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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-09
(45)【発行日】2022-11-17
(54)【発明の名称】到達率推定装置、到達率推定方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04W 16/18 20090101AFI20221110BHJP
【ＦＩ】
H04W16/18
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019044959
(22)【出願日】2019-03-12
(65)【公開番号】P2020150366
(43)【公開日】2020-09-17
【審査請求日】2021-07-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】坂元 一光
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 賢司
(72)【発明者】
【氏名】片山 陽平
(72)【発明者】
【氏名】藤野 洋輔
(72)【発明者】
【氏名】福本 浩之
【審査官】桑原 聡一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１２８７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－９４５０２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１、４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の基地局及び前記基地局が備える複数のアンテナの各々に関して、エリアを構成するメッシュごとに平均受信電力を算出する平均受信電力算出部と、前記平均受信電力を、レイリーフェージングにより瞬時変動する振幅の確率密度関数から得られる受信電力瞬時値の累積分布関数に代入することで通信到達率を算出し、算出された通信到達率に基づいてサイトダイバーシチ及びアンテナダイバーシチ効果が考慮された通信到達率を算出する到達率推定部と、
を備える到達率推定装置。
【請求項2】
前記到達率推定部は、受信電力の瞬時変動の影響を解析式によって算出する
請求項１に記載の到達率推定装置。
【請求項3】
前記平均受信電力算出部は、上り通信の平均受信電力と下り通信の平均受信電力とを算出し、
前記到達率推定部は、
上り通信の到達率と下り通信の到達率の結合確率を算出する
請求項１又は請求項２に記載の到達率推定装置。
【請求項4】
繰り返し判定部をさらに備え、
前記平均受信電力算出部は、
算出された平均受信電力の値が高い順に前記基地局をソートし、
前記到達率推定部は、
考慮する基地局数を電力の高い順に徐々に増やしながら到達率を繰り返し算出し、
前記繰り返し判定部は、
算出された到達率が目標値以上になった場合、又は１つ前の繰り返し処理で算出された到達率からの変化が収束目標値以内になった場合に前記繰り返し処理を終了させる
請求項１又は請求項２に記載の到達率推定装置。
【請求項5】
厳密計算実施判定テーブル作成部と、厳密計算実施判定部と、
をさらに備え、
前記平均受信電力算出部は、
算出された平均受信電力の値が高い順に前記基地局をソートし、
前記厳密計算実施判定テーブル作成部は、
平均受信電力と基地局数とから厳密な到達率計算の実施要否を判定するための厳密計算実施判定テーブルを作成し、
前記厳密計算実施判定部は、
前記厳密計算実施判定テーブルを参照して厳密計算の実施要否を判定する
請求項１又は請求項２に記載の到達率推定装置。
【請求項6】
グルーピング部をさらに備え、
前記平均受信電力算出部は、
算出された平均受信電力の値が高い順に前記基地局をソートし、
前記グルーピング部は、
隣接メッシュと上位数基地局の平均受信電力の差分が小さい場合に前記メッシュのグルーピングを行い、
前記到達率推定部は、
グループ内の１つのメッシュについて瞬時変動の影響とダイバーシチ効果を考慮して到達率を算出し、算出された前記到達率を前記グループ内の他のメッシュについての到達率と見なす
請求項１又は請求項２に記載の到達率推定装置。
【請求項7】
複数の基地局及び前記基地局が備える複数のアンテナの各々に関して、エリアを構成するメッシュごとに平均受信電力を算出する平均受信電力算出ステップと、前記平均受信電力を、レイリーフェージングにより瞬時変動する振幅の確率密度関数から得られる受信電力瞬時値の累積分布関数に代入することで通信到達率を算出し、算出された通信到達率に基づいてサイトダイバーシチ及びアンテナダイバーシチ効果が考慮された通信到達率を算出する到達率推定ステップと、
を有する到達率推定方法。
【請求項8】
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の到達率推定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、到達率推定装置、到達率推定方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
ＩｏＴ（Internet of Things；モノのインターネット）技術の発展により、各種センサ及び通信機能を備えたモノ（以下、「ＩｏＴ機器」又は「端末」という。）がネットワークに接続され、遠隔データ収集及びＩｏＴ機器の遠隔制御等を行うことが年々盛んになっている。また、近年、ＩｏＴ機器向けの無線通信方式として、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area network）が注目されている。ＬＰＷＡには、例えば、アンライセンスバンド（無線局免許を必要としない周波数帯）を用いるＬｏＲａＷＡＮ及びＳｉｇｆｏｘ、ライセンスバンド（無線局免許を必要とする周波数帯）を用いるＬＴＥ－Ｍ（Long Term Evolution for Machines）及びＮＢ（Narrow Band）－ＩｏＴ等の無線通信方式がある。
【0003】
ＩｏＴ機器は、主に特定の場所に固定して設置され、利用されることが多い。一方、電波伝搬は、場所依存性が高い。これにより、基地局からの電波の受信電力が低い不感地帯にＩｏＴ機器が設置された場合、長期的に通信不可の状態となりうる。そのため、ＩｏＴ機器の設置予定場所において十分な受信電力を確保できるように置局設計を行うことが重要となる。
