特開 2022-182330 電波反射部材の設置位置を決定する情報処理装置、方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182330

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】電波反射部材の設置位置を決定する情報処理装置、方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/18 20090101AFI20221201BHJP

【ＦＩ】

H04W16/18 110

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021089837

(22)【出願日】2021-05-28

(71)【出願人】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(74)【代理人】

【識別番号】100128691

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 弘通

(72)【発明者】

【氏名】林 合祐

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 彰弘

(72)【発明者】

【氏名】表 英毅

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA22

5K067BB21

5K067DD20

5K067DD43

5K067DD44

5K067DD45

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高コストの現地調査を行うことなく、高周波帯の電波の送信点から見通し外に位置する目標受信点に対して電波を所定電力で到達させるように電波反射部材の設置位置を決定することができる情報処理装置及び方法を提供する。
【解決手段】情報処理装置は、建物４０などの障害物が多い市街地などの対象エリア１２の地図情報に基づいて、対象エリアにおける電波の送信点Ｔｘに対する見通し外のエリア１３に位置する目標受信点Ｒｘと送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定し、複数の電波伝搬経路のそれぞれについて目標受信点における受信特性を推定し、目標受信点における受信特性が高い順番に電波伝搬経路を選択して受信特性の合計値を算出し、その合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波反射部材の設置位置を決定する処理を行う情報処理装置であって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定する伝搬経路設定部と、
前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定する受信特性推定部と、
前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定する設置位置決定部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。

【請求項2】

請求項１の情報処理装置において、
前記受信特性は、前記目標受信点における受信電力、又は、前記送信点から前記目標受信点までの伝搬損失であることを特徴とする情報処理装置。

【請求項3】

電波反射部材の設置位置を決定する処理を行う情報処理装置であって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対して見通しとなる複数の前記電波反射部材の設置候補位置を探索する設置候補位置探索部と、
前記複数の設置候補位置の中から、前記電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と反射光候補点と間が見通しの位置関係にある一又は複数の設置候補位置を選択する設置候補位置選択部と、
前記設置候補位置の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定する設置位置決定部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。

【請求項4】

請求項３の情報処理装置において、
前記設置位置決定部は、前記選択した設置候補位置が複数の場合、前記電波反射部材の反射特性パラメータに基づいて前記電波反射部材の設置位置を絞り込んで決定することを特徴とする情報処理装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかの情報処理装置において、
前記見通し外のエリアに位置する端末装置による通信トラフィック量に基づいて、前記電波反射部材の反射ビームの形状及び数を決定する反射ビーム決定部を備えることを特徴とする情報処理装置。

【請求項6】

電波反射部材の設置位置を決定する方法であって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定することと、
前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定することと、
前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定することと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項7】

電波反射部材の設置位置を決定する方法であって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対して見通しとなる複数の前記電波反射部材の設置候補位置を探索することと、
前記複数の設置候補位置の中から、前記電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と反射光候補点と間が見通しの位置関係にある一又は複数の設置候補位置を選択することと、
前記設置候補位置の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定することと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項8】

電波反射部材の設置位置を決定する装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定するためのプログラムコードと、
前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定するためのプログラムコードと、
前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定するためのプログラムコードと、
を含むことを特徴とするプログラム。

【請求項9】

電波反射部材の設置位置を決定する装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対して見通しとなる複数の前記電波反射部材の設置候補位置を探索するためのプログラムコードと、
前記複数の設置候補位置の中から、前記電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と反射光候補点と間が見通しの位置関係にある一又は複数の設置候補位置を選択するためのプログラムコードと、
前記設置候補位置の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定するためのプログラムコードと、
を含むことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ミリ波帯などの高周波帯の電波を反射する電波反射板等の電波反射部材の設置位置を決定する情報処理装置、方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、移動通信における端末装置の増加による通信トラフィックの問題に対して第５世代等の次世代の移動通信システムなどの導入が期待されている。 特に、高速大容量などの特徴を持つ準ミリ波、ミリ波、テラヘルツ波などの高周波帯の電波の使用が注目されている。しかし、このような高周波帯の電波は波長が短いため、樹木や建物などの障害物による遮蔽の影響で通信ができなくなる見通し外のエリア（「不感エリア」又は「通信不可エリア」ともいう。）が発生しやすい。また、上記高周波帯の電波を無線給電に用いる場合も、建物などの障害物による遮蔽の影響で無線給電できなくなる見通し外エリアが発生しやすい。

