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JP3996098B2 - Radio wave propagation simulator and radio wave intensity calculation method thereof - Google Patents

Radio wave propagation simulator and radio wave intensity calculation method thereof Download PDF

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JP3996098B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内あるいは屋外の空間を伝搬する電波の状態をシミュレーションする電波伝搬シミュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】
電波の伝搬状態をシミュレーションする電波伝搬シミュレータとしては、例えば、特許文献1に記載の電波伝搬シミュレーション装置が知られている。この電波伝搬シミュレーション装置は、観測地点の電波強度の基準値を演算する基準値演算手段と、観測地点の電波強度の補正値を記憶する補正値記憶手段と、観測地点の電波強度の実測値を記憶する実測値記憶手段を設けている。この実測値記憶手段内に観測地点の電波強度の実測値が存在する場合は、基準値演算手段で演算された電波強度の基準値を観測地点の実測値に基づいて補正する。一方、実測値が存在しない場合は、基準値演算手段で演算された電波強度の基準値を、補正値記憶手段に記憶されている観測地点の補正値により補正して電波強度の推測値を演算する推測値演算手段を備えている。
【0003】
【特許文献1】
特許第3263191号公報(段落0005、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の電波伝搬シミュレーション装置では、電波を送受信するアンテナの効率や指向性などのアンテナ性能や、送信アンテナからの距離に対応して電波強度の減衰を表す計算式が予め判明していることが前提となっている。計算式の例としては、マクスウェル方程式から導出された放射電磁界における計算式や奥村カーブを基にした計算式などが挙げられる。
【0005】
しかし、性能が不明確なアンテナを使用する場合や、電波の周波数あるいは電波が伝搬する空間の構造により計算式が使用できない場合には、実測値が得られた地点以外の場所におけるシミュレーション精度が低下するという問題点がある。上記計算式が使用できない例としては、送信源と受信点の距離が電波の波長と同程度かあるいは電波の波長より短い場合や、送受信に用いるアンテナ構造が複雑で指向性や効率などの性能を解析できない場合などが挙げられる。
【0006】
本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑み、従来の計算式が使用できない場合にも、シミュレーション精度の低下を防止できる電波伝搬シミュレータを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、電波の送信源と受信アンテナとの空間の電波強度から、前記空間を伝播する電波の状態をシミュレーションする電波伝搬シミュレータにおいて、前記電波強度を計算する複数の計算式を選択可能に設定する計算式設定手段と、前記計算式におけるパラメータの一部を変更可能に設定するパラメータ設定手段と、設定された計算式と設定されたパラメータに基づいて前記電波強度を計算する電波強度演算手段と、前記空間の一部空間における電波強度の実測値を入力する実測値入力手段と、前記電波強度演算手段による電波強度と前記実測値入力手段による実測値とを比較する演算結果比較手段を設け、前記比較の結果に基づいて前記計算式または前記パラメータを最適化することを特徴とする。
【0008】
また、電波の送信源が複数ある場合は、送信源毎に前記計算式設定手段、前記パラメータ設定手段、前記電波強度演算手段を含む電波強度演算装置を設け、各電波強度演算装置の電波強度を合成したのち、前記演算結果比較手段による比較を行うことを特徴とする。
【0009】
次に、本発明の動作を説明する。電波強度の演算に必要なパラメータをパラメータ設定手段に設定し、電波強度の演算に必要な計算式を計算式設定手段に設定し、電波強度演算手段において前記パラメータと前記計算式を基に電波強度を演算する。また、電波強度の実測値が存在すればその実測値を実測値入力手段から入力する。
【0010】
前記実測値が入力されていない場合は、演算結果比較手段は電波強度演算手段からの演算結果と実測値との比較を行わず、前記演算結果を演算結果出力手段へ送り、演算結果出力手段は前記演算結果を出力する。
【0011】
前記実測値が入力されている場合は、演算結果比較手段は電波強度演算手段からの演算結果と実測値との比較を行い、前記演算結果と前記実測値との差が基準値を超えていれば、パラメータ設定手段において設定パラメータの一部もしくは全部を再設定し、あるいは計算式設定手段において設定する計算式を再設定し、電波強度演算手段において再び電波強度を再演算する。演算結果比較手段は電波強度演算手段からの前記再演算の結果と実測値との比較を行う。
【0012】
以後、同様にして、再演算結果と前記実測値との差が基準値以下になるまで、パラメータの再設定あるいは計算式の再設定を行い再演算を繰り返す。前記再演算結果と前記実測値との差が一定値以下になった後は、そのとき設定されているパラメータや計算式を用いて電波伝搬シミュレータが最適化されるので、実測値の得られた地点以外の場所における電波強度を演算する。なお、上述の電波強度とは、例えば電界強度や電波受信電力などを示す。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、電波の送信源と受信アンテナとの空間の電波強度から、前記空間を伝播する電波の状態をシミュレーションする電波伝搬シミュレータである。以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0014】
図1は、第1実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示す。電波伝搬シミュレータは後述する演算装置や記憶装置により構成される。
【0015】
電波伝搬シミュレータは、電波強度の演算に必要なパラメータを設定するパラメータ設定手段1と、電波強度の演算に必要な計算式を設定する計算式設定手段2と、電波強度の実測値を入力する実測値入力手段3を有する。また、パラメータ設定手段1と計算式設定手段2において設定された情報を基に電波強度を演算する電波強度演算手段4と、電波強度演算手段4による演算結果と実測値入力手段3から入力された実測値を比較する演算結果比較手段5を有する。さらに、演算結果比較手段5による比較結果を基に、電波強度演算手段4の演算結果を出力する演算結果出力手段6を有して構成される。演算結果比較手段5は演算結果と実測値の差に基づいて、パラメータ再設定あるいは計算式再設定を指示するか、あるいは、演算結果を出力するかを判断する。
【0016】
なお、実測値入力手段3に実測値が入力されていない場合は、演算結果比較手段5は電波強度演算手段4からの演算結果の比較を行わず、演算結果出力手段6に電波強度演算手段4からの演算結果をそのまま出力させる。
【0017】
また、計算式設定手段2は、計算式を入力する計算式入力手段21と、入力した計算式を格納する複数の計算式格納手段22と、複数の計算式から電波強度演算手段4で使用する計算式を選択する計算式選択手段23から構成される。なお、本実施形態では、計算式選択手段23は送信源から受信地点までの距離に基づいて計算式を選択するものとする。
【0018】
次に、本実施形態の動作を説明する。図2は電波伝搬シミュレータの処理手順を示すフロー図である。電波強度の演算に必要なパラメータをパラメータ設定手段1から設定し(9001)、電波強度の演算に必要な計算式を計算式設定手段2から設定する(9002)。次に、電波強度の実測値の有無をチエックし(9003)、実測値が有ればその実測値を実測値入力手段3から取り込む(9006)。そして、電波強度演算手段4において前記パラメータと前記計算式を基に電波強度を演算する(9007)。
【0019】
なお、計算式設定手段2では送信源から受信地点までの距離と計算式を対応させておき、電波強度演算手段4では送信源から受信地点までの距離に応じて計算式を選択しながら(9015)、計算式による電波強度の演算を行い(9016)、全地点の演算終了まで9015、9016を繰り返す(9017)。
【0020】
一方、実測値が入力されていない場合は、電波強度演算手段4が電波強度の演算(9015−9017)を行うと、演算結果比較手段5は演算結果を演算結果出力手段6へ送り、演算結果出力手段6は演算結果を出力する(9012)。
【0021】
実測値が入力されている場合に電波強度の演算が終了すると、演算結果比較手段5は電波強度演算手段4からの演算結果と実測値との比較を行う(9008)。ここでの比較は、例えば、各実測値とそれに対応する演算結果との差を用いるが、具体的には、差の2乗値をそれぞれ計算し、2乗値の平均である2乗平均値を用いる。そして、演算結果と実測値との差の2乗平均値が最小化ないし基準値以下となるように、パラメータ設定手段1において設定パラメータの一部あるいは全部を再設定し、あるいは計算式設定手段2において計算式を再設定する(9010)。そして、電波強度演算手段4において再び電波強度を再演算し、演算結果比較手段5は電波強度演算手段4からの前記再演算結果と実測値との比較を行う。
【0022】
以後、同様にして、前記再演算結果と前記実測値との差の2乗平均値が最小または基準値以下になるまで、パラメータの再設定あるいは計算式の再設定を行い再演算を繰り返し、最小化された時に演算結果出力手段6から演算結果を出力する(9012)。
【0023】
図3に、パラメータ設定手段におけるパラメータ設定画面の例を示す。設定項目は、電波が伝搬する空間内に存在する壁などの反射物の情報1001、送信する電波の周波数や送信電力、電波送信源の位置やアンテナ効率など電波の送信源の情報1002、電波受信点の移動範囲(測定範囲)の情報1003である。
