(57)【要約】      （修正有）【課題】電波伝搬解析対象となるモデルが、全体解析空間内の局所空間に点在している時に、レイトレース計算の大幅な計算量の増大を抑え、高精度に電波伝搬解析する。【解決手段】概略形状データから局所解析空間を内包する境界図形データを生成し、第１の無線アンテナから生成した境界図形データが示す境界に至る全体解析空間内のレイを探索し、概略形状データを参照し、全体解析空間内のレイで定まる境界から局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る局所解析空間内のレイを探索し、探索により求められた全体解析空間内のレイと局所解析空間内のレイを用いて、第１の無線アンテナから第２の無線アンテナに至る幾何光学的経路の電波伝搬を推定するとともに、送信情報と受信情報の組み合わせから全体解析空間内のレイを定め、組み合わせによるレイの取得は送信情報と受信情報が同一存在空間内にあり、かつ所定の終了条件を満たさない組み合わせに限定する。【選択図】図１
2016086228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体解析空間内の第１の無線アンテナから局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る幾何光学的に到達しうるレイを探索するための電波伝搬解析装置であって、
前記全体解析空間内の概略形状データを記憶する第１のデータベースと、前記全体解析空間内に位置する局所解析空間内の詳細形状データを記憶する第２のデータベースと、
前記第１のデータベースの概略形状データから前記局所解析空間を内包する境界図形データを生成する境界図形入力処理手段と、前記第１の無線アンテナから前記生成した境界図形データが示す境界に至る全体解析空間内のレイを探索する境界レイ生成処理手段と、前記第２のデータベースを参照し、前記全体解析空間内のレイで定まる境界から局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る局所解析空間内のレイを探索する拡張レイ生成手段と、前記探索により求められた全体解析空間内のレイと前記局所解析空間内のレイを用いて、前記第１の無線アンテナから前記第２の無線アンテナに至る幾何光学的経路の電波伝搬を推定する電波伝搬推定処理手段を備え、
前記境界レイ生成処理手段は、送信側に定義されたアンテナと境界の複数の送信情報と受信側に定義されたアンテナと境界の複数の受信情報を、その存在空間の情報と共に得、送信情報と受信情報の組み合わせから前記全体解析空間内のレイを定めるとともに、前記組み合わせによるレイの取得は送信情報と受信情報が同一存在空間内にあり、かつ所定の終了条件を満たさない組み合わせに限定した処理を行うことを特徴とする電波伝搬解析装置。
【請求項２】
請求項１記載の電波伝搬解析装置であって、
前記同一存在空間内とは、組み合わせに係る送信情報と受信情報がともに全体空間に位置づけられていることであることを特徴とする電波伝搬解析装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電波伝搬解析装置であって、
前記所定の終了条件は、組み合わせに係る送信情報と受信情報がともに境界に関する場合の処理回数を制限することであることを特徴とする電波伝搬解析装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電波伝搬解析装置であって、
前記全体解析空間内のレイ、または前記局所解析空間内のレイについて、その反射回数が所定階数以下であることきにレイとして採用することを特徴とする電波伝搬解析装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電波伝搬解析装置であって、
前記境界レイ生成処理手段は、前記全体解析空間内のレイの探索においてイメージ法を適用し、境界レイ情報として、第一の無線アンテナ位置から、境界まで届く経路のイベント情報を記憶することを特徴とする電波伝搬解析装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電波伝搬解析装置であって、
前記全体解析空間内の概略形状データを記憶する第１のデータベースは、前記境界の面に対して、該境界面の外側の構造物の特徴を考慮した減衰特性を予め関連付けて記憶していることを特徴とする電波伝搬解析装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電波伝搬解析装置であって、
前記境界レイ生成処理手段は、前記全体解析空間内のレイの探索においてレイラウンチ法を適用し、境界レイ情報として、第一の無線アンテナ位置から、境界まで届く経路のイベント情報を記憶することを特徴とする電波伝搬解析装置。
【請求項８】
全体解析空間内の第１の無線アンテナから局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る幾何光学的に到達しうるレイを探索するための電波伝搬解析方法であって、
前記全体解析空間内の概略形状データと、前記全体解析空間内に位置する局所解析空間内の詳細形状データとを備え、
前記概略形状データから前記局所解析空間を内包する境界図形データを生成し、前記第１の無線アンテナから前記生成した境界図形データが示す境界に至る全体解析空間内のレイを探索し、前記概略形状データを参照し、前記全体解析空間内のレイで定まる境界から局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る局所解析空間内のレイを探索し、前記探索により求められた全体解析空間内のレイと前記局所解析空間内のレイを用いて、前記第１の無線アンテナから前記第２の無線アンテナに至る幾何光学的経路の電波伝搬を推定するとともに、
前記全体解析空間内のレイを探索するにあたり、送信側に定義されたアンテナと境界の複数の送信情報と受信側に定義されたアンテナと境界の複数の受信情報を、その存在空間の情報と共に得、送信情報と受信情報の組み合わせから前記全体解析空間内のレイを定めるとともに、前記組み合わせによるレイの取得は送信情報と受信情報が同一存在空間内にあり、かつ所定の終了条件を満たさない組み合わせに限定することを特徴とする電波伝搬解析方法。
【請求項９】
請求項８記載の電波伝搬解析方法であって、
前記同一存在空間内とは、組み合わせに係る送信情報と受信情報がともに全体空間に位置づけられていることであることを特徴とする電波伝搬解析方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９記載の電波伝搬解析方法であって、
前記所定の終了条件は、組み合わせに係る送信情報と受信情報がともに境界に関する場合の処理回数を制限することであることを特徴とする電波伝搬解析方法。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の電波伝搬解析方法であって、
前記全体解析空間内のレイ、または前記局所解析空間内のレイについて、その反射回数が所定階数以下であることきにレイとして採用することを特徴とする電波伝搬解析方法。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の電波伝搬解析方法であって、
前記境界レイ生成処理手段は、前記全体解析空間内のレイの探索においてイメージ法を適用し、境界レイ情報として、第一の無線アンテナ位置から、境界まで届く経路のイベント情報を記憶することを特徴とする電波伝搬解析方法。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の電波伝搬解析方法であって、