【0003】

上記高周波帯の通信や無線給電ができないエリアを解消するために、電波の反射方向を制御できる電波反射板（例えば特許文献１参照）の使用が期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２２６６９５号広報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記電波反射板を設置する場合、その電波反射板の設置位置は、電波を送信する基地局等の送信点に対する見通し外に位置するエリアに電波が所定電力で到達するように適切な場所（例えば建物の壁面）に必要な数だけ配置する必要がある。しかしながら、現状において電波反射板の設置位置を決定するために現地での調査を行う必要があり、多くの工数や人件費などのコストを掛かる、という課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に係る情報処理装置は、電波反射部材の設置位置を決定する処理を行う情報処理装置である。この情報処理装置は、対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定する伝搬経路設定部と、前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定する受信特性推定部と、前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定する設置位置決定部と、を備える。

【0007】

本発明の第１の態様に係る方法は、電波反射部材の設置位置を決定する方法である。この方法は、対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定することと、前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定することと、前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定することと、を含む。

【0008】

本発明の第１の態様に係るプログラムは、電波反射部材の設置位置を決定する装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定するためのプログラムコードと、前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定するためのプログラムコードと、前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定するためのプログラムコードと、を含む。

【0009】

前記第１の態様に係る情報処理装置、方法及びプログラムのそれぞれにおいて、前記受信特性は、前記目標受信点における受信電力、又は、前記送信点から前記目標受信点までの伝搬損失であってもよい。

【0010】

本発明の第２の態様に係る情報処理装置は、電波反射部材の設置位置を決定する処理を行う情報処理装置である。この情報処理装置は、対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対して見通しとなる複数の前記電波反射部材の設置候補位置を探索する設置候補位置探索部と、前記複数の設置候補位置の中から、前記電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と反射光候補点と間が見通しの位置関係にある一又は複数の設置候補位置を選択する設置候補位置選択部と、前記設置候補位置の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定する設置位置決定部と、を備える。

【0011】

本発明の第２の態様に係る方法は、電波反射部材の設置位置を決定する方法である。この方法は、対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対して見通しとなる複数の前記電波反射部材の設置候補位置を探索することと、前記複数の設置候補位置の中から、前記電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と反射光候補点と間が見通しの位置関係にある一又は複数の設置候補位置を選択することと、前記設置候補位置の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定することと、を含む。

【0012】

本発明の第２の態様に係るプログラムは、電波反射部材の設置位置を決定する装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対して見通しとなる複数の前記電波反射部材の設置候補位置を探索するためのプログラムコードと、前記複数の設置候補位置の中から、前記電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と反射光候補点と間が見通しの位置関係にある一又は複数の設置候補位置を選択するためのプログラムコードと、前記設置候補位置の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定するためのプログラムコードと、を含む。

【0013】

前記第２の態様に係る情報処理装置、方法及びプログラムのそれぞれにおいて、前記設置位置決定部は、前記選択した設置候補位置が複数の場合、前記電波反射部材の反射特性パラメータに基づいて前記電波反射部材の設置位置を絞り込んで決定してもよい。

【0014】

前記第１の態様及び第２の態様に係る情報処理装置、方法及びプログラムのそれぞれにおいて、前記見通し外のエリアに位置する端末装置による通信トラフィック量に基づいて、前記電波反射部材の反射ビームの形状及び数を設定してもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、高コストの現地調査を行うことなく、高周波帯の電波の送信点からの見通し外のエリアに位置する目標受信点に対して電波を所定電力で到達させるように電波反射部材の設置位置を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る電波反射板を用いたセルラー方式の無線通信システムの一例を示す説明図。

