので、様々な高さでの無線品質を推定できる。しかし、これでは、遮蔽地物の屋上エッジの回折を考慮しているが、遮蔽地物の側辺エッジの回折を考慮していない。また、複数の遮蔽地物が存在する環境では、受信点に最も近い遮蔽地物だけでなく、それ以外の遮蔽地物による付加損失もあるが、特許文献２の電波伝搬推定手法では、送受信点間の経路全体を通しての付加損失を組み込んだ補正を行っていない。
【００１２】
本発明の目的は、上記課題を解決し、複数の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジでの回折の組合せを考慮して送受信点間の伝搬損失を推定できる電波伝搬損失推定装置、方法およびコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る電波伝搬損失推定装置は、受信点から送信点側の遮蔽地物を選定する遮蔽地物選定手段と、受信点または受信点より送信点側の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点として、該着目点からの送信点側の遮蔽地物および送信点の見通しを判定する見通し判定手段と、前記見通し判定手段により見通し内と判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索する回折点探索手段と、前記回折点探索手段により探索された屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る、受信点から送信点に至る種々の経路を選定する電波伝搬経路選定手段と、前記電波伝搬経路選定手段により選定された種々の経路での電波伝搬損失を経路ごとに算出する電波伝搬損失算出手段と、前記電波伝搬損失算出手段により算出された電波伝搬損失から送受信点間の電波伝搬損失を推定する電波伝搬損失推定手段を備えた点に第１の特徴がある。
【００１４】
また、本発明に係る電波伝搬損失推定装置は、前記回折点探索手段により探索された回折点のエッジ種別および回折点位置を含む回折点情報を記録した回折点情報テーブルを当該着目点に紐付けて作成する回折点情報テーブル作成手段を備え、前記電波伝搬経路選定手段は、前記回折点情報テーブル作成手段により作成された回折点情報テーブルに記録された回折点情報を受信点から送信点まで辿ることで受信点から送信点に至る種々の経路を選定する点に第２の特徴がある。
【００１５】
また、本発明に係る電波伝搬損失推定装置は、前記見通し判定手段が側辺エッジの回折点を着目点として見通しを判定する場合、前記遮蔽地物選定手段は、該着目点から送信点側の遮蔽地物を新たに選定する点に第３の特徴がある。
【００１６】
また、本発明に係る電波伝搬損失推定装置は、前記伝搬経路選定手段が、回折点が探索されるごとに受信点から該回折点までの経路での回折損失と距離損失の合計の伝搬損失を算出し、伝搬損失が閾値以上となった経路を削除する点に第４の特徴がある。
【００１７】
さらに、本発明に係る電波伝搬損失推定装置は、前記回折点探索手段が、側辺エッジの回折点が探索された場合、まず、側辺エッジの回折点の高さを着目点の高さとし、その後、それに続く経路で屋上エッジの回折点あるいは送信点が探索された場合、該経路上の側辺エッジの回折点の高さを、送信点、受信点および探索された屋上エッジの回折点の高さを元に計算して設定する点に第５の特徴がある。
【００１８】
また、本発明は、上記電波伝搬損失推定装置の各部処理のステップを有する電波伝搬損失推定方法として実現でき、さらに、その処理の機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムとしても実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジでの回折の組合せによる種々の経路での送受信点間の伝搬損失を推定できる。したがって、送受信点間に複数の遮蔽地物が存在する場合でも、実際の電波伝搬に即して精度良く電波伝搬を推定できる。ここで、複数の遮蔽地物は、その形状がどのようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電波伝搬損失推定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の電波伝搬損失推定装置における動作を示すフローチャートである。
【図３】着目点における遮蔽地物および遮蔽地物リストの例を示す図である。
