JPH0926450A - 電界強度計算装置 - Google Patents

電界強度計算装置

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JPH0926450A
JPH0926450A JP7177786A JP17778695A JPH0926450A JP H0926450 A JPH0926450 A JP H0926450A JP 7177786 A JP7177786 A JP 7177786A JP 17778695 A JP17778695 A JP 17778695A JP H0926450 A JPH0926450 A JP H0926450A
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ray
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Teruya Fujii
輝也 藤井
Tetsuro Imai
哲朗 今井
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NTT Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラウンチング法において、レイを重複して加
算することを避けることのできる電界強度計算装置を提
供することを目的とする。 【構成】 電波の波源から一定角度毎に放射された各レ
イが構造物を経由する経路履歴を求める手段と、前記波
源から放射された前記レイおよび前記構造物で分岐した
レイの中から、前記電波の受信点における所定の受信エ
リアを通過するレイを選択する選択手段と、当該選択手
段により選択されたレイの経路履歴と同一の経路履歴が
保存されていない場合に、当該レイの経路履歴を記録す
る経路履歴テーブルと、前記経路履歴テーブルに格納し
た前記経路履歴に基づいて各レイの前記受信点における
電界強度を算出する算出手段と、当該算出手段により算
出された全てのレイの電界強度を加算する手段とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信における
サービスエリア内の電界強度計算装置に関する。特に本
発明は、波源から放射された素波が構造物により反射、
透過、または回折して受信点に到達する場合の電界強度
を計算する電界強度計算装置に関する。
【0002】
【従来の技術】移動通信におけるサービスエリア内の電
界強度を計算する方法にレイトレース法がある。図1に
示すように、レイトレース法では送信点である波源BS
から放射された電波の素波(レイ)が、壁や柱等の構造
物40、42、44で反射、透過、または回折を繰り返
して受信点Pに到達する軌跡を追跡する。受信点に到達
した全てのレイの電力を加算することで電界強度を算出
する。送信点BSから受信点Pまでのレイの軌跡を求め
るには2つの方法がある。一つはイメージ法(image me
thod)であり、他方はラウンチング法(launching meth
od)である。
【0003】図2に、イメージ法による計算方法を示
す。イメージ法では送信点BSと受信点Pの間の反射
点、透過点を幾何学的に求める。イメージ法によると受
信点Pに到達するレイを正確に計算できる。しかし、送
信点と受信点間の反射面および回折点を決定するために
は、全ての構造物の反射面および回折点の全ての組み合
わせの中から受信点に到達するレイを捜索する必要があ
る。このため、構造物の反射面および回折点が増大した
場合は計算量が指数関数的に増大するという欠点があ
る。この点に関しては、例えば、高橋賢他:“イメージ
法を用いた電波伝搬シミュレーション”、電子情報通信
学会技術研究報告、RCS94-125(1994-11)に詳しく説明
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3に、ラウンチング
法による計算方法を示す。ラウチング法では、送信点B
Sから一定角度Δθ毎に離散的にレイを発射(launchin
g)させて、その軌跡を遂次追跡して、受信点Pに到達
するレイの電界強度を算出する。この方法ではイメージ
法のように全ての構造物の反射面および回折点の組み合
わせを求める必要がないので、計算量を抑えることがで
きる。しかし離散的な角度でレイを発射させるので、図
4に示すように、受信点Pに完全に一致するレイが求め
られる確率は小さい。
【0005】一方、図5に示すように、受信点Pの周り
に一定の受信エリアΔSを定義して、その受信エリアΔ
Sに到達するレイを受信点Pに到達したレイと見なすこ
ともできる。しかしこの方法では、受信点までの距離及
びレイを発射する角度ΔθおよびΔSの大きさにより、