【0004】
一般に、置局設計において基地局を配置したときの通信可能エリアを推定するために、電波伝搬シミュレータが用いられる。屋外評価用の電波伝搬シミュレータでは、３Ｄ（three-dimensional；３次元の）地図データ（地形高さ、建物高さ、及び土地利用分類等のデータ）が用いられ、例えば奥村－秦モデル等の電波伝搬モデルに基づいて平均受信電力が算出される（例えば、非特許文献１参照）。一般に、平均受信電力は、基地局からの距離に対する減衰（長区間変動）と、建物等の遮蔽物による場所的な受信電力変動（短区間変動）と、を考慮して算出される。また、平均受信電力は、基地局周辺エリアの微小なメッシュ（例えば、５ｍ間隔のメッシュ）ごとに算出される。そして、置局設計者は、電波伝搬シミュレータによって算出された平均受信電力の空間的分布を用いて、置局場所を選定する。
【0005】
ところで、実際の受信点においては、建物等による反射、回折、及び透過を経て、複数の経路を介して到来する電波が合成されて受信される。そのため、周辺の車両や人間等の移動、及び樹木の揺れ等によって、到来する各電波の位相関係が変化する。これにより、実際の受信点においては、電波の受信電力は瞬時変動する。この瞬時変動は、レイリーフェージングと呼ばれる。
【0006】
長区間変動、短区間変動、及び瞬時変動を考慮して平均受信電力を算出する方法として、レイトレース法による電波伝搬解析法がある。レイトレース法による電波伝搬解析法では、送信点から複数の経路（パス）を介して受信点へそれぞれ到来した複数の信号が算出され、当該複数の信号の位相関係に基づいて複素数として合成されることで、受信電力瞬時値が算出される。しかしながら、レイトレース法によって算出される、上記パスが異なる複数の信号の位相について信頼性が担保される場合とは、建物情報及び送受信点の位置の精度が、およそ波長の１／１０以下である場合に限られる。そのため、レイトレース法を用いる電波伝搬シミュレータは、一般に、複素数での合成を行わず、電力次元で各パスの信号を合成することで、瞬時変動を平均した平均受信電力を算出する。なお、一般に、無線通信では移動端末が前提であり、特定の位置における厳密な受信電力瞬時値の推定が不要であるため、置局設計では平均受信電力が用いられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【文献】"Atoll 3.3.0 Technical Reference Guide for Radio Networks", Forsk, AT330_TRR_E1, p.57-p.121, March 2015
【文献】岩井誠人著、「移動通信における電波伝搬 －無線通信シミュレーションのための基礎知識－」、株式会社コロナ社、ｐ．１６－ｐ．１９、２０１２年１１月２２日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述したように、ＩｏＴ機器は、主に特定の場所に固定して設置される。そのため、設置予定場所への電波の到達性を確保しつつ、効率的な（例えば、コストが最小になる）置局設計を行うためには、平均受信電力の推定だけでは不十分であり、瞬時変動の影響を考慮した場合の電波の到達率を推定する必要がある。ここでいう電波の到達率とは、希望波の受信電力が受信局の受信感度以上となる確率である。
【0009】
また、ＬＰＷＡでは、一般に、端末から基地局への上り通信において、端末から送信された信号は複数の基地局において受信され、復調される。受信に成功した信号は、上位のネットワークサーバへ送信される。そして、受信に成功した信号のうち、最も受信電力が高い信号がネットワークサーバによって選択される（サイトダイバーシチ）。また、基地局が複数のアンテナを備える場合、端末から送信された信号は複数のアンテナによって受信され、復調される。受信に成功した信号は、上位のネットワークサーバへ送られる。そして、受信に成功した信号のうち、最も受信電力が高い信号がネットワークサーバによって選択される（アンテナダイバーシチ）。基地局から端末への下り通信においては、直前の上り通信において選択された基地局及びアンテナから下り通信を行うことによって、高い通信品質が確保される。したがって、これらのダイバーシチ効果を考慮して到達率を推定する必要がある。
【0010】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、電波の到達率をより高い精度で推定する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様は、複数の基地局及び前記基地局が備える複数のアンテナの各々に関して、エリアを構成するメッシュごとに平均受信電力を算出する平均受信電力算出部と、前記平均受信電力を、レイリーフェージングにより瞬時変動する振幅の確率密度関数から得られる受信電力瞬時値の累積分布関数に代入することで通信到達率を算出し、算出された通信到達率に基づいてサイトダイバーシチ及びアンテナダイバーシチ効果が考慮された通信到達率を算出する到達率推定部と、を備える到達率推定装置である。
【0012】
また、本発明の一態様は、上記の到達率推定装置であって、前記到達率推定部は、受信電力の瞬時変動の影響を解析式によって算出する。
【0013】
また、本発明の一態様は、上記の到達率推定装置であって、前記平均受信電力算出部は、上り通信の平均受信電力と下り通信の平均受信電力とを算出し、前記到達率推定部は、上り通信の到達率と下り通信の到達率の結合確率を算出する。
【0014】
また、本発明の一態様は、上記の到達率推定装置であって、繰り返し判定部をさらに備え、前記平均受信電力算出部は、算出された平均受信電力の値が高い順に前記基地局をソートし、前記到達率推定部は、考慮する基地局数を電力の高い順に徐々に増やしながら到達率を繰り返し算出し、前記繰り返し判定部は、算出された到達率が目標値以上になった場合、又は１つ前の繰り返し処理で算出された到達率からの変化が収束目標値以内になった場合に前記繰り返し処理を終了させる。
【0015】
また、本発明の一態様は、上記の到達率推定装置であって、厳密計算実施判定テーブル作成部と、厳密計算実施判定部と、をさらに備え、前記平均受信電力算出部は、算出された平均受信電力の値が高い順に前記基地局をソートし、前記厳密計算実施判定テーブル作成部は、平均受信電力と基地局数とから厳密な到達率計算の実施要否を判定するための厳密計算実施判定テーブルを作成し、前記厳密計算実施判定部は、前記厳密計算実施判定テーブルを参照して厳密計算の実施要否を判定する。