【0024】
情報1001では、反射物(壁などの平面)の位置指定方法として、3個の点の座標を指定し、前記3個の点を通る1平面を定義している。例えば、各面の壁や床や天井はそれぞれ3個の点を持ち、各点はx、y、z座標によって定義されている。また、各面の比誘電率、比透磁率、導電率も設定されている。
【0025】
情報1002では、送信周波数、送信電力、送信源の位置座標、送信アンテナ効率が設定されている。演算結果と実測値との比較結果によりパラメータの再設定の必要が生じた時のために、値を再設定するパラメータを予め指定しておいてもよい。本実施形態の場合は送信アンテナ効率Gtを再設定するパラメータとしている。
【0026】
情報1003では、受信点の位置の始点と終点及び測定点数(電波強度の計算位置)が設定されている。ここでは、x=0からx=50mの測定範囲に対し201点の測定点数が設定されている。
【0027】
図4に、計算式設定手段における計算式設定画面の例を示す。図4では、複数用意された計算式からシミュレーションの対象となる電波伝搬空間に適した計算式の候補を選択し、選択した各計算式の使用条件を入力する。ここでは、計算式の使用条件に、送信源から受信点までの距離dと送信電波の波長λの値により、3個の計算式を使い分ける例を示している。また、ユーザ指定式として、シミュレータのオペレータが計算式を直接入力できるようにしている。
【0028】
図4における計算式(1)は電波送信源と受信地点との間の距離が波長λに対して十分大きい場合の受信地点における受信電力を表している。計算式(2)はマクスウェル方程式から近似的に導出した式による受信地点における受信電力を表し、計算式(3)はユーザにより指定された経験式による受信地点における受信電力を表している。これらの計算式は送信源からの距離dの関数である使用条件に応じて自動的に選択される。
【0029】
上記計算式において、Wrは受信電力、dは電波送信源と受信地点との間の距離、Poは送信電力、Gtは送信アンテナの効率、kは波数、εoは真空中の誘電率、εrは比誘電率、θは極座標系において電波送信源と受信地点を結ぶ線分とz軸のなす角度を表す。
次に、本実施形態による計算例を示す。ここでは、まず、各使用条件毎に、候補として挙げた計算式を再設定しながら、その使用条件に最適な計算式を選択し、次に、設定パラメータである送信アンテナ効率Gtを再設定しながら計算していく例を示す。
【0030】
まず、使用条件が「d<λ」である場合の最適な計算式を、計算式候補の中から選択する。図4によれば、使用条件「d<λ」における計算式候補は計算式(2)と計算式(3)である。最初に計算式(2)により演算を行い、その演算結果を図22に示す。次に、計算式を計算式(3)に再設定し演算を行い、その演算結果を図23に示す。図22と図23の実線の計算値6701、6801と△印の実測値6710の差の2乗平均値を計算し、値の小さい方、すなわち候補の計算式の中で2乗平均値が最小値となった計算式(3)を使用条件「d<λ」の最適な計算式と決定する。
【0031】
なお、2乗平均値が基準値(例えば10の−6乗)以下となる計算式を選ぶという方法でもよいが、複数の計算式の中から一つを選ぶ方法としては2乗平均値が最小のものを選ぶ方がより精度が高いため、以下、2乗平均値が最小となる計算式を選ぶ方法で述べる。
【0032】
他の使用条件においても同様の手順で計算式を決定し、その結果、使用条件「λ≦d<10λ」では計算式(2)、使用条件「10λ≦d」では計算式(1)が最適と決定されたとし、それらを繋ぎ合わせた結果が図5であるとする。ただし、各計算式のグラフを繋ぎ合わせる際に、d=λやd=10λのような繋ぎ目でグラフが連続するように、各計算式の係数を調節するものとする。
【0033】
次にパラメータを最適化する。図5は、図3に示す設定パラメータ(Gt=0)において、図4に示す使用条件に従って計算した結果である。図5におけるグラフ6000の横軸は送信源から受信点までの距離、縦軸は電波強度(ここでは受信電力)を表す。
【0034】
実線の計算値6001と△印の実測値6010との差の2乗平均値をさらに小さくするために、送信アンテナ効率Gtを小さくして、例えば値を1だけデクリメントして再演算を繰り返す。
【0035】
図6に、送信アンテナ効率Gtを小さくしながら再演算を繰り返し、2乗平均値が最小になった時の計算結果を示す。このとき、Gt=−33であったとすると、ここで使用した送信アンテナの効率は−33dBであると決定し、これを最適値とする。そして、他の地点(図6であれば実測値の存在しない、電波送信源から40m以上離れた地点)の電波強度はこの送信アンテナ効率(Gt=−33)を用いて計算する。
【0036】
ここで、図1に示す各手段を実現するハードウェアを説明する。図21は電波伝搬シミュレータのハードウェアを示している。図1におけるパラメータ設定手段1や計算式設定手段2や実測値入力手段3は、キーボード8001やディスクドライブ8005で実現される。図1の計算式格納手段22や、実測値入力手段3の中に含まれ、入力した実測値を記憶する手段や、パラメータ設定手段1の中に含まれ、入力したパラメータを記憶する手段は、記憶装置8002やディスクドライブ8005で実現される。また、図1における計算式選択手段23や電波強度演算手段4や演算結果比較手段5は演算装置8000で、図1における演算結果出力装置6はディスプレイ8003やプリンタ8004やディスクドライブ8005で実現される。
【0037】
また、大型計算機や計測器に組込まれた演算装置など、その他のコンピュータ類あるいは計算装置を使用して実現することも可能である。
【0038】
第1の実施形態によれば、送信源と受信点の距離に応じて計算式が選択でき、また、性能が不明なアンテナのパラメータを可変できるので、広い適用性がある。また、得られた電波強度と実績値の差を最小化するので、精度の良い電波強度を求めることができる。
【0039】
上述の第1の実施形態では、図4に示すように複数の計算式を使用条件によって使い分けるものであった。これに対し、送信源と受信地点との間の距離dの範囲が狭く、条件分けをしないで全区間の演算を同一の計算式によって行う場合もある。そこで、受信点が移動する全範囲において同一の計算式で演算する第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態の限定されたケースである。
【0040】
図7に第2の実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示す。計算式選択手段231以外は図1と同一である。相違点は計算式選択手段231が複数の計算式から使用する計算式を1個選択する機能を持つことである。本実施形態でのパラメータ設定手段1におけるパラメータ設定画面は図3と同様である。
【0041】
図8は第2の実施形態による処理手順を示すフロー図である。図2とほぼ同一であるが、図8では送受信地点間の距離に応じて計算式を選択する手順(9015)が存在しない。電波強度の演算(9057)は、選択された計算式による演算(9016)を、全地点の演算終了まで繰り返す(9017)。
【0042】
図9は第2の実施形態による計算式設定画面の例を示す。個々の計算式に関しては図4と同様である。ただし、図9では複数用意された計算式からシミュレーションの対象となる電波伝搬空間に適した計算式の候補をユーザが指定する。図9では、計算式(1)(2)(3)を候補として選んでいる。また、図4と同様に、シミュレータのオペレータが計算式を直接入力できるようにしてもよい。
【0043】
次に、第2の実施形態における計算例を示す。ただし、本実施形態では設定パラメータである送信アンテナ効率Gtは第1の実施形態と同様の手順で既に決定している(例えばGt=−33)とし、計算式を再設定しながら収斂計算していく例を示す。
【0044】
図10に、図9で選んだ計算式(1)を使用して計算した結果6500を示す。本図におけるグラフ6500の横軸は送信源から受信点までの距離、縦軸は電波強度(本実施形態では受信電力)を表す。この演算結果を基に実線の計算値6501と△印の実測値6510の差の2乗平均値を求める。次に他の計算式候補(2)を再設定し同様の演算を行い、計算値と実測値の差の2乗平均値を求める。さらに計算式候補(3)に関しても同様の演算を行い、計算値と実測値の差の2乗平均値を求める。
【0045】
その結果、計算式(2)の使用時に図11の計算値6601が得られ、計算値6601と実測値6510の差の2乗平均値が最小になったとする。この結果、本実施形態で使用すべき計算式は(2)が最適であると判断し、他の地点の電波強度も計算式(2)を用いて計算する。
【0046】
次に、実測値から近似曲線を導出し、近似曲線を計算式として使用する第3の実施形態について説明する。
【0047】
図12に、第3の実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示す。この構成では、実測値入力手段3へ入力された実測値を基にして近似曲線を導出する近似曲線導出手段7を設けている。近似曲線導出手段7において導出された近似曲線を計算式設定手段2へ出力し、計算式設定手段2において選択される計算式の一つとして追加される。
【0048】
実測値から近似曲線を導出する方法は、例えば回帰分析法などが挙げられる。予め近似曲線の次数を決めておき、各項の係数の決定に回帰分析法を使用する。図13に実測値から近似曲線を導出した例を示す。グラフ6900では近似曲線の次数を5次と決めておいて、実測値6910から求めた近似曲線が6901である。
【0049】
図14に第3の実施形態による計算式設定画面の例を示す。図14では、算出された近似曲線(3)を計算式選択の候補に挙げている。
【0050】
第3の実施形態によれば、実測値を基にして近似曲線を導出するので、適当な計算式がない場合にも、実測値に基づいた近似式を得ることができ、シミュレーション精度の低下を防止できる。
【0051】
次に、第4の実施形態として、複数の送信源から送信される電波の影響を推定する場合に、本発明を適用する方法を説明する。
【0052】
図15に第4の実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示す。第1の実施形態と異なる点は、パラメータ設定手段1と計算式設定手段2と電波強度演算手段4を組にした電波強度演算装置91を送信源に対応して備え、電波強度演算装置91からの電波強度を演算結果合成手段8において合成する点である。