前記全体解析空間内の概略形状データを記憶する第１のデータベースは、前記境界の面に対して、該境界面の外側の構造物の特徴を考慮した減衰特性を予め関連付けて記憶していることを特徴とする電波伝搬解析方法。
【請求項１４】
請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の電波伝搬解析方法であって、
前記境界レイ生成処理手段は、前記全体解析空間内のレイの探索においてレイラウンチ法を適用し、境界レイ情報として、第一の無線アンテナ位置から、境界まで届く経路のイベント情報を記憶することを特徴とする電波伝搬解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波伝搬特性の解析装置および解析方法に係り、特に屋内と屋外との相互干渉を考慮した無線基地局アンテナの配置設計に好適な電波伝搬解析装置および解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン等の急激な増加により、携帯電話ネットワークにおけるトラフィックが増大し、ネットワークにおけるデータ通信容量の拡大が急務となっている。この解決策として、基地局のエリアサイズを従来のセル設計より小さくし、収容する端末数を削減することで、端末あたりの通信容量に余裕を持たせるスモールセル化が挙げられている。しかし、スモールセル化を進めていくと、屋外基地局から屋内への浸透が期待しにくくなるため、屋内基地局の増強が必要となるが、屋外−屋内双基地局間の干渉を高精度に推定する必要がある。
【０００３】
このように、スモールセルの設計では、より高精度な電波伝搬推定が必要であり、特に屋外から屋内、屋内から屋外への電波の浸透の推定が重要である。通常、屋外の広域を対象とした伝搬推定手法では、統計的手法を用いることが多いが、スモールセル設計では、建物の形状や、高さなどが大きな影響を与えるため、レイトレース法を用いることが望ましい。この点、近年では、衛星写真、航空写真による建物の高さ情報を含む都市地形地図データが入手可能となり、レイトレース法を用いた解析も可能となってきている。
【０００４】
一方で、各建物の内部構造については、入手可能な情報はほとんどなく、個別に測定、入力することが必要である。したがって、スモールセル設計においては、広域な建物外形地図データと、設計対象となる建物内の構造物データとを含むモデルを用いたレイトレース解析が必要となる。このようなモデルでは、建物外形地図データを構成する要素数と、屋内の構造物を構成する要素数は同程度の規模となり、屋内構造物が存在する局所的な領域に高い密度で存在するモデルとなる。
【０００５】
本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には、推定対象となる無線システムのカバー領域が広域にわたる場合に、そのカバー領域内の一部の調査対象領域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電波伝搬特性推定システム及びその方法を得る求めるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０８８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１によれば、電波伝搬概況取得手段と、擬似送信源準備手段とを備える。広域の電波伝搬概況を推定した結果に基づいて、局所調査対象領域の周辺を取り囲むように一つ以上の擬似送信源の送信電力を決定し、擬似送信源を新たな送信源として、局所調査対象領域に対してレイトレーシング計算を行うことで、調査対象領域内の電波伝搬を推定する方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、擬似送信源からのレイの放射は、実際の送信源からのレイの方向とは大きく異なる方向となるものが多数を占めるため、実際の送信源からの電波の浸透状態を精度よく推定することは困難である。また、屋内の送信源から屋外への伝搬を推定することも擬似送信源からの再放射を行うことでは不可能である。また、局所調査対象領域が複数存在する場合にも、電波伝搬概況を推定する場合には、すべてのモデルが計算対象となるため、レイトレース計算が大規模化し、計算困難となってしまう。
【０００９】
本発明の目的は、電波伝搬解析対象となるモデルが、全体解析空間内の局所空間に点在している時に、レイトレース計算の大幅な計算量の増大を抑え、高精度に電波伝搬解析を可能とする電波伝搬解析装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は全体解析空間内の第１の無線アンテナから局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る幾何光学的に到達しうるレイを探索するための電波伝搬解析装置であって、
全体解析空間内の概略形状データを記憶する第１のデータベースと、全体解析空間内に位置する局所解析空間内の詳細形状データを記憶する第２のデータベースと、
第１のデータベースの概略形状データから局所解析空間を内包する境界図形データを生成する境界図形入力処理手段と、第１の無線アンテナから生成した境界図形データが示す境界に至る全体解析空間内のレイを探索する境界レイ生成処理手段と、第２のデータベースを参照し、全体解析空間内のレイで定まる境界から局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る局所解析空間内のレイを探索する拡張レイ生成手段と、探索により求められた全体解析空間内のレイと局所解析空間内のレイを用いて、第１の無線アンテナから第２の無線アンテナに至る幾何光学的経路の電波伝搬を推定する電波伝搬推定処理手段を備え、
境界レイ生成処理手段は、送信側に定義されたアンテナと境界の複数の送信情報と受信側に定義されたアンテナと境界の複数の受信情報を、その存在空間の情報と共に得、送信情報と受信情報の組み合わせから全体解析空間内のレイを定めるとともに、組み合わせによるレイの取得は送信情報と受信情報が同一存在空間内にあり、かつ所定の終了条件を満たさない組み合わせに限定した処理を行う。
【００１１】
また上記課題を解決するために、本発明は全体解析空間内の第１の無線アンテナから局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る幾何光学的に到達しうるレイを探索するための電波伝搬解析方法であって、
全体解析空間内の概略形状データと、全体解析空間内に位置する局所解析空間内の詳細形状データとを備え、
概略形状データから局所解析空間を内包する境界図形データを生成し、第１の無線アンテナから生成した境界図形データが示す境界に至る全体解析空間内のレイを探索し、概略形状データを参照し、全体解析空間内のレイで定まる境界から局所解析空間内の第２の無線アンテナに至る局所解析空間内のレイを探索し、探索により求められた全体解析空間内のレイと局所解析空間内のレイを用いて、第１の無線アンテナから第２の無線アンテナに至る幾何光学的経路の電波伝搬を推定するとともに、
全体解析空間内のレイを探索するにあたり、送信側に定義されたアンテナと境界の複数の送信情報と受信側に定義されたアンテナと境界の複数の受信情報を、その存在空間の情報と共に得、送信情報と受信情報の組み合わせから全体解析空間内のレイを定めるとともに、組み合わせによるレイの取得は送信情報と受信情報が同一存在空間内にあり、かつ所定の終了条件を満たさない組み合わせに限定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、広域のレイトレース計算では、局所的な構造データを含まない建物外形データのみを用いた解析を行い、この解析結果を用いて、局所構造データのみのレイトレースを行うことで、レイトレース計算時間を大幅に削減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電波伝搬解析装置が備えるデータとこれを使用した処理手順例を示した図。