【図４】着目点からの見通し判定および回折点探索と回折点情報テーブルの例を示す図である。
【図５】特に屋上エッジについての、着目点からの見通し判定および回折点探索と回折点情報テーブルの例を示す図である。
【図６】特に左側辺エッジについての、着目点からの送信点方向の見通し判定および回折点探索と回折点情報テーブルの例を示す図である。
【図７】一般的な回折点情報テーブルを示す図である。
【図８】着目点に紐付けた回折点情報テーブルに記録された回折点を新たな着目点として設定した場合の遮蔽地物および遮蔽地物リストの例を示す図である。
【図９】遮蔽地物の屋上エッジの回折点が探索された場合に、それに至る経路上の回折点の高さを計算して記録する処理の説明図である。
【図１０】回折点高の計算式の説明図である。
【図１１】本発明に係る電波伝搬損失推定装置の他の実施形態を示すブロック図である。
【図１２】図１１の電波伝搬損失推定装置における動作を示すフローチャートである。
【図１３】同一地物による遮蔽がある場合の例を示す図である。
【図１４】同一地物の側壁による遮蔽がある場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明を説明する。なお、以下では、本発明を電波伝搬損失推定装置として実現した場合について説明するが、本発明は、電波伝搬損失推定装置の各部処理のステップを有する電波伝搬損失推定方法として実現でき、また、その処理の機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムとしても実現できる。
【００２２】
図１は、本発明に係る電波伝搬損失推定装置の実施形態を示すブロック図である。
【００２３】
本実施形態の電波伝搬損失推定装置は、伝搬経路導出部10、伝搬損失算出部20および伝搬損失推定値決定部30を備える。
【００２４】
伝搬経路導出部10は、その詳細は後述するが、送受信点位置情報および建物地物情報を用いて、受信点または受信点より送信点側の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点として、該着目点からの送信点側の遮蔽地物および送信点の見通しを判定し、見通し内と判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索し、探索された屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る、受信点から送信点に至る種々の経路を導出する。なお、送受信点位置情報および地物情報は、地図情報を格納する外部データベースなどから取得することができる。また、それらの情報を格納するデータベースを本電波伝搬損失推定装置用に特別に用意してもよい。
【００２５】
伝搬損失算出部20は、伝搬経路導出部10により導出された種々の経路での回折損失と距離損失を合計して経路ごとの伝搬損失を算出する。
【００２６】
伝搬損失推定値決定部30は、伝搬損失算出部20により算出された経路ごとの伝搬損失から送受信点間での伝搬損失を推定する。例えば、伝搬経路導出部10により導出された種々の経路での伝搬損失のうち、最少の伝搬損失を送受信点間での伝搬損失として推定する。伝搬損失が少ない複数の経路での伝搬損失の平均値を送受信点間での伝搬損失として推定してもよい。
【００２７】
以下、伝搬経路導出部10について詳細に説明する。伝搬経路導出部10は、着目点設定部11、見通し判定部12、遮蔽地物決定部13、回折点探索部14、回折点高算出部15、回折点情報テーブル作成部16、回折点情報テーブル格納部17および距離算出部18を備える。
【００２８】
着目点設定部11は、まず、伝搬損失推定対象の受信点を着目点に設定し、その後、回折点探索部14により順次探索される遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点に設定する。最終的には、送信点を着目点に設定する。
【００２９】
見通し判定部12は、着目点に設定された受信点または回折点から送信点側の見通しを判定し、遮蔽地物決定部13は、見通し判定部12により見通し内と判定された地物を遮蔽地物と決定する。
【００３０】
回折点探索部14は、遮蔽地物決定部13により決定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索する。