【0053】
図16に第4の実施形態の動作を示す。図16が第1の実施形態(図2)と異なる点は、電波強度の演算(9007)を各送信源毎に行い、各演算結果を合成する(9071)点である。
【0054】
また、各計算式設定手段2における計算式設定画面の例は第1の実施形態の図4あるいは第2の実施形態の図9と同様であり、異なる点は、複数ある計算式設定手段2毎に図4あるいは図9の画面が存在する点である。
【0055】
図17にパラメータ設定手段におけるパラメータ設定画面の例を示す。反射物の情報1001および電波受信点の移動範囲の情報1003に関しては第1の実施形態の図3と同様である。しかし、電波送信源の情報1302は送信源毎に設定されている。
【0056】
第4の実施形態では、電波送信源の情報1302として、送信アンテナ効率の他に位相オフセットを再設定するパラメータとしている。位相オフセットとは送信源において送信する電波の初期位相である。また、計算式は送信源と受信地点との距離に応じて使い分ける方法(第1の実施形態と同じ)を使用しているものとする。
【0057】
なお、本実施形態では各送信源の各使用条件における計算式は、第1の実施形態と同様の方法で既に決定済みとし、以下、設定パラメータの決定に関してのみ述べる。
【0058】
図18に、第4の実施形態における計算例を示す。各送信源の送信アンテナ効率を全て0、位相オフセットを全て0にして演算し、全送信源からの演算結果を合成した合成波で、実線が計算値6201、△印が実測値6210である。
【0059】
図18の状態から、まず送信アンテナ効率を送信源毎に独立に1ずつインクリメント、あるいは1ずつデクリメントさせて変化させ、合成波の実測値と計算値の差の2乗平均値が最小になる送信アンテナ効率の組合せを決定する。図19は2乗平均値が最小になる結果である。具体的には、送信源No.1,No.2、No.3の送信アンテナ効率はそれぞれ−33,−43,−43となっている。
【0060】
図19において実線が合成波の計算値6301、△印が合成波の実測値6210である。この状態から、位相オフセットを送信源毎に独立に1度ずつインクリメント、あるいは1度ずつデクリメントさせて変化させ、合成波の実測値と合成波の計算値の差の2乗平均値が最小になる位相オフセットの組合せを決定する。
【0061】
図20は第4の実施形態で2乗平均値が最小になるときの計算例である。実線が合成波の計算値6401、△印が合成波の実測値6210である。送信源No.1,No.2、No.3の位相オフセットはそれぞれ−90度、0度、0度となっている。
【0062】
第4の実施形態によれば、複数の送信源から送信される電波の合成波に関して、各送信源毎に独立にパラメータや計算式を再設定しながら、合成波の実測値と合成波の計算値の差の2乗平均値が最小になる電波強度を演算することができ、複数の送信源による電波伝搬をシミュレーションできる。
【0063】
【発明の効果】
本発明によれば、送信源と受信点の距離に応じて計算式が選択でき、また、性能が不明なアンテナのパラメータを可変できるので、適用性の広い電波伝搬シミュレータを提供できる。また、計算による電波強度と実測値の差を最小化するので、電波強度の精度を向上できる。また、複数の送信源による電波伝搬をシミュレーションできる。
【0064】
また、実測値に基づいた近似式を導出したり、ユーザ指定の計算式を使用できるので、性能が不明確なアンテナを使用する場合や、電波の周波数あるいは電波が伝搬する空間の構造により従来の計算式が使用できない場合などでも、シミュレーション精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示すブロック図。
【図2】第1の実施形態による電波伝搬シミュレータの動作を示すフロー図。
【図3】第1の実施形態によるパラメータ設定画面の例を示す説明図。
【図4】第1の実施形態による計算式設定画面の例を示す説明図。
【図5】第1の実施形態による演算結果の例を示すグラフ。
【図6】第1の実施形態による収束した演算結果の例を示すグラフ。
【図7】本発明の第2の実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示すブロック図。
【図8】第2の実施形態による電波伝搬シミュレータの動作を示すフロー図。
【図9】第2の実施形態による計算式設定画面の例を示す説明図。
【図10】第2の実施形態による演算結果の例を示すグラフ。
【図11】第2の実施形態による収束した演算結果の例を示すグラフ。
【図12】本発明の第3の実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示すブロック図。
【図13】第3の実施形態による近似曲線の導出例を示す説明図。
【図14】第3の実施形態による計算式設定画面の例を示す説明図。
【図15】本発明の第4の実施形態による電波伝搬シミュレータの構成を示すブロック図。
【図16】第4の実施形態による電波伝搬シミュレータの動作を示すフロー図。
【図17】第4の実施形態によるパラメータ設定画面の例を示す説明図。
【図18】第4の実施形態による演算結果の例を示すグラフ。
【図19】第4の実施形態による収束途中の演算結果の例を示すグラフ。
【図20】第4の実施形態による収束した演算結果の例を示すグラフ。
【図21】本発明の第1の実施形態による電波伝搬シミュレータのハード構成図。
【図22】第1の実施形態で、計算式(2)による演算結果の例を示すグラフ。
【図23】第1の実施形態で、計算式(3)による再演算結果の例を示すグラフ。
【符号の説明】
1…パラメータ設定手段、2…計算式設定手段、21…計算式入力手段、22…計算式格納手段、23,231…計算式選択手段、3…実測値入力手段、4…電波強度演算手段、5…演算結果比較手段、6…演算結果出力手段、7…近似曲線導出手段、8…演算結果合成手段、91…電波強度演算装置、8000…演算装置、8001…キーボード、8002…記憶装置、8003…ディスプレイ、8004…プリンタ、8005…ディスクドライブ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio wave propagation simulator for simulating the state of radio waves propagating in an indoor or outdoor space.
[0002]
[Prior art]
As a radio wave propagation simulator for simulating a radio wave propagation state, for example, a radio wave propagation simulation apparatus described in Patent Document 1 is known. This radio wave propagation simulation apparatus includes reference value calculation means for calculating a reference value of radio field intensity at an observation point, correction value storage means for storing a correction value of radio field intensity at the observation point, and an actual value of radio field intensity at the observation point. Actual measurement value storage means for storing is provided. When the actual value of the radio field intensity at the observation point exists in the actual value storage unit, the radio field intensity reference value calculated by the reference value calculation unit is corrected based on the actual measurement value at the observation point. On the other hand, when there is no actual measurement value, the estimated value of the radio field intensity is calculated by correcting the reference value of the radio field intensity calculated by the reference value calculation unit with the correction value of the observation point stored in the correction value storage unit. Estimated value calculation means is provided.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3263191 (paragraph 0005, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the radio wave propagation simulation apparatus described above, it is assumed that the calculation formula representing the attenuation of the radio wave intensity corresponding to the antenna performance such as the efficiency and directivity of the antenna that transmits and receives radio waves and the distance from the transmission antenna is known in advance. It has become. Examples of the calculation formula include a calculation formula for the radiated electromagnetic field derived from the Maxwell equation and a calculation formula based on the Okumura curve.