【図２】処理手順を計算機で実現する場合の、電波伝搬解析装置のハード構成の一例を示す図。
【図３】全体解析空間データＤ１の対象とした東京都心の対象地区の例を示す図。
【図４】局所解析空間データＤ３の対象とした所定階Ｆの構成例を示す図。
【図５】座標で表現された３次元構造情報を保持する局所解析空間データＤ３のデータテーブルの一例を示す図。
【図６】座標で表現された３次元構造情報を保持する全体解析空間データＤ１のデータテーブルの一例を示す図。
【図７】境界図形入力処理手段１０１の処理で求められた境界図形データＤ２を保持するテーブルの例を示す図。
【図８】基地局アンテナＢＳの配置を表すテーブルを示す図。
【図９】端末局アンテナＢＳの配置を表すテーブルを示す図。
【図１０】送信グループを纏めたテーブルＴＢＳを示す図。
【図１１】受信グループを纏めたテーブルＴＢＲを示す図。
【図１２】境界レイ生成手段１０２における処理フローを示す図。
【図１３】図１２の処理ステップＳ８０６におけるレイトレース計算の内容を示す図。
【図１４】イメージ法による境界レイの事例を示す図。
【図１５】境界上に定義された仮受信点Ｒｐの一例を示す図。
【図１６】抽出されたレイＢｒの例を示す図。
【図１７】データベースＤＢ５に蓄積された拡張レイデータＤ５の中間生成物の一例を示す図。
【図１８】イメージ法の場合における拡張レイ生成の変形実施例を示す図。
【図１９】ラウンチング法の場合における拡張レイ生成の変形実施例を示す図。
【図２０】ラウンチング法による境界レイの事例を示す図。
【図２１】受信経路の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本実施例の電波伝搬解析装置１００が備えるデータと当該データを使用した処理手順例を示した図である。図１の電波伝搬解析装置１００における電波伝搬の解析に使用する各種のデータはデータベースＤＢに蓄積されている。このうち、ＤＢ１は全体解析空間データＤ１のデータベース、ＤＢ２は境界図形データＤ２のデータベース、ＤＢ３は局所解析空間データＤ３のデータベース、ＤＢ４は境界レイＤ４のデータベース、ＤＢ５は拡張レイＤ５のデータベース、ＤＢ６は電波伝搬状態データＤ６のデータベースをそれぞれ示している。
【００１６】
また図１において境界図形入力処理手段１０１は、全体解析空間データＤ１のデータベースＤＢ１から、以後の解析で使用する境界図形のデータＤ２を取り込んで、境界図形データＤ２のデータベースＤＢ２に保管する。境界レイ生成処理手段１０２では、データベースＤＢ２から境界図形データＤ２を取り出して境界レイデータＤ４を生成し、境界レイデータＤ４のデータベースＤＢ４に保管する。
【００１７】
拡張レイ生成処理手段１０３は、データベースＤＢ４に保管された境界レイデータＤ４とデータベースＤＢ３に保管された局所解析空間データＤ３から拡張レイを生成し、拡張レイデータＤ５のデータベースＤＢ５に保管する。また電波伝搬推定処理手段１０４は、拡張レイデータＤ５を用いて電波伝搬状態を推定して電波伝搬状態データＤ５のデータベースＤＢ５に保管する。表示処理手段１０５には、最終的に決定された電波伝搬状態を含め、処理過程での各種のデータや加工データが適宜の形式で表示される。
【００１８】
図２は、図１の処理手順を計算機で実現する場合の、電波伝搬解析装置のハード構成の一例を示している。図２の電波伝搬解析装置１００において、制御部ＣＰＵは、コンピュータのＣＰＵ等である。制御部ＣＰＵでは、図１の境界図形入力処理手段１０１、境界レイ生成処理手段１０２、拡張レイ生成処理手段１０３、電波伝搬推定処理手段１０４の各処理プログラムを実行する。
【００１９】
ＤＰは表示部であり、液晶ディスプレイ等のモニタ装置である。入力データの内容の表示、解析結果の表示等を行う。図１の表示処理手段１０５が表示部ＤＰに相当する。
【００２０】
ＩＮは入力部であり、マウスやキーボード等である。ＲＡＭはメモリ部であり、解析に用いる一時的な情報を保持するＤＲＡＭメモリ等である。
【００２１】
Ｍは記憶部であり、入力データや、解析の中間データ、解析結果、制御部ＣＰＵで実行する各処理プログラム等を保持するＨＤＤ等の記憶装置である。図１の各種データＤを保管するデータベースＤＢも記憶部ＤＢ内に形成されている。Ｂｕｓはデータバス線を表し、演算部ＣＰＵ、表示部ＤＰ、入力部ＩＮ、メモリ部ＲＡＭ、記憶部Ｍの各部を接続し、データの入出力を行う。データバス線Ｂｕｓはバス線に限らず、有線／無線のネットワークで接続されていてもよい。
【００２２】
図１の一連の処理では、全体解析空間データＤ１をデータベースＤＢ１に、また局所解析空間データＤ３をデータベースＤＢ３に予め準備して保管しており、他のデータベースＤＢ２、ＤＢ４、ＤＢ５、ＤＢ６の記憶内容は、データＤ１、Ｄ３をもとに作成され派生した二次データを含んでいる。
【００２３】
このため以下の説明を容易にするために、全体解析空間データＤ１と局所解析空間データＤ３の概念を具体事例に沿って予め明確にしておく。これらのデータの概念を簡単な例で説明すると、全体解析空間データＤ１は例えば東京都心のビル群やその周囲地形、基地局アンテナ位置などの情報であり、局所解析空間データＤ３は東京都心の当該地区に新たに建設を計画し、あるいは建設されたビルディングの内部構造の情報である。これらはいずれも一般には３次元図形情報として準備されている。
【００２４】
図３には、東京都心の対象地区の例を示している。当該対象地区には、複数のビル等が建設されている。ここでは各ビルをＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、・・・ＢＭで表している。図３に例示した対象地区は、全体解析空間データＤ１のデータベースＤＢ１内では、図４のように表現されて記憶されている。
【００２５】
図４では、対象地区の各ビルを、名称データＤ１０１、個別名称データＤ１０２、図形定義データＤ１０３、材料特性データＤ１０４で定義している。このうち名称データＤ１０１は図３の各ビル（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、・・・ＢＭ）を表し、個別名称データＤ１０２は各ビルに付された名称を表している。
【００２６】
このように名称データＤ１０１は、全体解析空間データ内で、各構造物を識別するためのＩＤ情報であり、局所解析空間データとの関連付けのためにも用いる。具体的には、名称データＤ１０１として図３で示した東京都心の対象地区内の建造物（ビルディング）Ｂ１からＢＭを挙げている。また、一つの名称データＤ１０１に対して、形状定義データＤ１０２を一つ以上保持することが可能である。各形状定義データは、当該建造物（例えばＢ１）が複数建造物の集合として構成されている時に、各建造物の形状を識別している。あるいは建造物が複数の素材で構成される場合に、素材部分ごとに形状定義データＤ１０２を一つ以上保持（例えば低層階と高層階で素材が相違する場合にそれぞれの部分に異なる形状定義データＤ１０２を設定）するのがよい。
【００２７】
図形定義データＤ１０３は、各ビルの大きさや形を定義したものであり、ビル形状種別を直方体とした時、その始点と終点で定まる三次元図形表記したものである。
【００２８】
例えば建造物Ｂ１のＢｏｄｙ１と定義されたビルディングについて、この建物は始点の座標が（０、０、０）、終点の座標が（５５、６０、２５）とされた縦５５（ｍ）、横６０（ｍ）、高さ２５（ｍ）の建造物である。また建造物Ｂ２のＢｏｄｙ２と定義されたビルディングについて、この建物は始点の座標が（８０、０、０）、終点の座標が（１３０、５０、５０）とされた縦５０（ｍ）、横５０（ｍ）、高さ５（ｍ）の建造物である。
【００２９】