【００３１】
回折点高算出部15は、電波伝搬経路を考慮して、回折点探索部14により探索された回折点、特に側辺エッジの回折点の高さを算出する。
【００３２】
回折点情報テーブル作成部15は、受信点あるいは回折点探索部14により順次探索される回折点を着目点とし、該着目点に紐付く回折点情報テーブルを作成する。回折点情報テーブルには、着目点から探索された回折点のエッジ種別および回折点位置などを記録する。なお、回折点高は、回折点が屋上エッジの場合には遮蔽地物の建物高とし、回折点が側辺エッジの場合には回折点高算出部15により算出された高さとする。
【００３３】
回折点情報テーブル格納部16は、回折点情報テーブル作成部15により作成された回折点情報テーブルを格納する。回折点情報テーブルに記録された回折点情報を基に、受信点から送信点に至る経路を辿ることにより、送受信点間に存在する複数の遮蔽地物の、屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点、および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る種々の経路を求めることができる。
【００３４】
距離算出部17は、受信点-回折点間、回折点-回折点間および回折点-送信点間の距離を算出する。これにより算出された距離を合計すれば、各経路の距離を算出でき、当該経路での電波伝搬の距離損失を算出できる。
【００３５】
着目点設定部11は、送受信点間に存在する複数の遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点に設定し、回折点情報テーブルは電波伝搬経路を形成する回折点情報を記録し、この回折点情報を辿ることにより、送受信点間の種々の経路を選定できるので、これらは、送受信点間に存在する複数の遮蔽地物の、屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点、および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る種々の経路を選定する電波伝搬経路選定手段としても機能する。したがって、回折点情報テーブルに記録された回折点情報を、着目点設定部11を介して伝搬損失算出部20に与えることにより、送受信点間に存在する複数の遮蔽地物の、屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点、および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る種々の経路での回折損失と距離損失を算出でき、その合計から経路ごとの伝搬損失を算出できる。なお、回折点情報テーブルに記録された回折点情報から送受信点間の種々の経路を選定する電波伝搬経路選定部を別要素として備えてもよい。
【００３６】
図２は、図１の電波伝搬損失推定装置における動作を示すフローチャートであり、図３〜図１０は、この動作の各過程での処理の説明図である。
【００３７】
図２において、まず、伝搬損失推定対象の送受信点位置を設定し(S21)、着目点に受信点を設定する(S22)。次に、データベースから地物情報を入力し(S23)、送受信点間遮蔽地物リストを作成し、着目点に近い方の遮蔽地物から順に昇順のIDを割り当てる(S24)。遮蔽地物リストには、着目点と送信点を結ぶライン(遮蔽地物ライン)から一定の離間距離内の遮蔽地物を挙げればよい。
【００３８】
図３は、着目点における遮蔽地物および遮蔽地物リストの例を示す。ここでは、着目点をK(Xn,Yn,Zn)として一般化し、該着目点Kと送信点の間を結ぶ遮蔽地物ライン上およびその近傍に存在する遮蔽地物n, n+1, n+2, ・・・を遮蔽地物リストに挙げ、それらにID:n,n+1,n+2,・・・を割り当てている。最初の着目点Kには受信点が設定される。遮蔽地物は、受信点高Znの平面(受信点高平面)以上の高さをもつ地物であり、図３ではこの部分を灰色で示している。以下の図面でも同様である。なお、遮蔽地物リストには、最後の遮蔽地物として送信点も挙げておく。
【００３９】