【図2】実施形態に係る電波反射板の設置位置を決定する情報処理装置の主要構成の一例を示す機能ブロック図。

【図3】実施形態に係る電波反射板の設置位置を決定する方法の一例を示すフローチャート。

【図4】図３の方法における複数の反射を伴う電波伝搬経路の一例を示す説明図。

【図5】電波反射板による１回反射の一例を示す説明図。

【図6】実施形態に係る電波反射板の構成の一例を示す斜視図。

【図7】実施形態に係る電波反射板の反射ビームの形状及び反射角度を決定する方法の一例を示すフローチャート。

【図8】（ａ）は実施形態に係る電波反射板のブロード形状の反射ビームを用いた見通し外エリアの端末装置の探索の説明図。（ｂ）は実施形態に係る電波反射板で見通し外エリアに形成される複数の反射ビームの一例を示すフローチャート

【図9】実施形態に係る電波反射板の設置位置を決定する情報処理装置の主要構成の他の例を示す機能ブロック図。

【図10】実施形態に係る電波反射板の設置位置を決定する方法の他の例を示すフローチャート。

【図11】（ａ）は実施形態に係る電波反射板の設置候補位置の探索結果の一例を示す説明図。（ｂ）は実施形態に係る電波反射板の設置候補位置の絞り込み選択結果の一例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係る情報処理装置は、建物などの障害物が多い市街地などの対象エリアにおける基地局（例えばＬＴＥのｅＮｏｄｅＢ又は５Ｇ等の次世代のｇＮｏｄｅＢ）の送信アンテナ（電波送信点）に対して見通し外になっているエリア（以下「見通し外エリア」という。）に、送信アンテナから送信された高周波帯の電波（例えば、準ミリ波、ミリ波、テラヘルツ波）を一又は複数の電波反射板で反射させて到達させることにより見通し外エリアの通信品質を改善するセルラー方式の無線通信システムにおいて、高コストの現地調査を行うことなく電波反射板の設置位置を決定することができる。

【0018】

図１は、実施形態に係る電波反射板を用いたセルラー方式の無線通信システムの一例を示す説明図である。図１において、無線通信システムは、ビルなどの建物４０の屋上に設置された基地局１０を有し、基地局１０の送信アンテナ１１から所定の周波数帯の電波を用いて、地上又は海上のセル１２に位置する端末装置（「ユーザ装置（ＵＥ）」又は「移動局」ともいう。）３０との無線通信を行う。この無線通信システムでは、端末装置３０の増加による通信トラフィックの問題に対して第５世代などの次世代の移動通信システムなどの導入が期待されている。特に、高速大容量などの特徴を有する準ミリ波（１０ＧＨｚ～３０ＧＨｚ）、ミリ波（３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚ）、テラヘルツ波（３００ＧＨｚ～３ＴＨｚ）などの高い周波数帯の使用が注目されている。

【0019】

しかしながら、上記高い周波数帯の電波では、波長が短いため、樹木や建物などの障害物による遮断の影響を受けやすく通信ができなくなる懸念がある。特に市街地では、図１に示すように建物４０が多く、建物４０による遮断の影響を受けやすく、基地局１０の送信アンテナ１１から見通し外になっている見通し外エリア１３が発生し、基地局１０と見通し外エリア１３内の端末装置３０との通信ができないおそれがある。同様な課題は、通信の場合だけでなく、上記高周波帯の電波を用いて送電アンテナから端末装置３０に無線給電する場合にも発生し得る。

【0020】

本実施形態では、図１に示すように、見通し外エリア１３における高周波帯の通信品質を改善するために、建物４０の壁面や屋上に設置した電波反射部材としての電波反射板２０を設置している。なお、電波反射部材は、板形状以外の形状を有するものであってもよい。

【0021】

電波反射板２０は、電波の反射方向を制御可能な反射板であり、その設置位置は、例えば、基地局１０の送信アンテナ（送信点Ｔｘ）１１に対して見通しとなる場所であり、且つ、送信アンテナ（送信点Ｔｘ）１１から見通し外エリア１３内の目標受信点Ｒｘまで１回反射となる位置である。

【0022】

目標受信点Ｒｘは、例えば、見通し外エリア１３の幾何学的な中心位置でもよいし、見通し外エリア１３における端末装置３０の分布密度（予測密度）が高い位置でもよい。

【0023】

電波反射板２０を設置位置は、見通し外エリア１３に電波が所定電力で到達するように適切な場所（例えば建物の壁面）に必要な数だけ配置する必要があるが、電波反射板の設置位置を決定するために現地での調査を行うと、多くの工数や人件費などのコストを掛かる。