受信エリアΔSに到達するレイの数が異なる。また、図
6(A)に1つのレイが受信エリアΔSに到達する例
を、また図6(B)に2つのレイが受信エリアΔSに到
達する例を示す。このように、受信エリアΔSに到達す
るレイの数は本来到達すべきレイの数と異なることがあ
るので、電界強度を正確に計算することができない。
【0006】さらに、図7に示すように、Δθが小さい
と同一経路のレイが受信エリアΔSに重複して到達す
る。このため、各レイを加算して得られた電界強度は実
際より高めになる。レイの重複を除外するために受信エ
リアΔSを小さくすると、本来到達すべきレイが到達し
ないので、各レイを加算して得られた電界強度は、実際
より低めに計算される。理論的には受信エリアΔSを計
算毎に適切に変更する方法も考えられるが、適切な受信
エリアの計算方法は未だ確立されていない。
【0007】そこで本発明は、高速処理が可能なラウン
チング法において、Δθを小さく設定した場合であって
もレイを重複して加算することを避けることのできる電
界強度計算装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1に記載の電界強度計算装置は、電波
の波源から一定角度毎に放射された各レイが構造物に到
達する経路履歴を求める手段と、前記波源から放射され
た前記レイおよび前記構造物で分岐したレイの中から、
前記電波の受信点における所定の受信エリアを通過する
レイを選択する選択手段と、当該選択手段により選択さ
れたレイの経路履歴と、同一の経路履歴が保存されてい
ない場合に、当該レイの経路履歴を記録する経路履歴テ
ーブルと、前記経路履歴テーブルに格納した前記経路履
歴に基づいて各レイの前記受信点における電界強度を算
出する算出手段と、当該算出手段により算出された全て
のレイの電界強度を加算する手段とを備えた。
【0009】請求項2に記載の電界強度計算装置は、電
波の波源から一定角度毎に放射された各レイの一つを選
択する第1の選択手段と、選択されたレイが構造物に到
達するか否かを判断する判断手段と、前記選択されたレ
イが前記構造物に到達する場合に、前記構造物により分
岐した各レイの経路履歴を各々格納するメモリと、前記
分岐した各レイの1つを選択して、当該レイが再度構造
物に到達するか否かを前記判断手段により判断させる第
2の選択手段と、前記第1の選択手段または前記第2の
選択手段により選択されたレイが、前記電波の受信点に
おける所定の受信エリアを通過するか否かを判断する手
段と、当該レイが前記受信エリアを通過し、かつ、当該
レイと同一の経路履歴が記録されていない場合に、当該
レイの経路履歴を記録する経路履歴テーブルと、前記経
路履歴テーブルに格納した前記経路履歴に基づいて各レ
イの前記受信点における電界強度を算出する算出手段
と、当該算出手段により算出された全てのレイの電界強
度を加算する手段とを備えた。
【0010】請求項1に記載の電界強度計算装置は、電
波の波源から一定角度毎に放射された各レイが構造物に
到達する経路履歴を求め、波源から放射されたレイおよ
び構造物で分岐したレイの中から、受信点における所定
の受信エリアを通過するレイを選択する。選択したレイ
の経路履歴と同一の経路履歴が保存されていなければ、
レイの経路履歴を経路履歴テーブルに記録する。
【0011】請求項2に記載の電界強度計算装置は、電
波の波源から一定角度毎に放射された各レイを順次選択
する。選択されたレイが構造物に到達する場合に、構造
物により分岐した各レイの経路履歴を各々メモリに格納
する、分岐した各レイを順次選択して、レイが再度構造
物に到達するか否かを判断する。選択されたレイが電波
の受信点における所定の受信エリアを通過し、かつその
レイと同一の経路履歴が記録されていない場合に、その
レイの経路履歴を経路履歴テーブルに記録する。
【0012】請求項1または2において、経路履歴テー
ブルには、各レイが経過する構造物の反射面、透過面、
および回折点を各レイに対応づけてに記憶する。但し同
一履歴を持つレイが同一の受信エリアΔSに複数到達す
る場合は、単一のレイのみが経路履歴テーブルに記録さ
れる。経路履歴テーブルに格納した経路履歴に基づいて
各レイの受信点における電界強度を算出し、算出された
全てのレイの電界強度を加算することにより、同一経路
のレイの電界強度を重複して加算することを防ぐことが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図8に、本発明の実施形態に
おける電界強度計算装置の構成を示す。図8において、
CPU12は本電界強度計算装置全体の制御ならびにレ
イの経路履歴および電界強度の計算を行う。ROM14
はCPU12が実行するプログラムを格納している。R