[0005]
However, when using an antenna whose performance is unclear, or when the calculation formula cannot be used due to the frequency of the radio wave or the structure of the space where the radio wave propagates, the simulation accuracy at locations other than the point where the actual measurement value was obtained decreases There is a problem of doing. Examples where the above formula cannot be used include the case where the distance between the transmission source and the reception point is approximately the same as the wavelength of the radio wave or shorter than the wavelength of the radio wave, or the antenna structure used for transmission / reception is complicated and has performance such as directivity and efficiency. This includes cases where analysis is not possible.
[0006]
An object of the present invention is to provide a radio wave propagation simulator capable of preventing a decrease in simulation accuracy even when a conventional calculation formula cannot be used in view of the problems of the prior art.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that achieves the above object provides a plurality of calculation formulas for calculating the radio wave intensity in a radio wave propagation simulator that simulates the state of the radio wave propagating in the space from the radio wave intensity of the space between the radio wave transmission source and the receiving antenna. A calculation formula setting unit that sets the parameter so as to be selectable, a parameter setting unit that sets a part of the parameters in the calculation formula to be changeable, and the radio wave intensity is calculated based on the set calculation formula and the set parameter. Radio wave intensity calculation means, measurement value input means for inputting an actual measurement value of the radio field intensity in a part of the space, calculation result for comparing the radio wave intensity by the radio wave intensity calculation means and the actual measurement value by the actual measurement value input means Comparing means is provided, and the calculation formula or the parameter is optimized based on the result of the comparison.
[0008]
Further, when there are a plurality of radio wave transmission sources, a radio wave intensity calculation device including the calculation formula setting means, the parameter setting means, and the radio wave intensity calculation means is provided for each transmission source, and the radio wave intensity of each radio wave intensity calculation device is determined. After the synthesis, the operation result comparison means performs comparison.
[0009]
Next, the operation of the present invention will be described. The parameter required for the calculation of the radio wave intensity is set in the parameter setting means, the calculation formula required for the calculation of the radio wave intensity is set in the calculation formula setting means, and the radio wave intensity calculation means sets the radio wave intensity based on the parameter and the calculation formula. Is calculated. If there is an actual value of the radio field intensity, the actual value is input from the actual value input means.
[0010]
When the actual measurement value is not input, the calculation result comparison unit does not compare the calculation result from the radio wave intensity calculation unit with the actual measurement value, and sends the calculation result to the calculation result output unit. The calculation result is output.
[0011]
When the actual measurement value is input, the calculation result comparison unit compares the calculation result from the radio wave intensity calculation unit with the actual measurement value, and the difference between the calculation result and the actual measurement value exceeds the reference value. For example, part or all of the setting parameters are reset in the parameter setting means, or the calculation formula set in the calculation formula setting means is reset, and the radio wave intensity calculation means recalculates the radio wave intensity again. The calculation result comparison means compares the result of the recalculation from the radio wave intensity calculation means with the actually measured value.