図２に戻って、S25では、着目点に紐付く回折点情報テーブルを作成する。回折点情報テーブルには、エッジID、着目点、遮蔽地物ID、エッジ種別、回折点位置および着目点-回折点間距離などを記録する。S25では、最初は、着目点に受信点を設定して見通しを判定し、受信点に至る回折点を探索して受信点に紐付く回折点情報テーブルを作成するが、その後は、S39からのループにより、探索された回折点を着目点に順次設定して見通しを判定し、該着目点に至る回折点を探索して各着目点に紐付く回折点情報テーブルを作成する。受信点に紐付く回折点情報テーブルには、着目点に受信点を記録し、遮蔽地物IDとエッジ種別に、受信点からの見通し内の遮蔽地物のIDと、回折点が屋上エッジ(上)か側辺エッジ(左，右)かの区別を記録し、回折点位置に、回折点の2次元X-Y上での位置および、エッジ種別が上の場合には当該遮蔽地物の建物高を記録し、エッジ種別が左，右の場合には受信点(着目点)高を記録する。なお、エッジIDには、回折点識別用IDを記録し、着目点-回折点間距離には、後述する距離の計算で算出された値を記録する。
【００４０】
図４は、着目点K(Xn,Yn,Zn)からの見通し判定および回折点探索と回折点情報テーブルの例を示す。この場合、着目点Kから送信点側を見たとき、ID：nの地物の屋上エッジ、左側辺エッジおよび右側辺エッジが見通し内であるので、それらにエッジID：K1,K2,K3を割り当て、各エッジでの回折点位置(Xp1,Yp1,Zp1)、(Xq1,Yq1,Zq1)、(Xr1,Yr1,Zr1)を記録する。ここで、(Xp1,Yp1)、(Xq1,Yq1)、(Xr1,Yr1)は、屋上エッジK1、左側辺エッジK2、右側辺エッジK3の2次元X-Y上の位置であり、Zp1は、遮蔽地物ライン上の遮蔽地物の建物高であり、Zq1、Zr1は、着目点高Znである。この回折点情報テーブルは、K→K1、K→K2、K→K3の3つの経路を示している。
【００４１】
図５は、特に屋上エッジについての、着目点K(Xn,Yn,Zn)からの見通し判定および回折点探索と回折点情報テーブルの例を示す。この場合には、着目点から送信点側を見たとき、ID:n+1,n+2の地物の屋上エッジが見通し内であるので、それらにエッジID：K11,K12を割り当て、各エッジでの回折点位置(Xp2,Yp2,Zp2)、(Xp3,Yp3,Zp3)を記録する。ここで、(Xp2,Yp2)、(Xp3,Yp3)には、屋上エッジK11,K12の2次元X-Y上の位置であり、Zp2,Zp3は、遮蔽地物ライン上の遮蔽地物n+1,n+2の建物高である。このように、回折点情報テーブルには、着目点から見通し内となる全ての屋上エッジの回折点についての情報を記録する。この回折点情報テーブルは、屋上エッジを通るK→K11、K→K12の2つの経路を示している。
【００４２】
図６は、特に左側辺エッジについての、着目点K(Xn,Yn,Zn)からの送信点方向の見通し判定および回折点探索と回折点情報テーブルの例を示す。この場合には、着目点から送信点側を見たとき、ID:n+1,n+2の地物の左側辺エッジが見通し内であるので、それらにエッジID：K21,K22を割り当て、各エッジでの回折点位置(Xq2,Yq2,Zq2)、(Xq3,Yq3,Zq3)を記録する。ここで、(Xq2,Yq2)、(Xq3,Yq3)は、左側辺エッジK21,K22の2次元X-Y上の位置であり、Zq2,Zq3は、着目点高Znである。このように、回折点情報テーブルには、着目点から見通し内となる全ての左右側辺エッジの回折点についての情報を記録する。この回折点情報テーブルは、左側辺エッジを通るK→K21、K→K22の2つの経路を示している。
【００４３】
図７は、一般的な回折点情報テーブルを示す。図７に示すように、回折点情報テーブルには、回折点識別用エッジID:K1,K2,K3,・・・、着目点:K、遮蔽地物ID:n+1,n+1,n+2,・・・、エッジ種別:上,左,右、回折点位置:(Xp,Yp,Zp),(Xq,Yq,Zq),(Xr,Yr,Zr),・・・、着目点-回折点間距離(Dist K_n+1_K1),(Dist K_n+1_K2),(Dist K_n+2_K3),・・・を記録する。なお、着目点-回折点間距離には、後述する距離の計算で算出された距離を記録する。ここで、Dist K_n+1_K1は、着目点K−遮蔽地物ID:n+1の屋上エッジ(エッジID:K1)の回折点間距離を意味する。
【００４４】
図２のS26〜S32では、回折点情報テーブルにおける回折点のエッジ種別が上(屋上)あるいは送信点である場合に、その回折点までの経路上の回折点の高さを計算して記録する。この処理は、回折点ごとに行うので、回折点でループさせる(S26,S32)。ここでの処理については、後で説明する。
