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公開番号2025056834
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023166328
出願日2023-09-27
発明の名称電波環境モデル計算システム及び電波環境モデル計算方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H04B 17/391 20150101AFI20250401BHJP(電気通信技術)
要約【課題】無線通信を提供する移動体を含むサービスエリア内での通信品質の推定を高速かつ精度よく行う。
【解決手段】電波環境モデル計算システムは、静止構造物を表す構造物ポリゴンを静止構造物に関する点群データ及び該静止構造物の電気特性を表す電気データから生成する。また移動体を表す移動体ポリゴンを移動体に関する点群データから生成する。そして構造物ポリゴンに基づく第1の電界強度分布を電磁界計算エンジンから取得する。また移動体ポリゴンに基づく第2の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得する。そして第1の電界強度分布と第2の電界強度分布とに基づいて電界強度分布を生成し、表示装置から出力する。
【選択図】図3A

特許請求の範囲【請求項１】
静止構造物及び移動体が存在する無線通信サービスエリアの電界強度分布を計算する電波環境モデル計算システムであって、
前記電波環境モデル計算システムは、プロセッサとメモリとを有し、
前記プロセッサは、
前記静止構造物を表す構造物ポリゴンを該静止構造物に関する点群データ及び該静止構造物の電気特性を表す電気データから生成し、
前記移動体を表す移動体ポリゴンを該移動体に関する点群データから生成し、
前記構造物ポリゴンに基づく第１の電界強度分布を電磁界計算エンジンから取得し、
前記移動体ポリゴンに基づく第２の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得し、
前記第１の電界強度分布と前記第２の電界強度分布とに基づいて前記電界強度分布を生成し、
前記電界強度分布を表示装置から出力する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記プロセッサは、
所定のレイ放射点から放射された後の前記構造物ポリゴンとの最初の衝突点である第１構造物衝突点で衝突する直接波を表す第１の直接波レイを前記電磁界計算エンジンから取得し、
前記レイ放射点から放射された後の前記移動体ポリゴンとの最初の衝突点である第１移動体衝突点で衝突する直接波を表す第２の直接波レイを前記電磁界計算エンジンから取得し、
前記レイ放射点から同一方向へ放射された前記第１の直接波レイと前記第２の直接波レイのうちで行路長が短いレイを直接波レイとし、
前記第１構造物衝突点で前記直接波レイが反射した後に前記構造物ポリゴンと衝突を繰返した反射波を表す第１の反射波レイと該第１の反射波レイに基づく前記第１の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得し、
前記第１移動体衝突点で前記直接波レイが反射した後に前記移動体ポリゴンと衝突を繰返した反射波を表す第２の反射波レイと該第２の反射波レイに基づく前記第２の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項３】
請求項１に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記電波環境モデル計算システムは、前記静止構造物に関する点群データを取得する点群計測装置を有し、
前記プロセッサは、
前記点群計測装置によって取得された前記静止構造物に関する点群データから前記移動体ポリゴンを生成する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項４】
請求項１に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記電波環境モデル計算システムは、前記移動体に関する点群データを取得する点群計測装置を有し、
前記プロセッサは、
前記点群計測装置によって前記移動体に関する点群データが取得される都度、該点群データから前記移動体ポリゴンを再生成し、
前記第１の電界強度分布と、再生成した前記第２の電界強度分布とに基づいて前記電界強度分布を再生成し、
再生成した前記電界強度分布を表示装置から出力する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項５】
請求項１に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記電波環境モデル計算システムは、
前記移動体の画像を撮影する画像撮影装置と、
前記移動体の画像データに該移動体のサイズ及び電気特性の情報が対応付けられた移動体画像データを管理するデータベースと、前記画像撮影装置によって取得された該移動体の画像と該データベースで管理される画像とを比較して該移動体の該サイズ及び該電気特性を取得する画像診断機能部とを備えた画像解析装置と、を有し、
前記プロセッサは、
前記移動体ポリゴンを、前記移動体に関する点群データと、前記画像解析装置によって取得された該移動体の前記サイズ及び前記電気特性とから生成する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項６】
請求項５に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記電波環境モデル計算システムは、前記移動体に関する点群データを取得すると共に前記移動体の位置及び移動速度を測定する点群計測装置を有し、
前記プロセッサは、