材料特性データＤ１０４は、名称Ｄ１０１、個別名称Ｄ１０２ごとに設定された建造物の素材に関わる情報であり、この建造物の素材を比誘電率、比透磁率、導電率などの指標で定義している。これらの指標は、電波の透過、反射、減衰といった電波伝搬の特性に影響するものである。
【００３０】
材料特性データＤ１０４によれば建造物Ｂ１は、比誘電率（１．０）、比透磁率（１．０）、導電率（１．００Ｅ＋０７）といった値で定義されている。また材料特性データＤ１０４によれば建造物Ｂ２は、比誘電率（６．７）、比透磁率（１．０）、導電率（０．０４）といった値で定義されている。
【００３１】
なお図４には図示していないが、全体解析空間データＤ１のデータベースＤＢ１内には、当該対象地区の地形データ及び基地局アンテナ位置データ等も備え、これらが３次元図形データ例として表現されている。図３に示した東京都心の対象地区の例では、ビルＢＭの屋上に基地局アンテナＢＳ１、ビルＢ６の３階に基地局アンテナＢＳ２を備えている。
【００３２】
図３の東京都心の対象地区の例では、点線Ａで囲った部分が全体解析空間データＤ１のデータベースＤＢ１における収納範囲を表している。これに対し局所解析空間データＤ３のデータベースＤＢ３は、図３の点線ＡＢ１、ＡＢ２で囲った個別の部分（局所解析空間）を収納の範囲としている。例えば点線ＡＢ１で囲った個別の部分はビルＢ５の８階部分であり、点線ＡＢ２で囲った個別の部分はビルＢ６の３階部分である。なお以後の説明事例では、局所解析空間として上記２か所の他にビルＢ６の８階部分を想定している。
【００３３】
図５は局所解析空間の対象である階の具体的な事例を示している。図５の事例の所定階Ｆは、例えばビルＢ５の８階であり、当該所定階を形成する床ＦＲ、壁Ｗ、柱Ｐなどの構造物や、床上に設置されるキャビネットＭなどの各種機器で構成されている。
【００３４】
図６は、図５の所定階を座標で表現した３次元構造情報を保持する局所解析空間データＤ３のデータテーブルの一例である。図６に示す局所解析空間データＤ３のデータテーブルは、構造物のグループ名称Ｄ３０１、個別名称Ｄ３０２、３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）Ｄ３０３、形状種別Ｄ３０４および材料特性Ｄ３０５の情報として記憶されている。
【００３５】
この場合に構造物のグループ名称Ｄ３０１としては、図３のビルの所定階を記述している。図６では、グループ名称Ｄ３０１としてビルＢ５の８階を意味するＢ５−８Ｆと、ビルＢＭの３階を意味するＢＭ−３Ｆが記述されている。
【００３６】
個別名称Ｄ３０２には、所定階に付属する（所定階を構成する）構造物や機器として、壁Ｗ１、Ｗ２、柱Ｐ１、Ｐ２、キャビネットＭが例示されている。これらの構造物や機器の配置位置や大きさは、図５の所定階において、原点を基準とした３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表現されている。
【００３７】
３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）Ｄ３０３には、壁、柱などの、形状が立方体の構造物について、対角の２点の座標位置を特定する形で３次元構造情報が表現されている。例えば、図５の壁Ｗ１は、始点の座標が（０、０、１２）にあり、終点を（１６、０．５、１８）とする長さ１６（ｍ）、厚さ０．５（ｍ）、高さ６（ｍ）の立方体構造である。同様に柱Ｐ１は、始点の座標が（０、０、１２）にあり、終点を（１、１、１８）とする長さ１（ｍ）、厚さ１（ｍ）、高さ６（ｍ）の立方体構造である。
【００３８】
またこれら個別名称Ｄ３０２に記載の構造物や機器の材料特性が、Ｄ３０５の欄に記載されている。例えば壁Ｗ１を構成する材料の特性値として、Ｄ３０５の欄の材料特性では、比誘電率（６．７）、比透磁率（１．０）、導電率（０．０４）［Ｓ／ｍ］といった値が指標として示されている。これらの材料特性値（指標）は、電波の反射率・透過率・損失等を表す特性値が明らかとなる情報であれば、これらのパラメータに限らない。
【００３９】
このように、所定階の床ＦＲ、壁Ｗ、柱Ｐなどの構造物や床上に設置されるキャビネットＭなどの各種機器は、電波伝搬解析を行う際の電波の伝搬（反射、吸収、透過）に影響を与える部材であることから、データベースＤＢ３にはこれら材質の情報を含むものとする。なおこれら部材について、床ＦＲは鉄筋コンクリートや、金属などである。柱Ｐは、鉄筋コンクリート等が一般的である。キャビネットＭは、金属でできている。壁面Ｗ１およびＷ２はコンクリートである。
【００４０】
なお、図６には示していないが、３次元空間の座標変換用行列を持ち、解析に使用する際に座標変換を行った結果を用いてもよい。たとえば、アフィン変換行列は、３次元空間の平行移動、回転、拡大、縮小等を表現することが可能であり、同一形状の構造物のデータ量を少なく保持することが可能である。
【００４１】
これらのデータは、図２の入力部ＩＮのキーボードなどから作業者が手入力するものであっても良く、その他の装置に接続されてこれらの情報を自動的に得られるものであってもよい。例えばＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）に接続して、ＣＡＤ図面を３次元構造情報として利用してもよい。また、レーザーレンジスキャナ、３次元認識カメラなどに接続して、空間情報の入力装置として利用することも可能である。
【００４２】
図１に戻り、境界図形入力処理手段１０１では、全体解析空間データＤ１から境界図形データを得ている。ここで境界図形データとは、局所解析空間の外形を定義したものである。図３において、局所解析空間の例として取り上げたビルＢ５の８階（Ｂ５−８Ｆ）を取り上げてみると、境界図形とはこの所定階の４側面、上面（天井面）、下面（床面）の６面を意味している。図３では境界図形を「Ｂｏｕｎｄ」と表記している。ビルＢＭの３階（ＢＭ−３Ｆ）の例では壁面構造が複雑であるため、側面数はより多数である。いずれにせよ境界図形は、壁や天井、床といった所定階の周囲面の形状を意味している。
【００４３】
境界図形入力処理手段１０１の処理では、あらかじめ局所解析空間の対象として指定された所定階Ｆについて、その壁や天井、床の形状を計算により求めたものである。この計算のために、図４の全体解析空間データＤ１の３次元図形定義情報が利用される。
【００４４】
図７は、境界図形入力処理手段１０１の処理で求められた境界図形データＤ２を保持するテーブルの例を示す図である。境界図形データＤ２では、壁や天井、床の形状を表す境界図形の図形ごとに、これを構成する形状の種別データや、種別ごとに３次元空間内の位置、大きさ等を指定するための座標データや、各図形を識別するための個別名称データ等から構成されている。図７は、形状種別が平面で、始点座標と終点座標を対角線とする平面形状で構成される例である。なお例に示した平面図形に限らず、任意の３次元形状により定義することが可能である。
【００４５】
境界図形データＤ２のテーブルは、空間定義情報部分と図形定義情報部分で形成されている。このうち空間定義情報部分は、少なくとも名称データＤ２０１、全体解析空間リンクデータＤ２０２、局所空間リンクデータＤ２０３から構成される。
【００４６】
空間定義情報部分のうち、名称データＤ２０１は、一つ以上の図形定義データを識別するＩＤデータである。例えば図３の局所解析空間の対象である所定階を単位として特有のＩＤを付したものとされる。図７の名称データＤ２０１の記載例では、Ｂｏｕｎｄ１、Ｂｏｕｎｄ２のように記載されており、これらは局所解析空間の対象である所定階ごとに設定されている。
【００４７】
空間定義情報部分のうち、全体解析空間リンクデータＤ２０２は、図４の全体解析空間データＤ１のデータベースＤＢ１内に定義された構造物データと関連づけを行うために用いている。例えばＢＭと記述することにより、全体解析空間データベースＤＢ１内の名称データＤ１０１を参照することで、対応する構造物情報（ＢＭ）とリンクすることが可能になる。