[0012]
Thereafter, in the same manner, until the difference between the recalculation result and the actual measurement value becomes equal to or less than the reference value, the parameter is reset or the calculation formula is reset and the recalculation is repeated. After the difference between the recalculation result and the actual measurement value is less than a certain value, the radio wave propagation simulator is optimized using the parameters and calculation formulas set at that time, so the actual measurement value was obtained. Calculate the radio field intensity at locations other than the location. Note that the above-mentioned radio wave intensity indicates, for example, electric field intensity, radio wave reception power, and the like.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is a radio wave propagation simulator for simulating the state of radio waves propagating in the space from the radio wave intensity of the space between the radio wave transmission source and the receiving antenna. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 shows a configuration of a radio wave propagation simulator according to the first embodiment. The radio wave propagation simulator includes an arithmetic device and a storage device which will be described later.
[0015]
The radio wave propagation simulator includes parameter setting means 1 for setting parameters necessary for the calculation of the radio field intensity, calculation formula setting means 2 for setting a calculation formula necessary for the calculation of the radio field intensity, and actual measurement for inputting the actual measurement value of the radio field intensity. It has value input means 3. Also, the radio wave intensity calculating means 4 for calculating the radio wave intensity based on the information set in the parameter setting means 1 and the calculation formula setting means 2, the calculation result by the radio wave intensity calculating means 4 and the actual value input from the input means 3. Computation result comparison means 5 for comparing actual measurement values is provided. Furthermore, it has a calculation result output means 6 for outputting the calculation result of the radio wave intensity calculation means 4 based on the comparison result by the calculation result comparison means 5. Based on the difference between the calculation result and the actual measurement value, the calculation result comparison unit 5 determines whether to instruct parameter resetting or calculation formula resetting or to output the calculation result.
[0016]
When the actual measurement value is not input to the actual measurement value input unit 3, the calculation result comparison unit 5 does not compare the calculation result from the radio wave intensity calculation unit 4, and the calculation result output unit 6 has the radio field intensity calculation unit 4. The calculation result from is output as it is.
[0017]
The calculation formula setting means 2 is used by the calculation formula input means 21 for inputting the calculation formula, the plurality of calculation formula storage means 22 for storing the input calculation formula, and the radio wave intensity calculation means 4 from the plurality of calculation formulas. It is comprised from the calculation formula selection means 23 which selects a calculation formula. In the present embodiment, the calculation formula selection unit 23 selects a calculation formula based on the distance from the transmission source to the reception point.
[0018]
Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure of the radio wave propagation simulator. A parameter required for the calculation of the radio wave intensity is set from the parameter setting means 1 (9001), and a calculation formula required for the calculation of the radio wave intensity is set from the calculation formula setting means 2 (9002). Next, the presence / absence of an actually measured value of the radio wave intensity is checked (9003). If there is an actually measured value, the actually measured value is fetched from the actually measured value input means 3 (9006). Then, the radio wave intensity calculation means 4 calculates the radio wave intensity based on the parameter and the calculation formula (9007).
[0019]
The calculation formula setting means 2 associates the distance from the transmission source to the reception point with the calculation formula, and the radio wave intensity calculation means 4 selects the calculation formula according to the distance from the transmission source to the reception point (9015). ), The radio wave intensity is calculated by the calculation formula (9016), and 9015 and 9016 are repeated until the calculation of all points is completed (9017).
[0020]
On the other hand, when the actual measurement value is not inputted, when the radio wave intensity calculation means 4 performs the calculation of the radio wave intensity (9015-9017), the calculation result comparison means 5 sends the calculation result to the calculation result output means 6, and the calculation result The output means 6 outputs the calculation result (9012).
[0021]
When the calculation of the radio field intensity is completed when the actual measurement value is input, the calculation result comparison unit 5 compares the calculation result from the radio field intensity calculation unit 4 with the actual measurement value (9008). The comparison here uses, for example, the difference between each actually measured value and the corresponding calculation result. Specifically, the square value of the difference between the square values is calculated by calculating the square value of the difference. Is used. Then, part or all of the setting parameters are reset in the parameter setting unit 1 or the calculation formula setting unit 2 so that the root mean square value of the difference between the calculation result and the actual measurement value is minimized or less than the reference value. The calculation formula is reset at (9010). Then, the radio wave intensity calculation means 4 recalculates the radio wave intensity again, and the calculation result comparison means 5 compares the recalculation result from the radio wave intensity calculation means 4 with the actually measured value.
[0022]
Thereafter, in the same manner, until the mean square value of the difference between the recalculation result and the actual measurement value is minimum or below the reference value, the parameter is reset or the calculation formula is reset and the recalculation is repeated. The calculation result is output from the calculation result output means 6 (9012).
[0023]
FIG. 3 shows an example of a parameter setting screen in the parameter setting means. The setting items include information 1001 on a reflection object such as a wall existing in a space where radio waves propagate, radio wave frequency and transmission power to be transmitted, radio wave transmission source information 1002 such as radio wave transmission source position and antenna efficiency, radio wave reception This is information 1003 of the point movement range (measurement range).
[0024]
In the information 1001, the coordinates of three points are designated as a method for specifying the position of a reflector (a plane such as a wall), and one plane passing through the three points is defined. For example, each wall, floor, or ceiling has three points, and each point is defined by x, y, and z coordinates. In addition, the relative permittivity, relative permeability, and conductivity of each surface are also set.
[0025]
In the information 1002, the transmission frequency, transmission power, position coordinates of the transmission source, and transmission antenna efficiency are set. A parameter for resetting the value may be designated in advance in case the parameter needs to be reset according to the comparison result between the calculation result and the actual measurement value. In the present embodiment, the transmission antenna efficiency Gt is set as a parameter.
[0026]
In the information 1003, the start point and end point of the position of the reception point, and the number of measurement points (radio intensity calculation position) are set. Here, 201 measurement points are set for the measurement range from x = 0 to x = 50 m.
[0027]
FIG. 4 shows an example of a calculation formula setting screen in the calculation formula setting means. In FIG. 4, candidates for calculation formulas suitable for the radio wave propagation space to be simulated are selected from a plurality of calculation formulas, and the usage conditions for each selected calculation formula are input. Here, an example is shown in which three calculation formulas are selectively used depending on the distance d from the transmission source to the reception point and the value of the wavelength λ of the transmission radio wave as the use conditions of the calculation formulas. In addition, as a user-specified formula, the simulator operator can directly input a calculation formula.
[0028]
The calculation formula (1) in FIG. 4 represents the received power at the reception point when the distance between the radio wave transmission source and the reception point is sufficiently large with respect to the wavelength λ. The calculation formula (2) represents the received power at the reception point according to an expression approximately derived from the Maxwell equation, and the calculation formula (3) represents the received power at the reception point according to an empirical formula designated by the user. These calculation formulas are automatically selected according to the use conditions which are a function of the distance d from the transmission source.