AM16には計算中のレイの経路履歴データ17が格納
される。
【0014】CPU12が計算した電界強度は、表示装
置18に表示され、また出力装置20に出力される。操
作部24は操作者からの入力を行う。入出力制御装置
(I/O)26は、CD−ROM駆動装置28またはF
D駆動装置30からデータまたはプログラムを入力す
る。CPU12が実行するプログラムをCD−ROMま
たはFDにより提供し、CD−ROM駆動装置28また
はFD駆動装置30により読み取り、I/O36を介し
てHD(ハードディスク)22にインストールしても良
い。HD22にインストールされたプログラムは、必要
に応じて読み出され、RAM16に格納されてCPU1
2により実行される。
【0015】図9は、送信点BS、受信点P、および構
造物Fjの関係を示す説明図である。送信点BSは基地
局等の波源である。また受信点Pを中心とする受信エリ
アをΔSとする。送信点BSから放射される電波の中
で、一定角度Δθづつ隔てたi番目のレイをEiとす
る。またj番目の構造物をFjとする。図10に示すよ
うに、構造物Fjに到達したレイは反射波と透過波に分
岐する。更に構造物Fjの端部に到達したレイは回折波
に分岐する。レイEiから分岐したレイをEi(Hk)
とおく。ここでHkはレイEiから分岐したk番目のレ
イの経路履歴である。
【0016】図11において、構造物Fjにおける反射
をFjR、透過をFjT、回折をFjDとおくと、 レイEi(H1)は経路履歴 H1=F1R 、 レイEi(H2)は経路履歴 H2=F1t 、 レイEi(H3)は経路履歴 H3=F1t、F2R 、 レイEi(H4)は経路履歴 H4=F1t、F2t をそれぞれ有する。これらの経路履歴は、経路履歴デー
タ17に格納される。受信エリアΔSに新たなレイが到
達すると、そのレイの経路履歴を既に到達した全てのレ
イの経路履歴Hkと比較する。同一の経路履歴を有する
レイが複数ある場合は、その中から一つのレイを選択す
る。
【0017】図12は、CPU12が行う電界強度の計
算方法を説明するフローチャートである。始めに、送信
点BSおよび受信エリア△Sを操作部24から入力して
おく。次に、CPU12は、送信点BSから放射される
1つのレイを選択し(S10)、選択したレイが構造物
に到達するか否かを判断する(S20)。この場合、構
造物の位置、形状等については、HD22の所定エリア
に予め記憶されている。そして、構造物に到達する場合
は構造物で分岐した各レイを経路履歴データ17に登録
する(S30)。次に、それまでの経路履歴および最後
の構造物による経路履歴(FjR、FjT、またはFj
D)を、各レイに対応づけてRAM16の経路履歴デー
タ17に記録する(S40)。更に経路履歴データ17
に記録した未処理のレイの中で、最も上位に記憶した1
つのレイを選択し(S50)、S20に戻る。
【0018】選択したレイがS20で構造物に到達しな
い場合は、選択したレイが受信エリアΔSに到達するか
否かを判断する(S60)。受信エリアに到達しない場
合はRAM16の経路履歴データから次のレイを選択す
る(S55)。但し経路履歴データ17に未処理のレイ
が存在しない場合は、BSから放射される次のレイを選
択する(S55)。選択したレイが受信エリアに到達す
るとS60で判断した場合は、選択したレイの経路履歴
と同一の経路履歴がHD22の経路履歴テーブル23に
記録されているか否かを判断する(S65)。S65
で、同一の経路履歴が経路履歴テーブル23に記録され
ている場合は、次のレイを選択する(S55)。
【0019】図13に示すように、同一の経路履歴を有
するレイは経路履歴テーブル23に記録されないので、
その後の電界強度の計算(S90)から除外される。S
65で、選択したレイの経路履歴と同一の経路履歴が経
路履歴テーブル23に記録されていない場合は、選択し
たレイの経路履歴を経路履歴テーブル23に記録する。
【0020】次に未処理のレイがあればS55に戻る
(S80)。全てのレイの経路履歴を調べ終えた場合
は、経路履歴テーブルに記録された各レイの経路履歴を
用いて電界強度を計算し(S90)、処理を終了する。
本実施形態によれば、同一の経路履歴のレイは1つしか
経路履歴テーブル23に記録されていないので、同一の
経路履歴のレイによる電界強度を重複して加算すること
を防ぐことができる。受信エリアΔSが広い場合でも電
界強度が重複して加算されないので、受信エリアΔSの
設定を従来より容易に行うことができる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば同一の経路履歴のレイは1つしか経路履歴テー
ブル23に記録されていないので、同一の経路履歴のレ