【0024】

本実施形態では、以下に説明するように、高コストの現地調査を行うことなく電波反射板２０の設置位置を決定している。

【0025】

図２は、実施形態に係る電波反射板２０の設置位置を決定する情報処理装置５０の主要構成の一例を示す機能ブロック図である。情報処理装置５０は、インターネットや移動通信網などの通信網に接続された単体又は複数のサーバで構成してもよいし、通信網に接続された複数のコンピュータからなるクラウドシステムで構成してもよい。情報処理装置５０は、例えばコンピュータ又はプロセッサなどで構成され、予め組み込まれた所定のプログラム又は通信網を介してダウンロードされた所定のプログラムが読み込まれて実行されることにより、以下の各部として機能することができる。

【0026】

図２において、情報処理装置５０は、地図情報記憶部（地図ＤＢ）５０１と伝搬経路設定部５０２と受信特性推定部５０３と設置位置決定部５０４とを備える。地図情報記憶部５０１は、セル１２などの対象エリアにおける電波伝搬の障害になる建物４０などの障害物の３次元的座標の情報を含む対象エリアの地図情報を記憶している。

【0027】

伝搬経路設定部５０２は、対象エリアの地図情報に基づいて、対象エリアにおける電波の送信点Ｔｘである基地局１０の送信アンテナ１１に対する見通し外のエリア（見通し外エリア）１３に位置する目標受信点Ｒｘと送信点Ｔｘとの間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路Ｐ（１）～Ｐ（Ｎ）を設定する。

【0028】

受信特性推定部５０３は、前記複数の電波伝搬経路Ｐ（１）～Ｐ（Ｎ）のそれぞれについて目標受信点Ｒｘにおける受信特性としての受信電力を推定する。推定する受信特性は、基地局１０の送信アンテナ１１の送信点Ｔｘから目標受信点Ｒｘまでの伝搬損失であってもよい。

【0029】

設置位置決定部５０４は、目標受信点における受信電力が高い順番に電波伝搬経路Ｐ（ｎ）を選択して受信電力の合計値を算出し、その合計値が所定の目標品質（閾値）よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて一又は複数の電波反射部材としての電波反射板２０の設置位置を決定する。

【0030】

図２において、情報処理装置５０は、通信トラフィック推定部５０５と反射ビーム決定部５０６とを更に備えてもよい。通信トラフィック推定部５０５は、後で例示するように、見通し外エリア１３に位置する端末装置３０による通信トラフィック量を推定する。また、反射ビーム決定部５０６は、後で例示するように、通信トラフィック量の推定結果に基づいて、前記設置位置を決定した電波反射板２０の反射ビームの形状及び数を設定する。

【0031】

図３は、実施形態に係る電波反射板２０の設置位置を決定する方法の一例を示すフローチャートであり、図４は、図３の方法における複数の反射を伴う電波伝搬経路Ｐの一例を示す説明図である。図３の電波反射板２０の設置位置を決定する方法は、例えば、前述の図２の構成を有する情報処理装置５０で実施することができる。また、図中の電波伝搬経路Ｐ（１）～Ｐ（４）のそれぞれにおける反射点２１（１）～２１（４）は、送信点Ｔｘ（基地局１０のアンテナ１１）及び目標受信点Ｒｘに対して見通しとなるポイントである。

【0032】

なお、図３及び図４の例では、反射点２１（１）～２１（４）が建物４０の壁面に設定されているが、建物４０の屋上に設定してもよい。また、図３及び図４の例では、１回の反射を伴う電波伝搬経路Ｐ（１）～Ｐ（４）の数が４経路である場合について示しているが、電波伝搬経路Ｐの数は３経路以下であってもよいし、５経路以上であってもよい。

【0033】

図３において、情報処理装置５０は、電波の周波数、送信電力、送信点Ｔｘの位置座標、目標受信点Ｒｘ、電波反射板２０の反射特性パラメータなどのシミュレーション条件を設定し、そのシミュレーション条件の下で、地図情報に基づき、１回の反射を伴う送信点Ｔｘから目標受信点Ｒｘまでの複数の電波伝搬経路（以下「パス」ともいう。）Ｐ（１）～Ｐ（Ｎ）を設定する（Ｓ１０１）。Ｎはパスの設定数である。