【００４５】
S33では、以上のように回折点情報テーブルに記録された回折点情報を用いて、受信点-回折点間、回折点-回折点間および回折点-送信点間の距離を計算し、該当する回折点情報テーブルの着目点-回折点間距離に記録する。
【００４６】
次に、S34では、全ての着目点で処理が完了したか否かを判定する。最初、着目点は受信点の1つだけであるので、ここでは、全ての着目点での処理が完了したと判定されるが、着目点が経路上の回折点となる場合には、着目点は、その前の受信点あるいは回折点を着目点として探索された回折点の数だけ存在する。例えば、受信点を原着目点として1つの遮蔽地物の屋上エッジおよび左右エッジの3つの回折点が探索されたとすると、次ではこの3つの回折点が現着目点となり、この3つの回折点を着目点としてそれぞれ3つの回折点(合計9つの回折点)が探索されたとすると、その次ではこの9つの回折点を現着目点として回折点が探索される。このように複数の着目点がある場合には、S35で、次の着目点を設定してS25以下の処理を繰り返す。
【００４７】
S34で、全ての着目点で処理が完了したと判定された場合には、S36で、現着目点に紐付く回折点情報テーブルに記録されている回折点を着目点に設定する。現着目点に紐付く回折点情報テーブルは、着目点が受信点である場合には1つだけであるが、着目点が経路上の回折点となる場合には、各着目点(回折点)に紐付く複数の回折点情報テーブルが存在する。以降では、これらの回折点情報テーブルに記録された回折点を着目点に設定して、それに続く回折点を探索する。
【００４８】
次に、S37では、全ての着目点が送信点となったか否かを判定する。着目点を送信点側の回折点に順次設定して次の回折点を探索するという処理を繰り返す結果、最終的には、全ての経路で、着目点に送信点が設定されるが、その途中では、そのうちの幾つかの経路で、着目点が送信点に設定される場合がある。そこで、S38では、送信点と判定された着目点を除去する(そのような着目点がなければスルーする)。それ以外の着目点については、S25で当該着目点に紐付く回折点情報テーブルを作成するが、エッジ種別が左右の回折点を着目点とした場合には当該着目点から送信側をみたときの遮蔽地物リストが以前の遮蔽地物リスト(当該着目点以降の部分)から変わることがある。そこで、S39で、エッジ種別が左右の場合で、回折点-送信点間の遮蔽地物リストが以前の遮蔽地物リストから変わる場合は、エッジ種別ごとに遮蔽地物リストを新たに作成する。そうでない場合は遮蔽地物リストを新たに作成しない。なお、ここで新たに挙げる遮蔽地物には新たなIDを付し、また、同じ遮蔽地物には以前のIDと対応付けするなどにより、同一地物であることが分かるようにする。そして、S36で設定された回折点を新たな着目点として、S25以下の処理を繰り返す。
【００４９】
図８は、着目点K(Xn,Yn,Zn)に紐付けた回折点情報テーブルに記録された回折点K1を新たな着目点として設定した場合の遮蔽地物および遮蔽地物リストの例を示す図である。ここでは、着目点Kに対して遮蔽地物nの左側辺エッジの回折点K1が探索され、回折点K1を着目点とした場合に、回折点K1に対して地物n+2,・・・が遮蔽地物となる場合を示している。この場合、回折点K1を着目点とした遮蔽物リストには、遮蔽地物n+2,・・・を挙げる。なお、遮蔽地物リストには、送信点も挙げる。
【００５０】
以上のように、遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を着目点に設定して経路探索を順次行うが、その過程で屋上エッジの回折点あるいは送信点が探索された場合には、S26〜S32で、その回折点あるいは送信点に至る経路上の回折点の高さを計算して記録する。なお、屋上エッジの回折点が探索されても、その直前の回折点が受信点や屋上エッジの回折点の場合には、この計算は行わない。
【００５１】
図２のS25で作成された回折点情報テーブルの側辺エッジの回折点高には、着目点高が記録されている。しかし、屋上エッジの回折点や送信点に至る経路は、実際上では、それと高さが異なる伝搬損失が最少の経路となる。したがって、それに合わせて回折点高を新たに計算して求める必要がある。
【００５２】