【００４８】
空間定義情報部分のうち、局所解析空間リンクデータＤ２０３は、図６の局所解析空間データＤ３のデータベースＤＢ３内に定義された構造物データとの関連付けを行うために用いる。例えばＢＭ−３Ｆと記述することにより、局所解析空間データベースＤＢ１内の名称データＤ３０１を参照することで、対応する構造物情報（ＢＭ−３Ｆ）とリンクすることが可能になる。
【００４９】
この空間定義情報部分の記述によれば、たとえば、Ｄ２０１の１つのデータである「Ｂｏｕｎｄ１」は、全体解析空間リンクＤ２０２によれば、「ＢＭ」という名称データにより定義された建物と、局所解析空間リンクＤ２０３により、「ＢＭ−３Ｆ」という名称データが付されて定義された屋内構造物データとを関連づける所定階周囲面の形状を表す境界図形の形状データであることを示している。
【００５０】
なお本実施例では、説明を簡単に行うために、名称データにより関連付けを行う形で説明したが、それぞれ、全体解析空間内での各３次元空間座標値に基づき、関連付けを行ってもよい。すなわち、同一空間に存在する全体解析空間データ、局所解析空間データ、境界図形データを検索し、それぞれ関連付けるようにすることも可能である。
【００５１】
次に図７の図形定義情報部分について説明する。まずこの部分の個別名称としてＤ２０４には、所定階周囲面である境界図形の名称を記述する。例えばＢＢ１は、所定階ＢＭ−３Ｆを形成する上下左右面のうち上面であり、ＢＢｎ１までで全ての境界面（所定階周囲面）に記号付与したものである。図形定義では、この平面の位置と大きさを３次元表記している。この部分の情報は、境界図形データ入力処理手段１０１により形成されたものを保持している。なお境界図形データは、キーボードや外部データ入力装置等により実装され、作業者が入力したり、ＣＡＤ装置等を用いて作成したデータを変換して入力したりすることも可能である。
【００５２】
図３の東京都心の対象地区にはアンテナとして、基地局アンテナＢＳ及び端末アンテナＳＴが敷設されている。これに対し、図４の全体解析空間データベースＤＢ１、図７の局所解析空間データベースＤＢ３にはアンテナの情報を例示していないが、これらについては図８、図９のような形式でデータベース（ＤＢ１、ＤＢ３）内に保持されている。
【００５３】
図８は、基地局アンテナＢＳの配置を表すテーブルを示す図である。このテーブルは、基地局アンテナと、その配置位置と、角度の各情報により、基地局アンテナＢＳの配置情報を保持している。
【００５４】
このうち基地局アンテナの情報は、基地局アンテナの名称（Ｄ６０１）、アンテナの種別（Ｄ６０２）、アンテナに給電される給電電力（Ｄ６０３）で定義されている。名称Ｄ６０１には、図３の東京都心の対象地区の基地局アンテナとして、ビルＢＭ屋上の基地局アンテナＢＳ１と、ビルＢ６の３階の基地局アンテナＢＳ２が記載されている。種別Ｄ６０２には、ＢＳ１がダイポールアンテナ、ＢＳ２が平面アンテナであることが記載され、給電電力（Ｄ６０３）によればそれぞれ給電電力は１３である。これにより、アンテナの放射指向特性やアンテナゲイン等が表示されている。
【００５５】
配置情報としては、アンテナの存在空間（Ｄ６０４）の情報と、アンテナが配置される場所（３次元座標：Ｄ６０５）の情報を備える。存在空間データＤ６０４は、基地局アンテナＢＳがどの空間に存在するかを表しており、図３の東京都心の対象地区の例では、基地局アンテナＢＳ１は、全体解析空間に存在し、基地局アンテナＢＳ２は「Ｂｏｕｎｄ１」で特定される局所解析空間内に存在することを示している。なお、存在空間データＤ６０４は、作業者が予め入力するか、３次元座標値から、どの空間内に存在するかを判定することにより特定することができる。
【００５６】
角度の情報Ｄ６０６は、基地局アンテナＢＳがどのような角度で配置されるかを記載しており、チルト角、アジマス角で表した例を示している。チルト角により水平面から上下への回転角度を表し、アジマス角により水平面内の回転角を表す。これにより基地局アンテナＢＳから放射される電波の方向と強度が算出可能となる。
【００５７】
同様にして図９には、端末アンテナＳＴの配置を示すテーブルが準備されている。このテーブルは、端末アンテナと、その配置の各情報により、端末アンテナＳＴの配置情報を保持している。
【００５８】
このうち端末アンテナの情報は、端末アンテナの名称（Ｄ７０１）、アンテナの種別（Ｄ７０２）で定義されている。名称Ｄ７０１には、図３の東京都心の対象地区の端末アンテナとして、ＳＴ１からＳＴ４が記載されている。端末アンテナＳＴ１はビルＢＭとＢ４の間に敷設され、端末アンテナＳＴ２はビルＢＭの３階、端末アンテナビルＢ５の８階に設けられている。アンテナの種類Ｄ７０２は、モノポールアンテナとされている。
【００５９】
また配置の情報は、存在空間の情報Ｄ７０３と端末アンテナが配置される場所Ｄ７０４で構成され、場所について３次元座標で示している。ここでＤ７０３の存在空間の情報は、端末アンテナＳＴがどの空間に存在するかを表している。図３の東京都心の対象地区の端末アンテナ配置によれば、ビルＢＭとＢ４の間に敷設された端末アンテナＳＴ１は、全体解析空間に存在している。また所定階内に配置された端末アンテナＳＴ２、ＳＴ３はそれぞれ「Ｂｏｕｎｄ１」「Ｂｏｕｎｄ２」で特定される局所解析空間内に存在することを示している。なお、存在空間データＤ７０４は、作業者が予め入力するか、３次元座標値から、どの空間内に存在するかを判定することにより特定する。このほか、基地局アンテナＢＳと同様に、端末アンテナＳＴの設置角度や給電電力等を指定してもよい。
【００６０】
図３の東京都心の対象地区に配置された各種のアンテナは、基地局アンテナＢＳを主体に構成される送信グループと、端末アンテナＳＴを主体に構成される受信グループに分けて整理される。またこの整理の場合に、送信と受信の間に介在する境界（所定階周囲面、境界面）についても、送信、受信グループに含めておく。
【００６１】
図１０は、送信グループを纏めたテーブルＴＢＳを示す図である。送信グループテーブルＴＢＳは、送信ＩＤ（Ｄ１００１）と、種別（Ｄ１００２）と、名称（Ｄ１００３）で構成されている。送信ＩＤは、識別用に適宜固有の番号や記号を指定したものであり、種別（Ｄ１００２）にはアンテナあるいは境界（空間定義名称）が記述される。名称（Ｄ１００３）には、アンテナとして基地局アンテナＢＳが記述され、境界としては電波伝搬解析の対象となる構造物である所定階周囲面を定義する図形データＢｏｕｎｄが記述される。
【００６２】
図１１は、受信グループを纏めたテーブルＴＢＲを示す図である。受信グループテーブルＴＢＲは、送信ＩＤ（Ｄ１１０１）と、種別（Ｄ１１０２）と、名称（Ｄ１１０３）で構成されている。受信ＩＤは、識別用に適宜固有の番号や記号を指定したものであり、種別（Ｄ１１０２）にはアンテナあるいは境界（空間定義名称）が記述される。名称（Ｄ１１０３）には、アンテナとして端末アンテナＳＴが記述され、境界としては電波伝搬解析の対象となる構造物である所定階周囲面を定義する図形データＢｏｕｎｄが記述されている。なお受信グループテーブルＴＢＲには、受信アンテナもしくは、境界図形のほかに、境界図形における受信レイ情報を登録することもできる。
【００６３】
以上説明したように、図３は、東京都心の対象地区の例を示したものであるが、ここに存在するビル、ビル内の所定階に存在する構造物や機器、各種アンテナなどについて、データベースが予め準備され、あるいは準備されたデータから派生したデータがデータベースに記憶されている。これらは、図４の全体解析空間データ、図３の局所解析空間データ、さらに派生した図７の境界図形データ、図８の基地局アンテナデータ、図９の端末アンテナデータなどである。これらのデータは、互いにリンクされて利用されている。
【００６４】