【0034】

パスの設定には、例えば、電波伝搬解析のための幾何光学理論に基づくレイトレース法を用いることができる。レイトレース法は、電波を直進するレイとみなし、送受信点間に存在する複数の伝搬経路を電波の直接波、反射波、回折波からなるレイとして近似的にモデル化し、電波の伝搬特性を推定する方法である。

【0035】

次に、情報処理装置５０は、送信点Ｔｘから送信された電波が各伝搬経路を介して目標受信点Ｒｘで受信された受信電力を推定し、その受信電力の推定値が大きい順番でパスＰ（１）～Ｐ（Ｎ）を番付けする。以下、受信電力の推定値が大きい順番に第１パスＰ（１）～第ＮパスＰ（Ｎ）という。

【0036】

次に、情報処理装置５０は、目標受信点Ｒｘにおける受信電力の推定値が大きい順番にパスを選択して受信電力の合計値Ｐｔを算出し、合計値が所定の閾値（目標品質）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０３～Ｓ１０６）。例えば、情報処理装置５０は、まず第１パスＰ（１）を選択し（Ｓ１０３）、受信電力の合計値Ｐｔを算出する（Ｓ１０４）。第１パスＰ（１）の選択時は、受信電力の合計値Ｐｔは第１パスＰ（１）を介して受信された受信電力に等しい。次に、情報処理装置５０は、合計値Ｐｔと閾値とを比較し（Ｓ１０５）、合計値Ｐｔが閾値以下の場合（Ｓ１０５でＮｏ）は、次の第２パスＰ（２）を追加選択し（Ｓ１０６）、受信電力の合算値の算出及び合算値と閾値との比較を行う（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。このパスの追加選択、受信電力の合算値の算出及び合算値と閾値との比較は、合計値Ｐｔが閾値より大きくなるまで繰り返し実行される。

【0037】

合計値Ｐｔが閾値より大きくなったら（Ｓ１０５でＹＥＳ）、情報処理装置５０は、それまでに選択したパスに対応する電波反射板２０の設置位置及び数を決定する（Ｓ１０７）。例えば、図４の例では、反射点２１（１）～２１（４）のそれぞれを電波反射板２０の設置位置として決定し、電波反射板２０の数が４枚であると決定する。

【0038】

図５は、図３及び図４で選択した見通しパスの反射点２１に設置した電波反射板２０による１回反射の一例を示す説明図である。図５に示すように、電波反射板２０を建物４０の壁面に沿って設置した場合、電波の反射は正反射（入射角θｉｎ＝反射角θｏｕｔ）になるとは限らない。そのため、本実施形態では、反射ビームの方向を任意に設定可能な電波反射板２０を用いている。

【0039】

図６は、実施形態に係る電波反射板２０の構成の一例を示す斜視図である。図６の電波反射板２０は、複数の反射素子２０ａがアレイ状に２次元配置された構成を有する。複数の反射素子２０ａはそれぞれ、例えば表面から順に周波数選択板（ＦＳＳ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｕｒｆａｃｅ）、誘電体及び地板の３層からなるメタ・サーフェスと呼ばれる表面構造を有する。ここで、図中ｘ方向ｉ番目ｙ方向ｊ番目の反射素子２０ａの入射波に対する反射波の反射位相差δ_ｉ，ｊを次式（１）に基づいて設定することにより、電波反射板２０に入射角度（θ_ｉｎ，φ_ｉｎ）で入射してきた電波を任意の反射角度（θ_ｏｕｔ，φ_ｏｕｔ）で反射させることができる。

【数1】

【0040】

なお、（１）式中のλは電波の波長であり、θ_ｉｎ及びθ_ｏｕｔはそれぞれ図中ｙ－ｚ面での入射角度及び反射角度であり、φ_ｉｎ及びφ_ｏｕｔはそれぞれ図中ｘ－ｚ面での入射角度及び反射角度である。また、（１）式中のｐｉ及びｐｊはそれぞれ、図中ｘ方向及びｙ方向における反射素子２０ａのピッチである。