【0016】
また、本発明の一態様は、上記の到達率推定装置であって、グルーピング部をさらに備え、前記平均受信電力算出部は、算出された平均受信電力の値が高い順に前記基地局をソートし、前記グルーピング部は、隣接メッシュと上位数基地局の平均受信電力の差分が小さい場合に前記メッシュのグルーピングを行い、前記到達率推定部は、グループ内の１つのメッシュについて瞬時変動の影響とダイバーシチ効果を考慮して到達率を算出し、算出された前記到達率を前記グループ内の他のメッシュについての到達率と見なす。
【0017】
また、本発明の一態様は、複数の基地局及び前記基地局が備える複数のアンテナの各々に関して、エリアを構成するメッシュごとに平均受信電力を算出する平均受信電力算出ステップと、前記平均受信電力を、レイリーフェージングにより瞬時変動する振幅の確率密度関数から得られる受信電力瞬時値の累積分布関数に代入することで通信到達率を算出し、算出された通信到達率に基づいてサイトダイバーシチ及びアンテナダイバーシチ効果が考慮された通信到達率を算出する到達率推定ステップと、を有する到達率推定方法である。
【0018】
また、本発明の一態様は、上記の到達率推定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、電波の到達率をより高い精度で推定するができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの機能構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａによる到達率推定処理を説明するための図である。
【図3】本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの平均受信電力算出部１１によって算出される平均受信電力を示す図である。
【図4】本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第２の実施形態に係る到達率推定装置１ｂの機能構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第２の実施形態に係る到達率推定装置１ｂによる到達率推定処理を説明するための図である。
【図7】本発明の第２の実施形態に係る到達率推定装置１ｂの平均受信電力算出部１１によって算出される平均受信電力を示す図である。
【図8】本発明の第２の実施形態に係る到達率推定装置１ｂの動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明の第３の実施形態に係る到達率推定装置１ｃの機能構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の第３の実施形態に係る到達率推定装置１ｃが用いる厳密計算実施判定テーブルの一例を示す図である。
【図11】本発明の第３の実施形態に係る到達率推定装置１ｃの動作を示すフローチャートである。
【図12】本発明の第４の実施形態に係る到達率推定装置１ｄの機能構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の第４の実施形態に係る到達率推定装置１ｄの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。
【0022】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
【0023】
［到達率推定装置の機能構成］
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ａの機能構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの機能構成を示すブロック図である。図１に示すように、到達率推定装置１ａは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ａと、を具備する。
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ａの機能構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの機能構成を示すブロック図である。図１に示すように、到達率推定装置１ａは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ａと、を具備する。
【0024】
平均受信電力算出部１１は、一般的な電波伝搬シミュレータに相当するものである。平均受信電力算出部１１は、地図データ（例えば、地形の高さ、建物の高さ、土地の利用分類等のデータ）を外部の機器等からインポートする。平均受信電力算出部１１は、設計者によって設定されたエリアの地図データを、微小なメッシュ（例えば、５ｍ間隔のメッシュ）に分割する。そして、平均受信電力算出部１１は、基地局から送出される下り通信の電波の、各メッシュ（すなわち、各メッシュに相当する位置に設置されているものと仮定した仮想端末）における平均受信電力を算出する。同様に、平均受信電力算出部１１は、各メッシュから基地局への上り通信の電波の平均受信電力を算出する。
【0025】
無線設備データベース１２は、各基地局の、アンテナ本数、及び受信感度等の無線設備に関わるパラメータを保持する。
【0026】
到達率推定部１３ａは、平均受信電力算出部１１によって算出された、各基地局と各メッシュとの間の上り通信及び下り通信の平均受信電力に対して、瞬時変動及びダイバーシ
チ効果の影響を考慮して、電波の到達率を算出する。
チ効果の影響を考慮して、電波の到達率を算出する。
【0027】
【0028】
ここでは、図２に示すメッシュ＃１の位置における、電波の到達率の推定処理を一例として説明する。また、図２に示すエリアに存在する基地局の数は、Ｉ局であるものとする。なお、図２においては、基地局を４局のみ図示しており、その他の基地局の記載は省略している。また、図２に示す各基地局が備えるアンテナの数は、いずれも２基であるものとする。
【0029】
ここで、基地局＃ｉ（ｉ＝１～Ｉ）のアンテナ＃ｊ（ｊ＝１～２）における上り通信の平均受信電力をＲｕｐ（ｉ，ｊ）と表す。また、基地局＃ｉのアンテナ＃ｊからの下り通信の平均受信電力をＲｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）と表す。