[0029]
In the above formula, Wr is the received power, d is the distance between the radio wave transmission source and the reception point, Po is the transmission power, Gt is the efficiency of the transmitting antenna, k is the wave number, εo is the dielectric constant in vacuum, and εr is The relative dielectric constant, θ, represents the angle between the z-axis and the line segment connecting the radio wave transmission source and the reception point in the polar coordinate system.
Next, calculation examples according to the present embodiment will be shown. Here, for each usage condition, the calculation formula given as a candidate is reset, the optimal calculation formula for the usage condition is selected, and then the transmission antenna efficiency Gt, which is a setting parameter, is reset. An example of calculation is shown.
[0030]
First, an optimal calculation formula when the use condition is “d <λ” is selected from calculation formula candidates. According to FIG. 4, the calculation formula candidates under the use condition “d <λ” are the calculation formula (2) and the calculation formula (3). First, calculation is performed according to the calculation formula (2), and the calculation result is shown in FIG. Next, the calculation formula is reset to the calculation formula (3), the calculation is performed, and the calculation result is shown in FIG. The mean square value of the difference between the calculated values 6701 and 6801 of the solid line in FIG. 22 and FIG. 23 and the actually measured value 6710 of Δ is calculated, and the square mean value is the smallest in the smaller one, that is, the candidate formula. The calculated calculation formula (3) is determined as an optimal calculation formula for the use condition “d <λ”.
[0031]
Note that a method of selecting a calculation formula in which the mean square value is a reference value (for example, 10 −6) or less may be used. However, as a method for selecting one of a plurality of formulas, the mean square value is the smallest. The method of selecting the calculation formula that minimizes the mean square value will be described below.
[0032]
The calculation formula is determined in the same procedure under other use conditions. As a result, the calculation formula (2) is optimal under the use condition “λ ≦ d <10λ”, and the calculation formula (1) is optimal under the use condition “10λ ≦ d”. 5 and the result of connecting them is assumed to be FIG. However, when connecting the graphs of the respective calculation formulas, the coefficients of the respective calculation formulas are adjusted so that the graphs are continuous at a joint such as d = λ and d = 10λ.
[0033]
Next, the parameters are optimized. FIG. 5 shows the result of calculation according to the use conditions shown in FIG. 4 for the setting parameter (Gt = 0) shown in FIG. The horizontal axis of the graph 6000 in FIG. 5 represents the distance from the transmission source to the reception point, and the vertical axis represents the radio wave intensity (reception power here).
[0034]
In order to further reduce the mean square value of the difference between the calculated value 6001 of the solid line and the actually measured value 6010 of Δ, the transmission antenna efficiency Gt is decreased, for example, the value is decremented by 1, and the recalculation is repeated.
[0035]
FIG. 6 shows the calculation result when the re-calculation is repeated while the transmission antenna efficiency Gt is decreased and the mean square value is minimized. At this time, if Gt = −33, it is determined that the efficiency of the transmission antenna used here is −33 dB, and this is set to the optimum value. Then, the radio wave intensity at other points (points 40 m or more away from the radio wave transmission source where there is no actual measurement value in FIG. 6) is calculated using this transmission antenna efficiency (Gt = −33).
[0036]
Here, hardware for realizing each unit shown in FIG. 1 will be described. FIG. 21 shows hardware of the radio wave propagation simulator. The parameter setting unit 1, calculation formula setting unit 2, and actual value input unit 3 in FIG. 1 are realized by a keyboard 8001 and a disk drive 8005. The calculation formula storage means 22 in FIG. 1 and the measured value input means 3, the means for storing the input measured values, the means for storing the input parameters included in the parameter setting means 1, This is realized by the storage device 8002 or the disk drive 8005. Further, the calculation formula selection means 23, the radio wave intensity calculation means 4 and the calculation result comparison means 5 in FIG. 1 are realized by a calculation device 8000, and the calculation result output device 6 in FIG. 1 is realized by a display 8003, a printer 8004, and a disk drive 8005. .
[0037]
Moreover, it is also possible to implement | achieve using other computers or calculation apparatuses, such as a large computer and the arithmetic unit incorporated in the measuring device.
[0038]
According to the first embodiment, the calculation formula can be selected according to the distance between the transmission source and the reception point, and the antenna parameters whose performance is unknown can be varied. Therefore, there is wide applicability. In addition, since the difference between the obtained radio wave intensity and the actual value is minimized, the radio wave intensity with high accuracy can be obtained.
[0039]
In the above-described first embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of calculation formulas are properly used depending on the use conditions. On the other hand, the range of the distance d between the transmission source and the reception point is narrow, and the calculation of all sections may be performed by the same calculation formula without dividing conditions. Therefore, a second embodiment in which calculation is performed with the same calculation formula in the entire range in which the reception point moves will be described. The second embodiment is a limited case of the first embodiment.
[0040]
FIG. 7 shows the configuration of a radio wave propagation simulator according to the second embodiment. Other than the calculation formula selection means 231 is the same as FIG. The difference is that the calculation formula selection means 231 has a function of selecting one calculation formula to be used from a plurality of calculation formulas. The parameter setting screen in the parameter setting means 1 in this embodiment is the same as that in FIG.
[0041]
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure according to the second embodiment. Although it is almost the same as FIG. 2, in FIG. 8, there is no procedure (9015) for selecting a calculation formula according to the distance between transmission and reception points. The calculation (9057) of the radio wave intensity repeats the calculation (9016) based on the selected calculation formula until the calculation of all points is completed (9017).
[0042]
FIG. 9 shows an example of a calculation formula setting screen according to the second embodiment. Each calculation formula is the same as in FIG. However, in FIG. 9, the user designates a calculation formula candidate suitable for the radio wave propagation space to be simulated from a plurality of calculation formulas prepared. In FIG. 9, calculation formulas (1), (2), and (3) are selected as candidates. Similarly to FIG. 4, the simulator operator may directly input the calculation formula.
[0043]
Next, a calculation example in the second embodiment is shown. However, in this embodiment, the transmission antenna efficiency Gt, which is a setting parameter, is already determined in the same procedure as in the first embodiment (for example, Gt = −33), and convergence calculation is performed while resetting the calculation formula. Here are some examples.
[0044]
FIG. 10 shows a result 6500 calculated using the calculation formula (1) selected in FIG. In the graph, the horizontal axis of the graph 6500 represents the distance from the transmission source to the reception point, and the vertical axis represents the radio wave intensity (reception power in the present embodiment). Based on this calculation result, the root mean square value of the difference between the calculated value 6501 of the solid line and the actually measured value 6510 of Δ is obtained. Next, another calculation formula candidate (2) is reset and the same calculation is performed, and the root mean square value of the difference between the calculated value and the actually measured value is obtained. Further, the same calculation is performed for the calculation formula candidate (3) to obtain the mean square value of the difference between the calculated value and the actually measured value.
[0045]
As a result, it is assumed that the calculated value 6601 of FIG. 11 is obtained when the calculation formula (2) is used, and the mean square value of the difference between the calculated value 6601 and the actually measured value 6510 is minimized. As a result, the calculation formula to be used in this embodiment is determined to be optimal (2), and the radio wave intensity at other points is also calculated using the calculation formula (2).