側辺エッジの回折点高の計算に際しては、まず、S27で、回折点情報テーブルの回折点のエッジ種別が上(屋上)であるか否かを判定する。ここで、エッジ種別が屋上エッジでないと判定された場合には、回折点高をS26で記録された着目点高(Zq=Zn)のままとするが、屋上エッジと判定された場合には、さらに、S28で、着目点のエッジ種別が左または右であるか否かを判定する。ここで、着目点のエッジ種別が左または右でないと判定された場合には、回折点高を、S26で設定されたままとするが、左または右であると判定された場合には、S29で、回折点に至る経路上の回折点(エッジ種別が左右の回折点)高を計算して回折点情報テーブルに新たに記録する。次に、S30では、計算された高さ位置での見通しを判定し、見通し内であったエッジが見通し外となった場合には、S31で、屋上エッジに至る経路の該当する回折点情報テーブルの記録を削除する。なお、屋上エッジに至る経路の他に枝分かれの経路が存在する場合には、そこまでの記録を残しておく。
【００５３】
図９は、遮蔽地物n+2の屋上エッジの回折点K2が探索された場合に、それに至る経路上の回折点の高さを計算して記録する処理の説明図である。屋上エッジの回折点K2は、回折点K1に着目点を設定して探索されるが、ここでは、経路を分かり易くするために、着目点をK(Xn,Yn,Zn)、着目点Kに紐付けられた回折点情報テーブルに記録された回折点をK1(遮蔽地物n+1の左側辺エッジ上)、該回折点K1を着目点として該着目点K1に紐付けられた回折点情報テーブルに記録された回折点をK2(遮蔽地物n+2の屋上エッジ上)とし、回折点K1の高さを計算する様子を示している。
【００５４】
ここで、着目点Kは、受信点あるいは屋上エッジの回折点(高さが確定している点)であり、回折点(屋上エッジ)K2に至る経路上の回折点K1の高さは、着目点Kと回折点K2の高さに従ってZq(着目点高さZn)→Zq′とされる。着目点Kと回折点K2の間に複数の側辺エッジの回折点がある場合には、それらの回折点の高さも同様に計算される。
【００５５】
図１０は、回折点高の計算式の説明図である。図１０に示すように、着目点をK、送信点に近い次の回折点をK1、さらに次の回折点をK2とし、それらの高さをそれぞれh, h1, h2とし、着目点K-回折点K1間の距離、回折点K1-回折点K2間の距離をそれぞれd1, d2とし、乗算を*で表すと、回折点K1の高さh1は、h1＝h2−{(h2−h)*d1/(d1＋d2)}で算出できる。なお、着目点Kは、受信点あるいは屋上エッジの回折点であり、回折点K2は、送信点あるいは屋上エッジの回折点であり、回折点K1は、側辺エッジの回折点である。
【００５６】
図２に戻って、送受信点間の全経路の処理が送信点に到達すれば、S37では、全ての着目点が送信点になったと判定される。そこで、S40に進んで、送信点から受信点に至る各経路での回折損失および距離損失を算出する。各経路での回折損失は、各回折点での、ナイフエッジ回折損失などの回折損失を合計することにより算出でき、距離損失は、S33で算出された受信点-回折点間、回折点-回折点間および回折点-送信点間の距離を合計した距離での損失から算出できる。S41では、S40で算出された回折損失+距離損失の最も小さい値を送受信間の総伝搬損失として選択する。伝搬損失が少ない複数の経路での伝搬損失の平均値を送受信点間での伝搬損失として推定してもよい。
【００５７】
以上のように、伝搬経路導出部10は、送受信位置情報(送信位置情報と受信位置情報)および地物情報を用いて、まず、受信点を着目点として該着目点からの遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの見通しを判定し、これにより見通しと判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索し、その回折点情報を記録して受信点に紐付けた回折点情報テーブルを作成し、次に、回折点情報テーブルに記録された回折点を新たな着目点とし、該着目点からの遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの見通しを判定し、これにより見通しと判定された遮蔽地物の屋上エッジおよび側辺エッジの回折点を探索し、その回折点情報を記録して当該回折点を着目点とした回折点情報テーブルを作成するという処理を着目点が送信点となるまで繰り返し、その繰り返し処理で設定された着目点(回折点)の繋がりから、送受信点間に存在する複数の遮蔽地物の、屋上エッジの回折点、側辺エッジの回折点、および屋上エッジと側辺エッジの回折点の組合せを通る種々の経路を導出する。