【0041】

上記電波反射板２０の反射ビームの形状及び反射角度は、例えば次に示す方法で決定してもよい。この方法は、方向拘束電力最小化（ＤＣＭＰ：Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ）の技術を適用し、ヌル方向を制御することで複数ビームを形成する手法を利用する方法である。

【0042】

図７は、実施形態に係る電波反射板２０の反射ビームの形状及び反射角度を決定する方法の一例を示すフローチャートである。また、図８（ａ）は実施形態に係る電波反射板２０のブロード形状の反射ビームを用いた見通し外エリア１３の端末装置３０の探索の説明図であり、図８（ｂ）は実施形態に係る電波反射板２０で見通し外エリア１３に形成される複数の反射ビームの一例を示す説明図である。図７及び図８の電波反射板２０の反射ビームの形状及び反射角度を決定する方法は、例えば、前述の図２の構成を有する情報処理装置５０の通信トラフィック推定部５０５及び反射ビーム決定部５０６で実施することができる。

【0043】

図７において、情報処理装置５０は、まず、見通し外エリア１３におけるトラフィック量を推定し（Ｓ２０１）、その次に端末装置３０を探索する（Ｓ２０２）。この探索は、例えば、電波反射板２０から見通し外エリア１３への反射ビームが見通し外エリア１３の全体をカバーする程度のビーム幅を有するブロードビームの場合（図８（ａ）参照）に端末装置３０から基地局１０に報告された測定報告（ＭＲ）に基づいて行うことができる。

【0044】

次に、情報処理装置５０は、端末装置３０からの測定報告に基づいてグループ分けを行い、地図情報に基づいて見通し外エリア１３を複数の分割エリアに分割する（Ｓ２０３）。例えば、図８に示すように見通し外エリア１３を２つの分割エリアＡ１，Ａ２に分割する。

【0045】

次に、情報処理装置５０は、各分割エリアで端末装置３０の受信電力を推定し、各分割エリアの通信トラフィック量を推定する（Ｓ２０３，Ｓ２０４）。例えば、図８に示す分割エリアＡ１に在圏する第１グループの端末装置３０の受信電力を推定し、その受信電力の推定結果に基づいて分割エリアＡ１の通信トラフィック量を推定する。また、分割エリアＡ２に在圏する第２グループの端末装置３０の受信電力を推定し、その受信電力の推定結果に基づいて分割エリアＡ２の通信トラフィック量を推定する。

【0046】

次に、情報処理装置５０は、分割エリア毎に、通信トラフィック量の推定結果に基づいて、電波反射板２０からの反射ビームのウェイトを決定する（Ｓ２０５）。例えば、図８（ｂ）に示すように、分割エリアＡ１の通信トラフィック量に応じて、電波反射板２０から分割エリアＡ１の端末装置群に向かう反射ビームＢ１を形成するためのウェイトを決定し、分割エリアＡ２の通信トラフィック量に応じて、電波反射板２０から分割エリアＡ２の端末装置群に向かう反射ビームＢ２を形成するためのウェイトを決定する。

【0047】

次に、情報処理装置５０は、各分割エリアのウェイトに基づき、前述の方向拘束電力最小化（ＤＣＭＰ）の手法により分割エリアの境界にヌル方向を制御することにより、各分割エリアに向く複数ビームを含む反射ビームの形状及び反射角度を算出して決定する（Ｓ２０６）。例えば、図８（ｂ）に示すように、分割エリアＡ１，Ａ２のウェイトに基づき、分割エリアＡ１，Ａ２の境界にヌル方向を制御することにより、各分割エリアＡ１，Ａ２に向く複数ビームＢ１，Ｂ２を含む反射ビームの形状及び反射角度を算出して決定する。

【0048】

図７及び図８に示すように、見通し外エリア１３において分布する通信トラフィック量に応じて、電波反射板２０から見通し外エリア１３に向かう反射ビームの形状及び反射角度を決定することにより、見通し外エリア１３の全体にわたって通信品質の低下を防止することができる。