[0046]
Next, a third embodiment in which an approximate curve is derived from actual measurement values and the approximate curve is used as a calculation formula will be described.
[0047]
FIG. 12 shows the configuration of a radio wave propagation simulator according to the third embodiment. In this configuration, approximate curve deriving means 7 for deriving an approximate curve based on the actual measurement value input to the actual measurement value input means 3 is provided. The approximate curve derived by the approximate curve deriving means 7 is output to the calculation formula setting means 2 and added as one of the calculation formulas selected by the calculation formula setting means 2.
[0048]
As a method for deriving an approximate curve from an actual measurement value, for example, a regression analysis method or the like can be cited. The order of the approximate curve is determined in advance, and regression analysis is used to determine the coefficient of each term. FIG. 13 shows an example in which an approximate curve is derived from actual measurement values. In the graph 6900, the order of the approximate curve is determined to be fifth, and the approximate curve obtained from the actual measurement value 6910 is 6901.
[0049]
FIG. 14 shows an example of a calculation formula setting screen according to the third embodiment. In FIG. 14, the calculated approximate curve (3) is listed as a candidate for selecting a calculation formula.
[0050]
According to the third embodiment, since the approximate curve is derived based on the actually measured value, an approximate expression based on the actually measured value can be obtained even when there is no appropriate calculation formula, which reduces the simulation accuracy. Can be prevented.
[0051]
Next, as a fourth embodiment, a method of applying the present invention when estimating the influence of radio waves transmitted from a plurality of transmission sources will be described.
[0052]
FIG. 15 shows the configuration of a radio wave propagation simulator according to the fourth embodiment. The difference from the first embodiment is that a radio wave intensity calculation device 91 including a parameter setting unit 1, a calculation formula setting unit 2 and a radio wave intensity calculation unit 4 is provided corresponding to the transmission source. The calculation result combining means 8 combines the radio wave intensities of
[0053]
FIG. 16 shows the operation of the fourth embodiment. FIG. 16 differs from the first embodiment (FIG. 2) in that radio wave intensity calculation (9007) is performed for each transmission source, and the calculation results are combined (9071).
[0054]
An example of the calculation formula setting screen in each calculation formula setting means 2 is the same as that of FIG. 4 of the first embodiment or FIG. 9 of the second embodiment. 4 or 9 is present.
[0055]
FIG. 17 shows an example of a parameter setting screen in the parameter setting means. Reflector information 1001 and radio wave reception point movement range information 1003 are the same as those in FIG. 3 of the first embodiment. However, the radio wave transmission source information 1302 is set for each transmission source.
[0056]
In the fourth embodiment, the radio wave transmission source information 1302 is a parameter for resetting the phase offset in addition to the transmission antenna efficiency. The phase offset is the initial phase of the radio wave transmitted from the transmission source. In addition, it is assumed that the calculation formula uses a method (same as in the first embodiment) which is selectively used according to the distance between the transmission source and the reception point.
[0057]
In the present embodiment, the calculation formula for each use condition of each transmission source is already determined by the same method as in the first embodiment, and only the setting parameter determination will be described below.
[0058]
FIG. 18 shows a calculation example in the fourth embodiment. Calculations are made with the transmission antenna efficiencies of all transmission sources set to 0 and the phase offsets set to 0, and the calculation results from all the transmission sources are combined. The solid line is the calculated value 6201 and the Δ mark is the measured value 6210.
[0059]
From the state shown in FIG. 18, first, the transmission antenna efficiency is incremented by 1 independently for each transmission source, or is decremented by 1 to change so that the root mean square value of the difference between the measured value and the calculated value of the synthesized wave is minimized. Determine the antenna efficiency combination. FIG. 19 shows the result in which the mean square value is minimized. Specifically, the transmission source No. 1, No. 1 2, No. 3 transmit antenna efficiencies are −33, −43, and −43, respectively.
[0060]
In FIG. 19, the solid line is the calculated value 6301 of the combined wave, and the Δ mark is the actually measured value 6210 of the combined wave. From this state, the phase offset is incremented and incremented by 1 degree for each transmission source or decremented by 1 degree, and the root mean square value of the difference between the measured value of the synthesized wave and the calculated value of the synthesized wave is minimized. Determine the phase offset combination.
[0061]
FIG. 20 shows a calculation example when the root mean square value is minimized in the fourth embodiment. The solid line is the calculated value 6401 of the combined wave, and the Δ mark is the actually measured value 6210 of the combined wave. Transmission source No. 1, No. 1 2, No. The phase offsets of 3 are −90 degrees, 0 degrees, and 0 degrees, respectively.
[0062]
According to the fourth embodiment, with respect to a composite wave of radio waves transmitted from a plurality of transmission sources, an actual measurement value of the composite wave and calculation of the composite wave are reset while resetting parameters and calculation formulas independently for each transmission source. It is possible to calculate the radio wave intensity at which the mean square value of the difference in values is minimized, and to simulate radio wave propagation by a plurality of transmission sources.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, a calculation formula can be selected according to the distance between a transmission source and a reception point, and an antenna parameter whose performance is unknown can be varied. Therefore, a radio wave propagation simulator with wide applicability can be provided. In addition, since the difference between the calculated radio wave intensity and the actually measured value is minimized, the accuracy of the radio wave intensity can be improved. In addition, radio wave propagation by a plurality of transmission sources can be simulated.
[0064]
In addition, since an approximate expression based on actual measurement values can be derived or a user-specified calculation expression can be used, when using an antenna with unclear performance, or depending on the frequency of radio waves or the structure of the space in which radio waves propagate, Even when the calculation formula cannot be used, it is possible to prevent a decrease in simulation accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio wave propagation simulator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the radio wave propagation simulator according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a parameter setting screen according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a calculation formula setting screen according to the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing an example of a calculation result according to the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing an example of converged calculation results according to the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a radio wave propagation simulator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the radio wave propagation simulator according to the second embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a calculation formula setting screen according to the second embodiment.
FIG. 10 is a graph showing an example of a calculation result according to the second embodiment.
FIG. 11 is a graph showing an example of converged calculation results according to the second embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a radio wave propagation simulator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of derivation of an approximate curve according to the third embodiment.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of a calculation formula setting screen according to the third embodiment.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a radio wave propagation simulator according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the radio wave propagation simulator according to the fourth embodiment.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of a parameter setting screen according to the fourth embodiment.
FIG. 18 is a graph showing an example of a calculation result according to the fourth embodiment.
FIG. 19 is a graph showing an example of calculation results during convergence according to the fourth embodiment.
FIG. 20 is a graph showing an example of converged calculation results according to the fourth embodiment.
FIG. 21 is a hardware configuration diagram of a radio wave propagation simulator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a graph showing an example of a calculation result according to the calculation formula (2) in the first embodiment.