前記点群計測装置によって測定された前記移動体の位置及び移動速度に基づいて所定時間後の該移動体の位置を推定し、
前記移動体に関する点群データから前記移動体ポリゴンを生成し、
推定した前記位置における前記移動体ポリゴンに基づく前記第２の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項７】
請求項１に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記プロセッサは、
前記構造物ポリゴンと前記移動体ポリゴンを構成する各ポリゴンに対して、最も近接するポリゴンに連続するＩＤが割当てられるようにＩＤを昇順で付与する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項８】
請求項１に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記プロセッサは、
前記無線通信サービスエリア内の限定エリアの指定を受付け、
前記限定エリアに限定して、
前記第１の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得し、
前記第２の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項９】
請求項２に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記プロセッサは、
さらに、前記直接波レイ、前記第１の反射波レイ、及び前記第２の反射波レイを前記表示装置から出力する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の電波環境モデル計算システムであって、
前記プロセッサは、
さらに、前記構造物ポリゴンに基づく前記静止構造物の位置及び形状と、前記移動体ポリゴンに基づく前記移動体の位置及び形状とを前記表示装置から出力する
ことを特徴とする電波環境モデル計算システム。
（【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、電波環境モデル計算システム及び電波環境モデル計算方法に関する。
続きを表示（約 1,500 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。電磁波に影響を及ぼす実空間に存在する物体を計算機資源内でモデル化し、この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】
これまで、無線通信エリア内の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、構造物のサイズ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構築する技術が採用されてきた。
【０００４】
しかし、無線通信エリア内に移動体が存在する場合に、移動体が無線通信エリア内の電磁界に及ぼす影響を計算機資源中のサイバー空間に反映する必要がある。
【０００５】
これに対応すべく、特許文献１には、無線通信エリア内の複数の地点で電磁界を実測し、サイバー空間内の構造物データを用いた計算結果により、エリア内の電磁界分布を補正する技術が開示されている。
【０００６】
また特許文献２には、無線通信エリア内の複数の送受信点の組における電磁界の実測値より移動体の有無を検出する。そして、送受信点間に存在する移動体に関する位置等の物理的性質と電気的性質を、移動体が存在しない場合の測定値と移動体が存在する場合の測定値の差分を用いて推定する。そして推測された移動体の物理的および電気的属性を用いて無線通信エリア内の電磁界分布を計算する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０２０／１９５２９６号
特開２０２３－７２２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述の特許文献１及び２の従来技術では、無線通信サービスエリア内に存在する無線通信媒体といった電磁波に影響を与える構造物をサイバー空間内に忠実に再現して、無線通信サービスエリア内の電波環境を精度よく推測することが困難という課題があった。さらに、無線通信サービスエリア内の移動体の位置変化に追随して無線通信サービスエリア内の電波環境の変動を推測することも困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する一態様として、静止構造物及び移動体が存在する無線通信サービスエリアの電界強度分布を計算する電波環境モデル計算システムであって、前記電波環境モデル計算システムは、プロセッサとメモリとを有し、前記プロセッサは、前記静止構造物を表す構造物ポリゴンを該静止構造物に関する点群データ及び該静止構造物の電気特性を表す電気データから生成し、前記移動体を表す移動体ポリゴンを該移動体に関する点群データから生成し、前記構造物ポリゴンに基づく第１の電界強度分布を電磁界計算エンジンから取得し、前記移動体ポリゴンに基づく第２の電界強度分布を前記電磁界計算エンジンから取得し、前記第１の電界強度分布と前記第２の電界強度分布とに基づいて前記電界強度分布を生成し、前記電界強度分布を表示装置から出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無線通信を提供する移動体を含むサービスエリア内での通信品質の推定を高速かつ精度よく実現可能となり、移動体を含む通信環境における無線通信品質の推定を移動体の移動に追随して即応的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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