【0030】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの平均受信電力算出部１１によって算出される平均受信電力を示す図である。平均受信電力算出部１１は、図３（Ａ）に示す、基地局＃ｉとメッシュ＃１との間の上り通信の平均受信電力であるＲｕｐ（ｉ，ｊ）を、基地局ごとに算出する。また、平均受信電力算出部１１は、図３（Ｂ）に示す、基地局＃ｉとメッシュ＃１との間の下り通信の平均受信電力であるＲｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）を、基地局ごとに算出する。
【0031】
以下、到達率推定部１３ａによる到達率の推定処理について説明する。まず、上り通信について説明する。到達率推定部１３ａは、基地局＃ｉのアンテナ数、及び受信感度を示す情報を、無線設備データベース１２から取得する。そして、到達率推定部１３ａは、上り通信の平均受信電力であるＲｕｐ（ｉ，ｊ）に対してレイリーフェージングによる瞬時変動の影響を考慮した場合における、受信電力瞬時値が基地局＃ｉの受信感度Ｔｕｐ（ｉ）以上となる確率を、基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの上り通信到達率Ｐｕｐ（ｉ，ｊ）として算出する。
【0032】
ここで、受信電力瞬時値を算出する単純な方法として、モンテカルロシミュレーション法がある。モンテカルロシミュレーション法では、基地局＃ｉのアンテナ＃ｊに複数の経路で到来する電波の位相をランダムに変化させて合成することで、受信電力瞬時値を算出する。そして、これを繰り返し行うことによって、受信電力瞬時値の累積分布関数（ＣＤＦ；Cumulative Distribution Function）を作成する。しかしながら、この繰り返し計算は、一般的に膨大な回数（例えば数万回以上）行われる。そのため、膨大な計算時間が必要になるという課題がある。そこで、本実施形態では、レイリーフェージングの瞬時変動を下記の解析式で表すことによって、モンテカルロシミュレーションを行うことなく、受信電力瞬時値のＣＤＦを得る。
【0033】
受信信号の振幅をａとした場合、レイリーフェージングにより瞬時変動する振幅ａの確率密度関数（ＰＤＦ；Probability Density Function）は、平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）を用いて、以下の式（１）で表すことができる（非特許文献２参照）。
【0034】
【数1】
【0035】
これを電力ｒ＝ａ２のＰＤＦに変換することで、受信電力瞬時値のＰＤＦは、以下の式（２）で表すことができる。
【0036】
【数2】
【0037】
上記のＰＤＦからＣＤＦを算出すると、ＣＤＦは、以下の式（３）で表すことができる。
【0038】
【数3】
【0039】
基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの上り通信到達率Ｐｕｐ（ｉ，ｊ）は、式（３）のｙに、基地局＃ｉの受信感度Ｔｕｐ（ｉ）を入力することによって、算出することができる。基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの上り通信到達率Ｐｕｐ（ｉ，ｊ）は、以下の式（４）で表すことができる。
【0040】
【数4】
【0041】
以上により、レイリーフェージングの瞬時変動を解析式で表すことによって、モンテカルロシミュレーションを行うことなく、基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの上り通信到達率Ｐｕｐ（ｉ，ｊ）を短時間で算出することができる。
【0042】
次に、各アンテナで受信成功した信号のうち、最も受信電力が高い信号を選択する際のアンテナダイバーシチ効果を考慮すると、基地局＃ｉの上り通信到達率Ｐ'ｕｐ（ｉ）は以下の式（５）式で表すことができる。
【0043】
【数5】
【0044】
さらに、複数の基地局で受信成功した信号のうち、最も受信電力が高い信号を選択する際のサイトダイバーシチ効果を考慮すると、上り通信到達率Ｐ''ｕｐは、以下の式（６）で表すことができる。
【0045】
【数6】
【0046】
以下、上り通信と下り通信の一連の通信シーケンスを想定する場合の到達率の算出について説明する。ここでは、上り通信と下り通信とがそれぞれ１回ずつ行われる場合を想定する。すなわち、上り通信及び下り通信の一連の通信において高い通信品質が確保されるように基地局及びアンテナが選択される仕組みを有する場合において、到達率を推定する場合について説明する。上り通信と下り通信とがそれぞれ１回ずつ行われる場合とは、例えば、ＩｏＴ機器が取得したセンサデータをアップロードして、基地局がＩｏＴ機器へＡｃｋ（Acknowledge;肯定応答）信号を返送する場合等である。
【0047】
到達率推定部１３ａは、基地局＃ｉのアンテナ数と端末の受信感度とを、無線設備データベース１２から取得する。到達率推定部１３ａは、下り通信の平均受信電力であるＲｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）に対してレイリーフェージングによる瞬時変動の影響を考慮した場合における、受信電力瞬時値が端末の受信感度Ｔｄｏｗｎ以上となる確率を、基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの下り通信到達率Ｐｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）として算出する。上り通信の到達率推定と同様に、レイリーフェージングの瞬時変動を解析式で表すことで、モンテカルロシミュレーションを行うことなく、基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの下り通信到達率Ｐｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）を短時間で算出することができる。
【0048】
レイリーフェージングにより瞬時変動する下り通信の電力のＣＤＦは、平均受信電力Ｒｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）を用いて、以下の式（７）で表すことができる。
【0049】
【数7】
【0050】