FIG. 23 is a graph showing an example of a recalculation result based on the calculation formula (3) in the first embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Parameter setting means, 2 ... Calculation formula setting means, 21 ... Calculation formula input means, 22 ... Calculation formula storage means, 23,231 ... Calculation formula selection means, 3 ... Actual value input means, 4 ... Radio wave intensity calculation means, DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Calculation result comparison means, 6 ... Calculation result output means, 7 ... Approximation curve derivation means, 8 ... Calculation result synthesis means, 91 ... Radio wave intensity calculation apparatus, 8000 ... Calculation apparatus, 8001 ... Keyboard, 8002 ... Storage apparatus, 8003 ... display, 8004 ... printer, 8005 ... disk drive.

Claims (8)

電波の送信源と受信アンテナとの空間の電波強度から、前記空間を伝播する電波の状態をシミュレーションする電波伝搬シミュレータにおいて、
前記電波強度を計算する複数の計算式を選択可能に設定する計算式設定手段と、前記計算式におけるパラメータの一部を変更可能に設定するパラメータ設定手段と、設定された計算式と設定されたパラメータに基づいて前記電波強度を計算する電波強度演算手段と、前記空間の一部空間における電波強度の実測値を入力する実測値入力手段と、前記電波強度演算手段による電波強度と前記実測値入力手段による実測値とを比較する演算結果比較手段を設け、前記比較の結果に基づいて前記計算式または前記パラメータを最適化することを特徴とする電波伝搬シミュレータ。
In the radio wave propagation simulator that simulates the state of the radio wave propagating in the space from the radio wave intensity of the space between the radio wave transmission source and the receiving antenna,
A calculation formula setting means for setting a plurality of calculation formulas for calculating the radio field intensity to be selectable, a parameter setting means for setting a part of parameters in the calculation formula to be changeable, and a set calculation formula. Radio wave intensity calculating means for calculating the radio wave intensity based on parameters, actual value input means for inputting an actual value of the radio wave intensity in a part of the space, and input of the radio wave intensity and the actual value by the radio wave intensity calculating means A radio wave propagation simulator characterized by comprising a calculation result comparison means for comparing with an actual measurement value by means, and optimizing the calculation formula or the parameter based on the result of the comparison.
電波の複数の送信源と受信アンテナとの空間の電波強度から、前記空間を伝播する電波の状態をシミュレーションする電波伝搬シミュレータにおいて、
前記電波強度を計算する複数の計算式を選択可能に設定する計算式設定手段と、前記計算式におけるパラメータの一部を変更可能に設定するパラメータ設定手段と、設定された計算式と設定されたパラメータに基づいて前記電波強度を計算する電波強度演算手段とを含む前記送信源毎の電波強度演算装置と、
各電波強度演算装置による電波強度を合成する演算結果合成手段と、前記空間の一部空間における電波強度の実測値を入力する実測値入力手段と、
前記演算結果合成手段による電波強度と前記実測値入力手段による実測値とを比較する演算結果比較手段を設け、前記比較の結果に基づいて前記計算式または前記パラメータを最適化することを特徴とする電波伝搬シミュレータ。
In the radio wave propagation simulator that simulates the state of the radio wave propagating in the space from the radio wave intensity of the space between the plurality of radio wave transmission sources and the receiving antenna,
A calculation formula setting means for setting a plurality of calculation formulas for calculating the radio field intensity to be selectable, a parameter setting means for setting a part of parameters in the calculation formula to be changeable, and a set calculation formula. A radio wave intensity calculating device for each transmission source, including radio wave intensity calculating means for calculating the radio wave intensity based on a parameter;
A calculation result combining means for combining the radio field intensity by each radio field intensity calculation device; an actual measurement value input means for inputting an actual measurement value of the radio field intensity in a part of the space;
Computation result comparison means for comparing the radio wave intensity by the computation result synthesis means with the actual measurement value by the actual measurement value input means is provided, and the calculation formula or the parameter is optimized based on the comparison result. Radio wave propagation simulator.
請求項1または2において、
前記演算結果比較手段は、前記電波強度と前記実測値との差が最小または基準値以下となるように、前記計算式または前記パラメータの設定を変更することを特徴とする電波伝搬シミュレータ。
In claim 1 or 2,
The calculation result comparison means changes the calculation formula or the parameter setting so that a difference between the radio wave intensity and the measured value is a minimum or a reference value or less.
請求項1または2において、
前記計算式設定手段は、送信電波の波長と送受信間距離との関係に応じて設定する計算式を選択することを特徴とする電波伝搬シミュレータ。
In claim 1 or 2,
The radio wave propagation simulator characterized in that the calculation formula setting means selects a calculation formula to be set according to the relationship between the wavelength of a transmission radio wave and the distance between transmission and reception.
請求項1または2において、
前記計算式設定手段は、前記複数の計算式の一部にユーザ指定式を取り込み可能に構成されていることを特徴とする電波伝搬シミュレータ。
In claim 1 or 2,
The radio wave propagation simulator characterized in that the calculation formula setting means is configured to be able to incorporate a user-specified formula into a part of the plurality of calculation formulas.
請求項1または2において、
前記実測値から近似式を導く近似曲線導出手段を設け、導出された近似式を前記計算式設定手段に設定することを特徴とする電波伝搬シミュレータ。
In claim 1 or 2,
An radio wave propagation simulator characterized by comprising an approximate curve deriving means for deriving an approximate expression from the actual measurement value, and setting the derived approximate expression in the calculation formula setting means.
電波の送信源と受信アンテナとの空間の電波強度から、前記空間を伝播する電波の状態をシミュレーションする電波伝搬シミュレータの電波強度演算方法において、
前記電波強度を計算する複数の計算式から1つの計算式を選択すると共に、前記計算式におけるパラメータのうち、変更可能なパラメータの値を設定し、設定された計算式とパラメータに基づいて前記電波強度を計算し、この演算結果の電波強度と前記空間の一部空間における電波強度の実測値とを比較し、電波強度と実測値の差が最小または基準値以下となるまで、前記パラメータまたは前記計算式の再設定を行い前記電波強度の計算を繰り返すことを特徴とする電波伝搬シミュレータの電波強度演算方法。
In the radio wave intensity calculation method of the radio wave propagation simulator that simulates the state of the radio wave propagating through the space from the radio wave intensity of the space between the radio wave transmission source and the receiving antenna,
One calculation formula is selected from a plurality of calculation formulas for calculating the radio field intensity, and a changeable parameter value is set among the parameters in the calculation formula, and the radio wave is set based on the set calculation formula and parameters. Calculating the intensity, comparing the radio field intensity of the calculation result with the actual value of the radio field intensity in a part of the space, until the difference between the radio field intensity and the actual measurement value is a minimum or a reference value or less, A radio wave intensity calculation method for a radio wave propagation simulator, wherein the calculation formula is reset and the calculation of the radio wave intensity is repeated.
請求項7において、
前記電波強度の計算は、全地点の演算終了まで電波の送受信地点間の距離に応じて前記計算式を選択しながら行うことを特徴とする電波伝搬シミュレータの電波強度演算方法。
In claim 7,
The radio wave intensity calculation method for the radio wave propagation simulator, wherein the calculation of the radio wave intensity is performed while selecting the calculation formula according to the distance between the radio wave transmission / reception points until the calculation of all points is completed.
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