図１２は、図１の境界レイ生成手段１０２における処理フローを示す図である。処理ステップＳ８０１は、処理開始を表す。
【００６５】
処理ステップＳ８０２では、図１０の送信グループテーブルＴＢＳに保持される送信グループ要素ＳＧｉについて、処理ステップＳ８１１までの処理を行う繰り返しループの開始を示す。なお送信グループ要素ＳＧｉは、図１０の送信ＩＤに記載の要素のことである。従って、例えば最初に送信ＩＤがＳ１の要素について処理を行い、順次要素Ｓ５までの処理を実行する。
【００６６】
処理ステップＳ８０３では、図１１の受信グループテーブルＴＢＲに保持される受信グループ要素ＲＧｊについて、処理ステップＳ８１１までの処理を行う繰り返しループの開始を示す。なお受信グループ要素ＲＧｊは、図１１の受信ＩＤに記載の要素のことである。従って、例えば最初に送信ＩＤがＲ１の要素について処理を行い、順次要素Ｒ５までの処理を実行する。
【００６７】
処理ステップＳ８０２における送信グループテーブルＴＢＳに保持される送信グループ要素ＳＧｉの要素指定と、処理ステップＳ８０３における受信グループテーブルＴＢＲに保持される受信グループ要素ＲＧｊの要素指定により、以降の処理ステップにおける処理は以下のように実施されることになる。
【００６８】
つまり最初に送信グループ要素ＳＧｉの要素指定により送信グループ要素Ｓ１を選択し、受信グループ要素ＲＧｊの要素指定により受信グループ要素Ｒ１を選択し、この組み合わせにおける送受信状況が判断される。その後、送信グループ要素Ｓ１と受信グループ要素Ｒ２を選択してこの組み合わせにおける送受信状況が判断され、以後送信グループ要素Ｓ１に対する受信グループ要素Ｒ７までの組み合わせにおける状況判断が順次実行される。送信グループ要素Ｓ１に対する全ての受信グループ要素ＲＧｊの処理が完了すると、送信グループ要素Ｓ１を送信グループ要素Ｓ２に変更して同様に全ての組み合わせが実行される。最終的に送信グループ要素Ｓ５の時の全ての受信グループ要素ＲＧｊの処理が完了するまで実施されることになる。図１０、図１１の例では送信グループ要素ＳＧｉの５送信グループ要素と、受信グループ要素ＲＧｊの７受信グループ要素による３５の組み合わせが実行されることになる。
【００６９】
処理ステップＳ８０４では、受信グループ要素ＲＧｊが、送信グループ要素ＳＧｉと同じ存在空間にあるか否かを判断する。図１０の送信グループテーブルＴＢＳの名称Ｄ１００３、および図１１の受信グループテーブルＴＢＲの名称Ｄ１１０３から、図８のＤ６０４及び図９のＤ７０３に記述された存在空間を比較し、異なる場合は、処理ステップＳ８１０へ進み、同じ存在空間内であれば、処理ステップＳ８０５に進む。
【００７０】
例えば図１０で最初に選択した送信グループ要素Ｓ１の名称Ｄ１００３は基地局アンテナＢＳ１、これに対する図８の基地局アンテナのテーブルの存在空間Ｄ６０４は全体空間である。他方、図１１で最初に選択した受信グループ要素Ｒ１の名称Ｄ１１０３は端末アンテナＳＴ１であり、これに対する図９の端末アンテナのテーブルの存在空間Ｄ７０３は全体空間である。従ってこの場合は処理ステップＳ８０５に進む。
【００７１】
例えば次の組み合わせとして、送信グループ要素Ｓ１と受信グループ要素Ｒ２についてみると、送信グループ要素Ｓ１の存在空間Ｄ６０４は全体空間である。他方、受信グループ要素Ｒ２の名称Ｄ１１０３の端末アンテナＳＴ２に対する図９の端末アンテナのテーブルの存在空間Ｄ７０３はＢｏｕｎｄ１である。従ってこの場合は処理ステップＳ８１０に進むことになる。
【００７２】
処理ステップＳ８０４の処理により存在空間が同一か否かを判断し、否の場合には処理ステップＳ８１０へ進んで、ループ終了するまで受信グループ要素ＲＧｊを変更し、変更後の組み合わせによる存在空間の同一性を順次判断せしめる。そして、存在空間が同一の場合には、処理ステップＳ８０５へ進んでレイトレース計算を実行することになる。但しこの場合であっても、全ての場合にレイトレース計算を実行するわけではない。
【００７３】
処理ステップＳ８０５では、送信グループ要素ＳＧｉから受信グループ要素ＲＧｊへのトレースを行う際に、終了条件を満たすか否かを判定する。終了条件を満たす場合には、レイトレース計算を実行しない。ここでの終了条件は、送信グループ要素ＳＧｉおよび受信グループ要素ＲＧｊがいずれも境界条件である場合の繰り返し回数が、予め指定した回数を超える場合とする。終了条件を満たしていれば、処理ステップＳ８１０に進み、満たさなければ、処理ステップＳ８０６の処理をおこなう。
【００７４】
なおこの終了条件は、送信グループ要素ＳＧｉと受信グループ要素ＲＧｊの双方が境界条件である時の繰り返し回数を規定したものであるので、送信グループ要素ＳＧｉと受信グループ要素ＲＧｊのいずれかがアンテナである場合には、繰り返し回数の制限を受けない。このようにすることで、広域のレイトレース計算では、局所的な構造データを含まない建物外形データのみを用いた解析を行い、この解析結果を用いて、局所構造データのみのレイトレースを行うことで、レイトレース計算時間を大幅に削減することが可能である。
【００７５】
処理ステップＳ８０６は、送信グループ要素ＳＧｉから受信グループ要素ＲＧｊに対して、存在空間内でのレイトレース計算を行う処理を表す。本処理の詳細については、図１３に示した別フローにより説明する。
【００７６】
処理ステップＳ８０７では、図１１を参照して受信グループ要素ＲＧｊが受信アンテナであるか境界図形であるかを判断する。受信アンテナであれば、処理ステップＳ８０９に進み、境界図形であれば、処理ステップＳ８０８に進む。
【００７７】
処理ステップＳ８０８は、受信グループ要素ＲＧｊが境界図形の場合の処理を示し、レイトレース結果ＳＢ（送信グループ要素ＳＧｉ、受信グループ要素ＲＧｊ）を、境界図形における受信レイ情報として、次の送信グループに登録する処理を行う。
【００７８】
処理ステップＳ８０９は、受信グループ要素ＲＧｊが受信アンテナである場合の処理を示し、レイトレース結果ＳＲ（送信グループ要素ＳＧｉ、受信グループ要素ＲＧｊ）を受信アンテナにおける受信結果として出力する処理を示す。
【００７９】
処理ステップＳ８１０は、受信グループの受信グループ要素ＲＧｊに対するループの終了処理を示す。受信グループに含まれるすべての処理が終了すれば処理ステップＳ８１１に進み、残りの受信グループ要素ＲＧｊが存在すれば、処理ステップＳ８０３に戻る。
【００８０】
処理ステップＳ８１１は、受信グループの送信グループ要素ＳＧｊに対するループの終了処理を示す。受信グループに含まれるすべての処理が終了すれば処理ステップＳ８１２に進み、残りの受信グループ要素ＳＧｊが存在すれば、処理ステップＳ８０２に戻る。
【００８１】
処理ステップＳ８１２は、次の送信グループに送信グループ要素が登録されているかを判断する処理である。登録されていれば、処理ステップＳ８１３に進み、登録されていなければ、処理ステップＳ８１４に進む。
【００８２】
処理ステップＳ８１３は、次の送信グループＳＧＮに登録されている要素を、送信グループＳＧに置き換える処理を示す。また、ＳＧＮは要素数０の状態とする。
【００８３】
処理ステップＳ８１４は、処理の終了を示す。
【００８４】
以上のようにすることで、広域のレイトレース計算（図１の境界レイ生成処理手段１０２）では、局所的な構造データを含まない建物外形データのみを用いた解析を行い、さらにその後にこの解析結果を用いて、局所構造データのみのレイトレースを行うことで、レイトレース計算時間を大幅に削減することが可能である。
【００８５】
図１３は実質的なレイトレース計算の内容を示している。図１２の処理ステップＳ８０６におけるレイトレース計算をイメージ法により行う処理を表している。ここでは図１３の説明に入る前にイメージ法について図１４、図１５を用いて説明する。
【００８６】