基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの下り通信到達率Ｐｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）は、式（７）のｙに、端末の受信感度Ｔｄｏｗｎを入力することによって算出することができる。基地局＃ｉのアンテナ＃ｊの下り通信到達率Ｐｄｏｗｎ（ｉ，ｊ）は、以下の式（８）で表すことができる。
【0051】
【数8】
【0052】
アンテナダイバーシチ効果を考慮すると、基地局＃ｉの下り通信到達率Ｐ'ｄｏｗｎ（ｉ）は、以下の式（９）で表すことができる。
【0053】
【数9】
【0054】
基地局＃ｉの、上り通信の到達率と下り通信の到達率との結合確率Ｐｊｏｉｎｔ（ｉ）は、以下の式（１０）で表すことができる。
【0055】
【数10】
【0056】
さらに、サイトダイバーシチ効果を考慮すると、上り通信の到達率と下り通信の到達率との結合確率Ｐ'ｊｏｉｎｔは、以下の式（１１）で表すことができる。
【0057】
【数11】
【0058】
［到達率推定装置の動作］
以下、到達率推定処理における到達率推定装置１ａの動作について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの動作を示すフローチャートである。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
以下、到達率推定処理における到達率推定装置１ａの動作について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの動作を示すフローチャートである。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
【0059】
平均受信電力算出部１１は、設計者によって指定されたエリアの地図データを微小なメッシュに分割する。ここで、メッシュ数をＭとする。平均受信電力算出部１１は、分割された各メッシュから各基地局への上り通信の平均受信電力を算出する（ステップＳ００１）。
【0060】
到達率推定部１３ａは、無線設備データベース１２から、各基地局のアンテナ数及び受信感度を示す情報を取得する（ステップＳ００２）。
【0061】
メッシュを識別する変数ｍに１が代入される（ステップＳ００３）。
【0062】
到達率推定部１３ａは、メッシュ＃ｍの平均受信電力を用いて、レイリーフェージングによる瞬時変動の影響を考慮した際の、当該メッシュ＃ｍについての受信電力瞬時値のＣＤＦを作成する（ステップＳ００４）。
【0063】
到達率推定部１３ａは、作成されたＣＤＦに基づいて、基地局の受信感度以上となる確率を算出する。到達率推定部１３ａは、アンテナダイバーシチ及びサイトダイバーシチの効果を考慮して、メッシュ＃ｍの上り通信の到達率を算出する（ステップＳ００５）。
【0064】
変数ｍがメッシュ数Ｍと等しいか否かについての判定がなされる（ステップＳ００６）。変数ｍがメッシュ数Ｍと等しくない場合（ステップＳ００６－Ｎｏ）、変数ｍに１が加算され（ステップＳ００７）、ステップＳ００４に移行する。一方、変数ｍがメッシュ数Ｍと等しい場合（ステップＳ００６－Ｙｅｓ）、図４のフローチャートが示す到達率推定装置１ａの動作が終了する。
【0065】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａは、複数の基地局及び前記基地局が備える複数のアンテナの各々に関して、エリアを構成するメッシュごとに平均受信電力を算出する平均受信電力算出部１１と、前記平均受信電力を、レイリーフェージングにより瞬時変動する振幅の確率密度関数から得られる受信電力瞬時値の累積分布関数に代入することで通信到達率を算出し、算出された通信到達率に基づいてサイトダイバーシチ及びアンテナダイバーシチ効果が考慮された通信到達率を算出する到達率推定部１３ａとを備える。
【0066】
このような構成を備えることによって、本発明の第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａは、電波の到達率をより高い精度で推定することができる。
【0067】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態では、全ての基地局によるサイトダイバーシチ効果を考慮して到達率を算出する場合について説明した。これに対し、以下、第２の実施形態では、到達率への寄与度が高い基地局のみを計算対象として到達率を算出する場合について説明する。また、以下、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態では、全ての基地局によるサイトダイバーシチ効果を考慮して到達率を算出する場合について説明した。これに対し、以下、第２の実施形態では、到達率への寄与度が高い基地局のみを計算対象として到達率を算出する場合について説明する。また、以下、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
【0068】
［到達率推定装置の構成］
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ｂの機能構成について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る到達率推定装置１ｂの機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、到達率推定装置１ｂは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ｂと、繰り返し判定部１４と、を具備する。このように、繰り返し判定部１４を具備する点が、第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの機能構成との相違点である。
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ｂの機能構成について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る到達率推定装置１ｂの機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、到達率推定装置１ｂは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ｂと、繰り返し判定部１４と、を具備する。このように、繰り返し判定部１４を具備する点が、第１の実施形態に係る到達率推定装置１ａの機能構成との相違点である。