【0049】

図７及び図８に例示した電波反射板２０から見通し外エリア１３に向かう反射ビームの形状及び反射角度を決定する方法は、以下の図９～図１１に示す方法で設置位置及び数を決定した電波反射板２０についても適用することができる。

【0050】

図９は、実施形態に係る電波反射板２０の設置位置を決定する情報処理装置５０の主要構成の他の例を示す機能ブロック図である。なお、図９において、前述の図２の情報処理装置と共通する部分については説明を省略する。

【0051】

図９において、情報処理装置５０は、地図情報記憶部（地図ＤＢ）５１１と設置候補位置探索部５１２と設置候補位置選択部５１３と設置位置決定部５１４とを備える。地図情報記憶部５１１は、セル１２などの対象エリアにおける電波伝搬の障害になる建物４０などの障害物の３次元的座標の情報を含む対象エリアの地図情報を記憶している。

【0052】

設置候補位置探索部５１２は、対象エリアの地図情報に基づいて、対象エリアにおける電波の送信点Ｔｘに対して見通しとなる複数の電波反射板２０の設置候補位置を探索する。

【0053】

設置候補位置選択部５１３は、設置候補位置探索部５１２で探索された複数の設置候補位置の中から、電波の送信点Ｔｘに対する見通し外エリア１３に位置する目標受信点Ｒｘと反射光候補点と間が見通しの位置関係にある一又は複数の設置候補位置を選択する。

【0054】

設置位置決定部５１４は、設置候補位置選択部５１３で選択された設置候補位置の選択結果に基づいて、電波反射板２０の設置位置を決定する。

【0055】

図９において、情報処理装置５０は、通信トラフィック推定部５１６と反射ビーム決定部５１７とを更に備えてもよい。通信トラフィック推定部５１６は、前述の図７及び図８に例示したように、見通し外エリア１３に位置する端末装置３０による通信トラフィック量を推定する。また、反射ビーム決定部５１７は、前述の図７及び図８に例示したように、通信トラフィック量の推定結果に基づいて、前記設置位置を決定した電波反射板２０の反射ビームの形状及び数を設定する。

【0056】

図１０は、実施形態に係る電波反射板２０の設置位置を決定する方法の他の例を示すフローチャートである。また、図１１（ａ）は、図１０の方法における電波反射板２０の設置候補位置の探索結果の一例を示す説明図であり、図１１（ｂ）は図１０の方法における電波反射板２０の設置候補位置の絞り込み選択結果の一例を示す説明図である。

【0057】

図１０において、情報処理装置５０は、電波の周波数、送信電力、送信点Ｔｘの位置座標、目標受信点Ｒｘ、電波反射板２０の反射特性パラメータなどのシミュレーション条件を設定し（Ｓ３０１）、そのシミュレーション条件の下で、地図情報に基づき、基地局１０の送信アンテナ１１が位置する送信点Ｔｘに対して見通しとなる電波反射板２０の複数の設置候補位置２２を探索して設定する（Ｓ３０２）。例えば、図１１（ａ）に例示するように、送信点Ｔｘに対して見通しとなる建物４０の壁面に、図中白丸で示す複数の設置候補位置２２を探索して設定する。

【0058】

次に、情報処理装置５０は、上記探索して設定した複数の設置候補位置２２から、目標受信点Ｒｘに対して見通しとなる一又は複数の設置候補位置２４を選択する（Ｓ３０３）。例えば、図１１（ｂ）に例示するように、複数の設置候補位置２２から、目標受信点Ｒｘに対して見通しとなる図中のクロスハッチングの丸及び黒丸で示す複数の設置候補位置２４を選択する。なお、図中のハッチングの丸で示した複数の設置候補位置２３は目標受信点Ｒｘに対して見通し外となるため、選択されない。

【0059】

次に、情報処理装置５０は、上記選択した複数の設置候補位置２４の中から、電波反射板２０のパラメータ（例えば、入射角度、反射角度、反射ビームの半値幅）に基づいて、電波反射板２０の設置候補位置２５の数及び設置位置を絞り込んで決定する（Ｓ３０４）。例えば、図１１（ｂ）に例示するように、複数の設置候補位置２４の一つである図中黒丸の設置候補位置２５を電波反射板２０の設置位置として決定し、電波反射板２０の数が１枚であると決定する。