図１４は、イメージ法による境界レイの事例を示している。図１４には、全体解析空間内に存在するビルＢ（Ｂ１からＢ１０、ＢＭ）が平面的に例示されており、基地局ＢＳ１を備えたビルＢＭから受信側のビルＢ５の８階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１、Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２に至るルート（パスＰ）を示している。
【００８７】
この事例によれば、パスＰ１は、基地局ＢＳ１から受信ビルＢ５、３階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１に直接到達する直接ルート、パスＰ２は、基地局ＢＳ１からビルＢ１０、ビルＢ２の境界での反射を経て受信ビルＢ５、８階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１に到達する反射ルート、パスＰ３は、基地局ＢＳ１からビルＢ３、ビルＢ５の境界での反射を経て受信ビルＢ５、８階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１に到達する反射ルートである。パスＰ４もパスＰ３と同じ経路での反射ルートであるが、受信ビルＢ５、８階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２に到達する点で相違している。境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１に到達するパスを実線で、境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２に到達するパスを点線で示している。なお、図１４は、上面図を示しているが、実際には３次元表記として把握されている。
【００８８】
このイメージ法の場合には、境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１、Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２上に仮受信点Ｒｐを１点以上定義しておき、仮受信点に至るパスＰをレイＢｒとして計算する。なおレイトレース計算について、イメージ法以外にラウンチング法により行うことも可能であり、ラウンチング法の場合には、基地局ＢＳ１から境界面Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１、Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２のいずれかの箇所まで届いたものをレイＢｒとして表す。
【００８９】
図１５は、境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１、Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２上に定義された仮受信点Ｒｐの一例を示しており、ビルＢ５の３階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１に１点（Ｒｐ１）、Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２に２点（Ｒｐ２、Ｒｐ３）、ＢｏｕｎｄＢ１−Ｂｎに１点（Ｒｐｍ）を設定したものとする。ここで仮受信点Ｒｐは、境界図形データを構成する各図形上の点であり、イメージ法によって計算する場合の受信点として取り扱う。仮受信点Ｒｐの配置は、図形の重心位置や、予め指定する間隔でメッシュ状に配置することが可能である。また局所空間解析データにおける窓などの開口部に当たる箇所に仮受信点Ｒｐを配置することで、ドミナントなレイを効率よく抽出することが可能である。
【００９０】
図１６は、抽出されたレイＢｒの例を示した図であり、基地局ＢＳ１から受信ビルＢ５、３階の境界Ｂｏｕｎｄ１に届く境界レイＢｒ１、Ｂｒ２、Ｂｒ３を示している。この境界レイＢｒ１、Ｂｒ２、Ｂｒ３は、図１４のパスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４から抽出されたデータであり、受信ビルＢ５、３階の境界Ｂｏｕｎｄ１の各境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１、Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２・・Ｂｏｕｎｄ１−Ｂｍのいずれかに届くレイＢｒであって、同じ経路をたどるレイＢｒは、一つの境界レイとしている。
【００９１】
このようにして求められた境界レイＢｒの情報には、仮受信点Ｒｐに届いた同一経路の基地局ＢＳ１からのレイについての放射角度（θ、φ）の平均値を保持する。また分散（σ２）の算出法としては、例えば到来する各仮受信点Ｒｐの存在する境界図形に対する到来方向に対する投影面積の平均値Ｒに対して、分散（σ２）がπＲ２となる値を分散（σ２）として算出し、境界レイデータとして保持する。
【００９２】
なお、レイを判断するに当たり、途中の経路回数で制限することが有効である。例えば図１６の場合にレイＢｒ２，Ｂｒ３は２度の反射を経ているが、例えば４回以上の反射を経験したレイの場合には不採用とするなどの処置が有効である。この対応は、局所空間内に生成されたレイを採用する場合にも同様に扱うことができる。これらの制限回数は別途入力しておくのがよい。
【００９３】
図１３に戻り、図１２の処理ステップＳ８０６におけるレイトレース計算をイメージ法により行う処理を具体的に説明する。ここでは、イメージ法により送信グループ要素ＳＧｉから受信グループ要素ＲＧｊへのレイトレース計算を行う。
【００９４】
図１３の処理ステップＳ１２０１は処理の開始を示す。
【００９５】
処理ステップＳ１２０２では、受信点リストＲＬを初期化し、受信グループ要素ＲＧｊにおける受信点ｒｊをすべて登録する処理を行う。具体的には図１１の種別（Ｄ１１０２）を参照して、受信グループ要素ＲＧｊが受信アンテナであれば、そのまま登録可能である。図１１の種別（Ｄ１１０２）を参照して、受信グループ要素ＲＧｊが境界図形である場合は、受信グループ要素ＲＧｊに含まれる各図形要素におけるサンプリング点を受信点リストに登録する。
【００９６】
処理ステップＳ１２０３は、追加経路探索リストＰＬを初期化する処理を表す。リストを空にし、デフォルト経路である「直接波」を登録する。
【００９７】
処理ステップＳ１２０４は、送信グループ要素ＳＧｉが境界図形であるか否かを判断し、境界図形であれば、処理ステップＳ１２０５に進み、そうでなければ、処理ステップＳ１２０６に進む。
【００９８】
処理ステップＳ１２０５は、送信グループ要素ＳＧｉが境界図形である場合に、境界図形の受信レイ情報に含まれる経路を、追加探索リストＰＬに追加登録を行う処理である。
【００９９】
処理ステップＳ１２０６は、経路探索リストＰＬの各要素ＰＬｋについて、処理ステップＳ１２０７から、処理ステップＳ１２１０までの処理を繰り返し行うループの開始を示す。
【０１００】
処理ステップＳ１２０７は、受信点リストＲＬの各要素ＲＬｌについて、処理ステップＳ１２０８から、処理ステップＳ１２０９までの処理を繰り返し行うループの開始を示す。
【０１０１】
処理ステップＳ１２０８は、送信グループ要素ＳＧｉおよび受信グループ要素ＲＧｊの存在空間内の構造物を対象として、追加探索経路ＰＬｋに追加可能な経由点を追加探索する処理を行う。これにより、送信グループ要素ＳＧｉからＰＬｋに経由点を追加してＲＬｌへ到達する追加経路のリストＳＲＬ（ＳＧｉ、ＲＬｌ）が得られる。
【０１０２】
処理ステップＳ１２０９は、追加探索経路ＰＬｋについてのループ処理の終了を示す。処理ステップＳ１２１０は、受信点リストＲＬのＲＬｌについてのループ処理の終了を示す。
【０１０３】
