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公開番号2024087719
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-01
出願番号2022202662
出願日2022-12-19
発明の名称電波環境計算モデル生成方法、電波環境計算方法、および、電波環境計算モデル生成システム
出願人株式会社日立製作所
代理人青稜弁理士法人
主分類H04B 17/391 20150101AFI20240624BHJP(電気通信技術)
要約【課題】
本願発明の課題は、実空間での無線通信用電磁波の挙動を精度よく計算モデルに反映可能とすることである。
【解決手段】
本発明の好ましい一側面は、処理装置、出力装置、入力装置、記憶装置を備え、計算機資源を提供可能な情報処理装置を用い、前記計算機資源内に無線通信環境を模した電磁波散乱体の構造モデルを構築する際に、前記情報処理装置は、第1の周波数の電波により得られたデータに基づいて、前記電磁波散乱体の位置を推定し、第2の周波数の電波により得られたデータに基づいて、前記電磁波散乱体の電磁波に対する影響を推定する、電波環境計算モデル生成方法である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
処理装置、出力装置、入力装置、記憶装置を備え、計算機資源を提供可能な情報処理装置を用い、前記計算機資源内に無線通信環境を模した電磁波散乱体の構造モデルを構築する際に、
前記情報処理装置は、
第１の周波数の電波により得られたデータに基づいて、前記電磁波散乱体の位置を推定し、
第２の周波数の電波により得られたデータに基づいて、前記電磁波散乱体の電磁波に対する影響を推定する、
電波環境計算モデル生成方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第２の周波数の電波は、無線通信に用いる搬送波の波長の電波であり、
前記第１の周波数の電波は、前記第２の周波数の電波より周波数が高い、
請求項１記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項３】
前記第１の周波数の電波は、光である、
請求項２記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項４】
前記第２の周波数の通信用電波を送信する送信源と、計測用無線機を用い、
前記計測用無線機が前記通信用電波の到来方向を推定する第１のステップ、
前記計測用無線機が前記到来方向に向けて前記光を照射し、当該光の反射光に基づいて、前記到来方向に存在する電磁波散乱体に係る反射点の座標を推定する第２のステップ、
前記到来方向と前記座標とに基づいて、前記構造モデルを構築する第３のステップ、
を実行する、
請求項３記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項５】
前記電磁波散乱体の電磁波に対する影響は、前記通信用電波の反射特性である、
請求項４記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項６】
前記到来方向に存在する電磁波散乱体に係る反射点の座標を複数取得し、複数の座標からポリゴンを形成する、
請求項５記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項７】
前記ポリゴンに対して前記通信用電波の反射方向を対応付けたデータを用いて、前記構造モデルを構築する
請求項６記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項８】
前記ポリゴンを形成する際に、前記反射点の座標を３以上取得し、
取得した３以上の座標から３つの座標を選択し、
当該３つの座標によって作られるポリゴンの法線方向を計算し、
計算した前記法線方向が前記通信用電波の入射方向および反射方向から求まる法線方向に近づくように前記３つの座標を補正する、
請求項６記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項９】
取得した３以上の座標から３つの座標を選択する際に、
前記補正の前後で前記３つの座標の補正量が最も小さくなるような座標を選択する、
請求項８記載の電波環境計算モデル生成方法。
【請求項１０】
計算した前記法線方向が前記通信用電波の入射方向および反射方向から求まる法線方向に一致するように前記３つの座標を補正する際に、
前記補正の前後で前記３つの座標の補正量が最も小さくなるように補正する、
請求項８記載の電波環境計算モデル生成方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの性能を、計算機資源を用いて評価するための電磁界計算モデルを生成するシステム、および同計算モデルを用いて同システムの通信性能を予測するシステムに係る。特に、サービスエリア内の電磁界測定と構造物表面の位置の計測データを用いて、無線システムが稼働する実環境の状態を反映して、計算機資源内でサービスエリア内の無線通信状態を予測する無線通信特性評価システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体チップの高速化および高集積化により、計算機資源を用いて大規模かつ高速な電磁界計算が可能となっている。計算機資源内に電磁波に影響を及ぼす実空間に存在する構造物をモデル化し、同モデルを用いて実空間における無線通信特性を計算機内で再現するデジタルツインと呼ばれる技術が登場し、研究・開発が鋭意進められている。
【０００３】
電磁界に影響を及ぼす構造物を計算機資源中のサイバー空間に再現する技術として、構造物の寸法データ及び電気特性データを用いてその三次元構造をサイバー空間に形成する技術がこれまで採用されてきた。しかし、当該構造物が設置される位置の特定が困難であるという課題があった。
【０００４】
この課題を解決すべく、特開2005－72654号公報では、無線通信に用いる電波より３～４桁高い周波数の光波を用いて、計測点より物体表面上の一点の方向および距離を測定しこれを点データとして記憶する。この手法を用いて複数の計測点から多数の方向に向けて同様の計測を行い、そのようにして得られた点データの集合体である点群としてサイバー空間内に構造体を表現す技術が述べられている。
【０００５】
WO2015/029179号公報には、前述と同様な手法で得られた点群から得られた構造体の計算モデルに対して、同計算モデルを構築する構造体の複数の位置に対して無線通信用の電磁波を送信し、得られた反射波と元の送信波の強度から計算モデルの構造体に付与する電気特性を決定する技術が述べられている。
【０００６】
一方、特開2015－80061号公報では無線通信サービスエリア内の複数の地点で周囲の風景画像を取得し、これら画像データを用いて画像処理によりサービスエリア内の構造物をサイバー空間に再現する技術が述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開2005－72654号公報
ＷＯ2015/029179号公報
特開2015－80061号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
係る先行技術は、いずれも無線通信に使用する電磁波に対してサービスエリア内の構造物がどのような影響を与えるかをサイバー空間中の計算モデルが考慮していない。このために、サイバー空間内で予測した無線通信特性と実空間で計測される無線通信特性とが一致しないという課題がある。
【０００９】
電磁波が構造物に入射する際の振る舞いは、電磁波の波長オーダーで決定した構造物の寸法および表面形状に従って変化する。このために、特に反射、透過、回折等の電磁波の散乱過程において、サイバー空間中に構築された構造物が無線通信に用いられる電磁波に対して3～4桁異なる周波数の光波で測定されたデータを用いる従来技術では、サイバー空間内と実空間での無線通信用電磁波の振る舞いは大きく異なる。このために、直接波を用いた通信が困難な非見通し通信環境における無線通信特性の予測は困難を極めることとなる。
【００１０】
本願発明の課題は、実空間での無線通信用電磁波の挙動を精度よく計算モデルに反映可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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