【0069】
到達率推定部１３ｂは、平均受信電力算出部１１によって算出された、平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）に基づいて、平均受信電力の値が高い順に基地局をソートする。そして、到達率推定部１３ｂは、到達率推定において計算対象とする基地局を、平均受信電力が高い順に徐々に増やしながら、到達率を繰り返し算出する。そして、到達率推定部１３ｂは、繰り返し判定部１４によって繰り返し処理終了の判定がなされた場合、繰り返し処理を終了する。そして、到達率推定部１３ｂは、その時点において算出された到達率を、計算対象のメッシュの位置における到達率として出力する。
【0070】
繰り返し判定部１４は、算出された到達率が置局設計における目標値以上となった場合、又は、１つ前の繰り返し処理で算出された到達率からの変化量が所定値以内になった場合に、繰り返し処理終了の判定を行う。
【0071】
【0072】
ここでは、図６に示すメッシュ＃１の位置における電波の到達率を推定を推定する場合を一例として説明する。また、図６に示すエリアに存在する基地局の数は、Ｉ局であるものとする。なお、図６においては、基地局を５局のみ図示しており、残りの基地局の記載は省略している。また、図６に示す各基地局が備えるアンテナの数は、いずれも２基であるものとする。
【0073】
まず、設計者によって、置局設計における到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔ（例えば、０．９等の値）と繰り返し処理における到達率の変化の収束目標値ΔPｔａｒｇｅｔ（例えば、０．０２等の値）とが決定される。そして、これら決定されたＰｔａｒｇｅｔの値及びΔPｔａｒｇｅｔの値が、繰り返し判定部１４に設定される。
【0074】
平均受信電力算出部１１は、基地局＃ｉ（ｉ＝１～Ｉ）のアンテナ＃ｊ（ｊ＝１～２）における平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）を算出する。
【0075】
到達率推定部１３ｂは、基地局＃ｉのアンテナ数及び受信感度を示す情報を、無線設備データベース１２から取得する。次に、到達率推定部１３ｂは、Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）の値の高い順に基地局をソートする。ここでは、一例として、図７に示すリストの上から順に、平均受信電力が高い基地局であるものとする。なお、ここでは、基地局が備える２本のアンテナについてそれぞれ平均受信電力が算出されるが、平均受信電力の高い方を当該基地局の代表値として基地局をソートしてもよいし、２本のアンテナの平均受信電力を平均した値によって基地局をソートしてもよい。
【0076】
以下、到達率の計算の対象とする基地局を、繰り返し処理ごとに１局ずつ増やしていく場合について説明する。すなわち、ｋ回目の繰り返し処理において到達率の計算の対象とする基地局は、平均受信電力の値が高いほうから上位ｋ局の基地局（上位数基地局）である。なお、繰り返し処理ごとに増やす局数は１局に限られるものではなく、２局ずつ増やしたり、例えば、１局、２局、４局、・・・、のように、指数関数的に増やしたりしてもよい。
【0077】
上述した第１の実施形態と同様の方法により、到達率推定部１３ｂは、ｋ回目の繰り返し処理における到達率Ｐ''ｕｐ（ｋ）を算出する。到達率推定部１３ｂは、繰り返し判定部１４によって繰り返し処理終了の判定がなされるまで、計算対象の基地局を１局ずつ増やしながら到達率の算出を繰り返す。繰り返し判定部１４によって繰り返し処理終了の判定がなされた場合、到達率推定部１３ｂは、繰り返し処理を終了し、その時点において算出された到達率Ｐ''ｕｐ（ｋ）を、計算対象のメッシュの位置における到達率として出力する。
【0078】
繰り返し判定部１４は、ｋ回目の繰り返し処理で算出された到達率Ｐ''ｕｐ（ｋ）が、以下の式（１２）を満たすか否かを判定する。
【0079】
【数12】
【0080】
式（１２）を満たす場合、もしくはｋ－１回目の（１つ前の）繰り返し処理において算出された到達率Ｐｕｐ''（ｋ－１）からの変化量が以下の式（１３）を満たす場合に、繰り返し判定部１４は、繰り返し処理終了の判定を行う。
【0081】
【数13】
【0082】
繰り返し判定部１４によって繰り返し処理終了の判定がなされると、到達率推定部１３ｂは、その回において算出された到達率Ｐ''ｕｐ（ｋ）を、計算対象のメッシュの位置における到達率として出力する。
【0083】
【0084】
まず、設計者によって、置局設計における到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔと、繰り返し処理における到達率の変化の収束目標値ΔＰｔａｒｇｅｔと、が決定される。そして、これら決定されたＰｔａｒｇｅｔの値及びΔＰｔａｒｇｅｔの値が、繰り返し判定部１４に設定される（ステップＳ１０１）。
【0085】
平均受信電力算出部１１は、設計者によって指定されたエリアの地図データを微小なメッシュに分割する。ここで、メッシュ数をＭとする。平均受信電力算出部１１は、分割された各メッシュについて、各基地局における平均受信電力を算出する（ステップＳ１０２）。
【0086】
到達率推定部１３ｂは、無線設備データベース１２から、各基地局のアンテナ数及び受信感度を示す情報を取得する（ステップＳ１０３）。
【0087】
メッシュを識別する変数ｍに１が代入される（ステップＳ１０４）。
【0088】
到達率推定部１３ｂは、メッシュ＃ｍについて、平均受信電力の値が高い順に基地局をソートする（ステップＳ１０５）。
【0089】
繰り返し処理の実行回数を識別する変数ｋに、１が代入される（ステップＳ１０６）。
【0090】
到達率推定部１３ｂは、メッシュ＃ｍの平均受信電力を用いて、レイリーフェージングによる瞬時変動の影響を考慮した際の、当該メッシュ＃ｍについての受信電力瞬時値のＣＤＦを作成する。
【0091】
到達率推定部１３ｂは、ＣＤＦから、基地局の受信感度以上となる確率を算出する。到達率推定部１３ｂは、アンテナダイバーシチ、及び、平均受信電力の高いほうから上位ｋ局の基地局によるサイトダイバーシチの効果を考慮して、到達率を算出する（ステップＳ１０７）。
【0092】