【0060】

以上、本実施形態によれば、高コストの現地調査を行うことなく、準ミリ波、ミリ波、テラヘルツ波などの高周波帯の電波の送信点Ｔｘ（例えば基地局１０の送信アンテナ１１）からの見通し外のエリア１３に位置する目標受信点Ｒｘに対して電波を所定電力で到達させるように電波反射板２０の設置位置を決定することができる。

【0061】

なお、本明細書で説明された処理工程並びに情報処理装置、無線通信システム、移動通信システムなどの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

【0062】

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

【0063】

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

【0064】

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

【0065】

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

【符号の説明】

【0066】

１０ ：基地局
１１ ：送信アンテナ
１２ ：セル
１３ ：見通し外エリア
２０ ：電波反射板
２０ａ ：反射素子
２１ ：反射点
２２～２４ ：設置候補位置
２５ ：設置位置
３０ ：端末装置
４０ ：建物
５０ ：情報処理装置
５０１ ：地図情報記憶部
５０２ ：伝搬経路設定部
５０３ ：受信特性推定部
５０４ ：設置位置決定部
５０５ ：通信トラフィック推定部
５０６ ：反射ビーム決定部
５１１ ：地図情報記憶部
５１２ ：設置候補位置探索部
５１３ ：設置候補位置選択部
５１４ ：設置位置決定部
５１６ ：通信トラフィック推定部
５１７ ：反射ビーム決定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2022-11-24

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波反射部材の設置位置を決定する処理を行う情報処理装置であって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定する伝搬経路設定部と、
前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定する受信特性推定部と、
前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定する設置位置決定部と、
前記見通し外のエリアに位置する端末装置による通信トラフィック量に基づいて、前記電波反射部材の反射ビームの形状及び数を決定する反射ビーム決定部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。

【請求項2】

請求項１の情報処理装置において、
前記受信特性は、前記目標受信点における受信電力、又は、前記送信点から前記目標受信点までの伝搬損失であることを特徴とする情報処理装置。

【請求項3】

請求項１又は２の情報処理装置において、
前記目標受信点は、前記見通し外エリアにおける端末装置の分布密度が高い位置であることを特徴とする情報処理装置。

【請求項4】

電波反射部材の設置位置を決定する方法であって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定することと、
前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定することと、
前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定することと、
前記見通し外のエリアに位置する端末装置による通信トラフィック量に基づいて、前記電波反射部材の反射ビームの形状及び数を決定することと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項5】

請求項４の方法において、
前記受信特性は、前記目標受信点における受信電力、又は、前記送信点から前記目標受信点までの伝搬損失であることを特徴とする方法。

【請求項6】

請求項４又は５の方法において、
前記目標受信点は、前記見通し外エリアにおける端末装置の分布密度が高い位置であることを特徴とする方法。

【請求項7】

電波反射部材の設置位置を決定する装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
対象エリアの地図情報に基づいて、前記対象エリアにおける電波の送信点に対する見通し外のエリアに位置する目標受信点と前記送信点との間の１回の反射を伴う複数の電波伝搬経路を設定するためのプログラムコードと、
前記複数の電波伝搬経路のそれぞれについて前記目標受信点における受信特性を推定するためのプログラムコードと、
前記目標受信点における受信特性が高い順番に前記電波伝搬経路を選択して前記受信特性の合計値を算出し、前記合計値が所定の目標品質よりも高くなったときまでに選択した一又は複数の電波伝搬経路の選択結果に基づいて電波反射部材の設置位置を決定するためのプログラムコードと、
前記見通し外のエリアに位置する端末装置による通信トラフィック量に基づいて、前記電波反射部材の反射ビームの形状及び数を決定するためのプログラムコードと、
を含むことを特徴とするプログラム。

【請求項8】

請求項７のプログラムにおいて、
前記受信特性は、前記目標受信点における受信電力、又は、前記送信点から前記目標受信点までの伝搬損失であることを特徴とするプログラム。

【請求項9】

請求項７又は８のプログラムにおいて、
前記目標受信点は、前記見通し外エリアにおける端末装置の分布密度が高い位置であることを特徴とするプログラム。