イの電界強度は重複して加算されない。このため、ラウ
ンチング法の利点である処理の高速性を維持しつつ電界
強度の計算精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 レイトレース法の概要を説明する説明図であ
る。
【図2】 イメージ法でレイの軌跡を求める方法を説明
する説明図である。
【図3】 従来のラウンチング法でレイの軌跡を求める
方法を説明する説明図である。
【図4】 従来のラウンチング法をの欠点を説明する説
明図である。
【図5】 受信エリアに到達するレイの軌跡を求める方
法を説明する説明図である。
【図6】 従来のラウンチング法の問題点を説明する説
明図である。
【図7】 従来のラウンチング法の問題点を説明する説
明図である。
【図8】 電界強度測定装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図9】 経路履歴の処理方法を示す説明図である。
【図10】 経路履歴の処理方法を示す説明図である。
【図11】 レイの経路履歴の具体例を示す説明図であ
る。
【図12】 CPU12の動作を説明するフローチャー
トである。
【図13】 本発明電界強度測定装置の効果を説明する
説明図である
【符号の説明】
12 CPU 14 ROM 16 RAM 18 表示装置 20 出力装置 22 HD 23 経路履歴テーブル 24 操作部 26 I/O 28 CD−ROM駆動装置 30 FD駆動装置 40、42、44 構造物

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波の電界強度を計算する電界強度計算
    装置であって、 前記電波の波源から一定角度毎に放射された各レイが構
    造物を経由する経路履歴を求める手段と、 前記波源から放射された前記レイおよび前記構造物で分
    岐したレイの中から、前記電波の受信点における所定の
    受信エリアを通過するレイを選択する選択手段と、 当該選択手段により選択されたレイの経路履歴と同一の
    経路履歴が保存されていない場合に、当該レイの経路履
    歴を記録する経路履歴テーブルと、 前記経路履歴テーブルに格納した前記経路履歴に基づい
    て各レイの前記受信点における電界強度を算出する算出
    手段と、 当該算出手段により算出された全てのレイの電界強度を
    加算する手段とを備えたことを特徴とする電界強度計算
    装置。
  2. 【請求項2】 電波の電界強度を計算する電界強度計算
    装置であって、 前記電波の波源から一定角度毎に放射された各レイの一
    つを選択する第1の選択手段と、 選択されたレイが構造物に到達するか否かを判断する判
    断手段と、 前記選択されたレイが前記構造物に到達する場合に、前
    記構造物により分岐した各レイの経路履歴を各々格納す
    るメモリと、 前記分岐した各レイの1つを選択して、当該レイが再度
    構造物に到達するか否かを前記判断手段により判断させ
    る第2の選択手段と、 前記第1の選択手段または前記第2の選択手段により選
    択されたレイが、前記電波の受信点における所定の受信
    エリアを通過するか否かを判断する手段と、 当該レイが前記受信エリアを通過し、かつ当該レイと同
    一の経路履歴が記録されていない場合に、当該レイの経
    路履歴を記録する経路履歴テーブルと、 前記経路履歴テーブルに格納した前記経路履歴に基づい
    て各レイの前記受信点における電界強度を算出する算出
    手段と、 当該算出手段により算出された全てのレイの電界強度を
    加算する手段とを備えたことを特徴とする電界強度計算
    装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012118024A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Brother Ind Ltd 電波推定方法、及び電波推定プログラム、並びに電波推定装置
JP2016208265A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 株式会社Nttドコモ 電波伝搬シミュレーション装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2016208265A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 株式会社Nttドコモ 電波伝搬シミュレーション装置

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