【００５８】
伝搬損失算出部20は、伝搬経路導出部20により導出された経路ごとの伝搬損失値を計算し、伝搬損失推定値決定部30は、伝搬損失算出部20により算出された伝搬損失値から送受信点間の伝搬損失を推定する。
【００５９】
図１１は、本発明に係る電波伝搬損失推定装置の他の実施形態を示すブロック図である。図１１が図１と異なるのは、伝搬損失算出部20が、伝搬導出部10の構成要素となっていて、回折点情報テーブルの記録が完了するごとに、現在の回折点に至る経路での電波伝搬損失値を計算し、この電波伝搬損失値が閾値を超えた時点でその経路の以降の処理を行わないようにした点である。これにより、図１の実施形態に比べて処理計算量を削減できる。その他の構成は、図１と同様であるので、説明を省略する。
【００６０】
図１２は、図１１の電波伝搬損失推定装置における動作を示すフローチャートである。ここで、S31までの処理は、図２と同様であるが、S27で、屋上エッジの回折点でないと判定された場合およびS30で、計算された位置での見通しが変わらないと判定された場合に、S51で、距離を計算し、S52で、受信点から現在の回折点に至る経路での回折損失+距離損失を伝搬損失として算出する。そして、S53で、伝搬損失が閾値以下か否かを判定し、閾値以下でなければ、S31に進んで、該当する回折点情報テーブルの記録を削除する。閾値は、例えば、要求される伝搬損失や残る経路数の予測などを基に設定すればよい。S34以下の処理も図２と同様であるが、これでは、S52で、受信点から経路上の回折点に至る回折損失および距離損失が算出され、最終的には、受信点から送信点に至るまでの回折損失および距離損失が算出されるので、改めてそれらを算出する必要はない。
【００６１】
以上実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、同じ地物による遮蔽を想定しなかったが、同じ地物による遮蔽がある場合には、現在の着目点を持つ地物のIDをnとして、IDがn+1の地物から遮蔽地物リストに挙げるのではなく、IDがnの地物から遮蔽地物リストに挙げればよい。
【００６２】
図１３は、同一地物による遮蔽がある場合の例を示す。ここでは、前着目点K-1(Xn-1,Yn-1,Zn-1)から遮蔽地物ID:n+1の回折点K(Xn,Yn,Zn)が探索され、回折点K(Xn,Yn,Zn)を着目点から同じ遮蔽地物ID:n+1の回折点K1(Xq,Yq,Zq)が探索された場合を示している。図１３には、この場合の着目点Kに紐付く回折点情報テーブルも示している。
【００６３】
図１４は、同一地物の側面による遮蔽がある場合の例を示す。ここでは、地物の奥行き方向側面による遮蔽があり、前着目点K-1(Xn-1,Yn-1,Zn-1)から遮蔽地物ID:n+1の回折点K(Xn,Yn,Zn)が探索され、回折点K(Xn,Yn,Zn)を着目点として同じ遮蔽地物ID:n+1の回折点K1(Xq,Yq,Zq)が探索された場合を示している。このように、同一地物の側面が遮蔽地物となる場合には、受信点側側辺エッジの回折点に続く次の回折点を送信側側辺エッジとすればよい。図１４には、この場合の着目点Kに紐付く回折点情報テーブルも示している。
【符号の説明】
【００６４】
10・・・伝搬経路導出部、11・・・着目点設定部、12・・・見通し判定部、13・・・遮蔽地物決定部、14・・・回折点探索部、15・・・回折点高算出部、16・・・回折点情報テーブル作成部、17・・・回折点情報テーブル格納部、18・・・距離算出部、20・・・伝搬損失算出部、30・・・伝搬損失推定値決定部
【図１】
2015023549.tif 000003
【図２】
2015023549.tif 000004
【図３】
2015023549.tif 000005
【図４】
2015023549.tif 000006
【図５】
2015023549.tif 000007
【図６】
2015023549.tif 000008
【図７】
2015023549.tif 000009
【図８】
2015023549.tif 000010
【図９】
2015023549.tif 000011
【図１０】
2015023549.tif 000012
【図１１】
2015023549.tif 000013
【図１２】
2015023549.tif 000014
【図１３】
2015023549.tif 000015
【図１４】
2015023549.tif 000016