到達率推定部１３ｂは、上記の式（１１）及び式（１２）のうち少なくとも一つを満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。式（１１）及び式（１２）のいずれも満たさない場合（ステップＳ１０８－Ｎｏ）、変数ｋに１が加算され（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０７に移行する。一方、式（１１）及び式（１２）のうち少なくとも一方を満たす場合（ステップＳ１０８－Ｙｅｓ）、当該メッシュにおける到達率の算出を終了し、ステップＳ１１０に移行する。
【0093】
変数ｍがメッシュ数Ｍと等しいか否かについての判定がなされる（ステップＳ１１０）。変数ｍがメッシュ数Ｍと等しくない場合（ステップＳ１１０－Ｎｏ）、変数ｍに１が加算され（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０５に移行する。一方、変数ｍがメッシュ数Ｍと等しい場合（ステップＳ１１０－Ｙｅｓ）、図８のフローチャートが示す到達率推定装置１ｂの動作が終了する。
【0094】
以上説明したように、第２の実施形態に係る到達率推定装置１ｂは、到達率への寄与度の高い（すなわち、平均受信電力の高い）基地局のみを計算対象として到達率を算出するため、到達率推定に要する計算時間をより短縮させることができる。
【0095】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、全てのメッシュについて、レイリーフェージングによる瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明した。これに対し、以下、第３の実施形態では、事前処理として、各メッシュについて到達率を厳密に算出するか否かを判定し、厳密計算が必要なメッシュについてのみ、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明する。また、以下、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、全てのメッシュについて、レイリーフェージングによる瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明した。これに対し、以下、第３の実施形態では、事前処理として、各メッシュについて到達率を厳密に算出するか否かを判定し、厳密計算が必要なメッシュについてのみ、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明する。また、以下、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
【0096】
［到達率推定装置の構成］
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ｃの機能構成について説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態に係る到達率推定装置１ｃの機能構成を示すブロック図である。図９に示すように、到達率推定装置１ｃは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ｃと、厳密計算実施判定テーブル作成部１５と、厳密計算実施判定テーブル記憶部１６と、厳密計算実施判定部１７と、を具備する。このように、厳密計算実施判定テーブル作成部１５と、厳密計算実施判定テーブル記憶部１６と、厳密計算実施判定部１７と、を具備する点が、第１の実施形態における到達率推定装置１ａの機能構成との相違点である。
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ｃの機能構成について説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態に係る到達率推定装置１ｃの機能構成を示すブロック図である。図９に示すように、到達率推定装置１ｃは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ｃと、厳密計算実施判定テーブル作成部１５と、厳密計算実施判定テーブル記憶部１６と、厳密計算実施判定部１７と、を具備する。このように、厳密計算実施判定テーブル作成部１５と、厳密計算実施判定テーブル記憶部１６と、厳密計算実施判定部１７と、を具備する点が、第１の実施形態における到達率推定装置１ａの機能構成との相違点である。
【0097】
厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、事前処理として、平均受信電力が受信感度からｘ［ｄＢ］のマージンがある基地局がｙ局ある場合の到達率を算出する。そして、厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、上記の厳密計算が必要であるか否か（厳密計算の実施要否）の判定に用いられるテーブルである、厳密計算実施判定テーブルを作成する。厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、算出された到達率が置局設計における到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔ以上である場合には（上記の厳密計算が不要であることを表す）「不要」を示す情報を、及び、算出された到達率が置局設計における到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔ未満である場合には（上記の厳密計算が必要であることを表す）「必要」を示す情報を、厳密計算実施判定テーブルに設定する。厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、作成した厳密計算実施判定テーブルを、厳密計算実施判定テーブル記憶部１６に記憶させる。
【0098】
厳密計算実施判定部１７は、平均受信電力算出部１１によって算出された平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）を、値が高い順にソートする。そして、厳密計算実施判定部１７は、厳密計算実施判定テーブルに設定された値と、平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）の値が上位の基地局の平均受信電力と、に基づいて、上記の厳密計算が必要であるか否かの判定結果（「不要」又は「必要」）を示す情報を到達率推定部１３ｃに出力する。