処理ステップＳ１２１１は、受信グループ要素ＲＧｊが境界図形か否かを判断する処理ステップＳである。境界図形であれば、処理ステップＳ１２１２の処理を行い、そうでなければ処理ステップＳ１２１３に進む。
【０１０４】
処理ステップＳ１２１２は、境界図形ＲＧｊにおける受信レイ情報に対し、同一の経路順で届いた受信レイ情報を一つに統一する処理である。これにより、次の送信グループ二登録する際に、重複した経路を探索する必要がない。
【０１０５】
以上のようにすることにより、境界レイ生成処理手段１０２における広域のレイトレース計算では、局所的な構造データを含まない建物外形データのみを用いたレイトレース解析を行うことになり、レイトレース計算時間を大幅に削減することができる効果がある。
【０１０６】
図１に戻り、次の処理手段である拡張レイ生成処理手段１０３の処理内容について説明する。ここでの処理は、基本的には図１２、図１３の処理フローが条件を変更して実行されることになる。境界レイ生成処理手段１０２における広域のレイトレース計算では、基地局ＢＳ１から受信ビルＢ５、３階の境界Ｂｏｕｎｄ１に届く境界レイＢｒ１、Ｂｒ２、Ｂｒ３を計算しているが、拡張レイ生成処理手段１０３では、ビル内における局所のレイトレース計算を実行する。
【０１０７】
このため、拡張レイ生成処理手段１０３の処理には局所解析空間データＤ３のデータベースを参照する。そのうえで図１２の処理フローにおいて、送信グループテーブルＴＢＳに保持される送信グループ要素ＳＧｉを、受信ビルＢ５、３階の境界Ｂｏｕｎｄ１の情報に置き換える。さらに受信グループテーブルＴＢＲに保持される受信グループ要素ＲＧｊについて、これを局所空間内の端末アンテナＳＴ１あるいは３階の境界Ｂｏｕｎｄ１の情報に置き換える。この置き換えの対象となる処理ステップは、図１２のＳ８０２、Ｓ８０３、Ｓ８０６、Ｓ８１３などである。このようにして送受信の関係を局所空間内の関係に置き換えてから、図１２、図１３の処理を再実行する。
【０１０８】
境界例生成処理手段１０２と拡張レイ生成処理手段１０３による一連の処理により、最終的に基地局ＢＳ１から受信ビルＢ５、３階内の端末アンテナＳＴ１に到達するまでの経路がレイとして算出可能である。
【０１０９】
図１７は、広域及び局所における解析結果として、最終的に求められデータベースＤＢ５に蓄積された拡張レイデータＤ５の中間生成物の一例を示している。ここでＤ５０１は境界レイＩＤ、Ｄ５０２は送信ＩＤ、Ｄ５０３は受信境界領域、Ｄ５０４は受信境界図形、Ｄ５０６とＤ５０７は放射方向角度、Ｄ５０８は分散値をそれぞれ記憶している。
【０１１０】
以上のようにすることにより、境界レイ生成処理手段１０２における広域のレイトレース計算では、局所的な構造データを含まない建物外形データのみを用いたレイトレース解析を行うことになり、かつこの解析結果を用いて、拡張レイ生成処理手段１０３における局所構造データのみのレイトレースを行うことで、レイトレース計算時間を大幅に削減することができる効果がある。
【０１１１】
図１８は、イメージ法の場合における拡張レイ生成の変形実施例を示しており、図１２の一連の処理は、図１８のように実行されてもよい。まず図１８の最初の処理ステップＳ９０１は処理の開始を示す。
【０１１２】
処理ステップＳ９０２では、受信点リストＲＬおよび追加経路探索リストＰＬ（プレフィックスリスト）をクリアする。処理ステップＳ９０３では、受信グループ要素ＲＧｊに登録された受信点が境界図形か否かを判断し、境界図形である場合には処理ステップＳ９０４に移り、受信点リストＲＬに受信グループ要素ＲＧｊに登録された各仮受信点（Ｒｐｋ）を追加する。境界図形でない場合には処理ステップＳ９０５に移り、受信点リストＲＬに受信グループ要素ＲＧｊの記載内容を追加する。
【０１１３】
処理ステップＳ９０６では、送信グループ要素ＳＧｉに登録された送信点が境界図形か否かを判断し、境界図形である場合には処理ステップＳ９０７に移り、追加経路探索リストＰＬ（プレフィックスリスト）に各境界レイを登録する。境界図形でない場合には処理ステップＳ９０８に移り、送信グループ要素ＳＧｉに登録された送信点ＳＧｉを追加経路探索リストＰＬ（プレフィックスリスト）に登録する。
【０１１４】
処理ステップＳ９０９では、追加経路探索リストＰＬ（プレフィックスリスト）について繰り返し処理を実行し、続いて処理ステップＳ９１０では、受信点リストＲＬについて繰り返し処理を実行する。これらで定まる組み合わせについて処理ステップＳ９１１では、追加経路探索リストＰＬ（プレフィックスリスト）の各要素ＰＬｋに存在空間内の物体を追加し、イメージ法経路候補ＰＣｋを作成する。
【０１１５】
処理ステップＳ９１２では、追加したイメージ法経路候補ＰＣｋと受信点リストＲＬの各要素ＲＬＩが存在するか判断し、存在する場合には処理ステップＳ９１３においてレイトレース結果ＳＢ（ＳＧｉ、ＲＧｊ）に経路を追加する。処理ステップＳ９１２、Ｓ９１３の処理後は、処理ステップＳ９１４において受信点リストＲＬの各要素ＲＬＩについて繰り返し処理を終了し、さらに処理ステップＳ９１５において追加経路探索リストＰＬ（プレフィックスリスト）の各要素ＰＬｋについて繰り返し処理を終了する。
【０１１６】
図１９は、ラウンチング法の場合における拡張レイ生成の変形実施例を示している。図１２の一連の処理は、図１８のように実行されてもよい。図１９の処理を図１８のイメージ法での処理と比較すると、処理ステップＳ９００のみ相違している。処理ステップＳ９００では、追加経路探索リストＰＬ（プレフィックスリスト）の各要素ＰＬｋについて、その放射方向角度（θ、φ）に分散（σ２）の範囲に新たにレイを生成し、存在空間内にラウンチングを実施する。
【０１１７】
図２０はラウンチング法による境界レイの事例を示している。ここではビルなどの配置条件は図１４と同じであり、パスＰ３の例を示している。ラウンチング法では、送信点である基地局アンテナＢＳ１から、等間隔の放射角度密度でレイを放射することから、同一経路のパスＰが、境界図形の異なる地点に複数届く可能性がある。パスＰ３とパスＰ３−１は、基地局ＢＳ１からビルＢ３、ビルＢ５の境界での反射を経て受信ビルＢ５、８階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ１の２点にそれぞれ届くルートである。同様ルートで受信ビルＢ５、８階の境界Ｂｏｕｎｄ１−Ｂ２に至るパスＰ４は、イメージ法と同様に、境界領域Ｂｏｕｎｄ１に届くパスとしては、同種と判断する。
境界面に届いた同一経路の基地局ＢＳ１からの放射角度（θ、φ）の平均値と、分散（σ２）を算出し、境界レイデータとして保持する。
【０１１８】
図１に戻り、電波伝搬推定処理手段１０４において、以上のようにして求めた伝搬経路に基づいて受信アンテナにおける受信状況を計算する。図２１は受信経路の一例を示すものであり、送信アンテナから回析点１、透過点１、反射点、透過点２、回析点２、受信アンテナに至る場合に、各部間の距離、送信アンテナゲインなどから受信アンテナゲインを求める様子を示している。なお具体的な算出式や考え方についてはリアライズ社発行の「電波伝搬ハンドブック」（ＩＳＢＮ４−８９８０８−０１２−Ｘ）に詳しく述べられているので、ここでの詳細説明は割愛する。
【符号の説明】
【０１１９】
１００：電波伝搬解析装置
１０１：境界図形入力処理手段
１０２；境界レイ生成処理手段
１０３：拡張レイ生成処理手段
１０４：電波伝搬推定処理手段
ＤＰ：表示手段
ＤＢ１：全体解析空間データデータベース
ＤＢ２：境界図形データデータベース
ＤＢ３：局所解析空間データデータベース
ＤＢ４：境界レイデータデータベース
ＤＢ５：電波伝搬状態データデータベース
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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