【0099】
到達率推定部１３ｃは、厳密計算実施判定部１７からの出力が「不要」を示す情報である場合には、目標値Ｐｔａｒｇｅｔを到達率の推定結果として出力する。また、到達率推定部１３ｃは、厳密計算実施判定部１７からの出力が「必要」を示す情報である場合には、上述した第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の方法を用いて、瞬時変動やダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う。
【0100】
【0101】
まず、設計者によって、置局設計における到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔ（例えば、０．９等の値）が決定される。決定された到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔは、厳密計算実施判定テーブル作成部１５に設定される。
【0102】
厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、事前処理として、平均受信電力が受信感度からｘ［ｄＢ］のマージンがある基地局がｙ局存在する場合の到達率を算出する。図１０は、ｘの値が５ｄＢ間隔で、基地局数ｙが１～４局である場合の例を示す。
【0103】
例えば、ｘ＝１５［ｄＢ］、及びｙ＝３である場合には、基地局の受信感度＋１５［ｄＢ］の平均受信電力となる基地局が３局あるという想定のもとで、上述した第１の実施形態と同様の方法により、瞬時変動及びダイバーシチ効果が考慮された到達率が算出される。ここでは、算出された到達率は目標値Ｐｔａｒｇｅｔ以上であるものとする。この場合、厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、厳密計算実施判定テーブルに対して「不要」を示す情報を設定する。
【0104】
また、例えば、ｘ＝５［ｄＢ］、及びｙ＝２である場合には、基地局の受信感度＋５［ｄＢ］の平均受信電力となる基地局が２局存在するという想定のもとで、上述した第１の実施形態と同様の方法により、瞬時変動及びダイバーシチ効果が考慮された到達率が算出される。ここでは、算出された到達率は目標値Ｐｔａｒｇｅｔ未満であるものとする。この場合、厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、厳密計算実施判定テーブルに対して「必要」を示す情報を設定する。以上の手順により、厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、厳密計算実施判定テーブルを作成する。なお、図１０は、基地局が４局である場合において作成された厳密計算実施判定テーブルの一例である。
【0105】
厳密計算実施判定部１７は、平均受信電力算出部１１によって算出された平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）を、値の高い順にソートする。そして、厳密計算実施判定部１７は、それぞれの平均受信電力について、基地局の受信感度に対して何［ｄＢ］のマージンがあるかについての計算を行う。
【0106】
例えば、平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）の値が高い順に、マージンが１８［ｄＢ］、１６［ｄＢ］、４［ｄＢ］、及び３［ｄＢ］である場合、平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）の値が１５［ｄＢ］以上２０［ｄＢ］未満の基地局は２局である。そのため、厳密計算実施判定部１７は、厳密計算実施判定テーブルにおけるｘ＝１５［ｄＢ］かつ基地局２局である場合に相当するセルに設定された情報（「不要」）を読み取って、当該情報を到達率推定部１３ｃへ出力する。到達率推定部１３ｃは、厳密計算実施判定部から「不要」を示す情報が出力されると、目標値Ｐｔａｒｇｅｔを到達率の推定結果として外部の機器等へ出力する。
【0107】
また、例えば、平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）の値が高い順にマージンが１８［ｄＢ］、６［ｄＢ］、４［ｄＢ］、３［ｄＢ］である場合、平均受信電力Ｒｕｐ（ｉ，ｊ）の値が１５［ｄＢ］以上２０［ｄＢ］未満の基地局は１局である。そのため、厳密計算実施判定部１７は、厳密計算実施判定テーブルにおけるｘ＝１５［ｄＢ］かつ基地局１局である場合に相当するセルに設定された情報（「必要」）を読み取って、当該情報を到達率推定部１３ｃへ出力する。到達率推定部１３ｃは、厳密計算実施判定部から「必要」を示す情報が出力されると、上述した第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の方法により、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率の計算を行う。
【0108】
なお、図１０に示した厳密計算実施判定テーブルにおいて、ｘ＝０ｄＢの欄に着目した場合、０［ｄＢ］以上の基地局は４局であるため「不要」と判定される。このように、厳密計算実施判定テーブルにおいて「必要」と「不要」とが混在する場合も発生し得る。しかしながら、この場合、「必要」として扱うのか「不要」として扱うのかについて、予め設計指針に応じて定義しておけばよい。
【0109】
例えば、多少の計算時間を犠牲にして、曖昧なメッシュについては全て厳密に計算すべきであるという設計指針である場合には、厳密計算実施判定部１７は、例えば、当てはまる複数のパターンのうち１つでも「必要」を示す情報があれば、「必要」を示す情報を到達率推定部１３ｃに出力するようにすればよい。逆に、計算時間の短さを優先すべきであるという設計指針である場合には、厳密計算実施判定部１７は、例えば、当てはまる複数のパターンのうち１つでも「不要」を示す情報があれば、「不要」を示す情報を到達率推定部１３ｃ出力し、全てが「必要」を示す情報であるときにのみ、「必要」を示す情報を到達率推定部１３ｃに出力するようにすればよい。
【0110】
【0111】
まず、設計者によって、置局設計における到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔが決定される。そして、決定された到達率の目標値Ｐｔａｒｇｅｔが、厳密計算実施判定テーブル作成部１５に設定される（ステップＳ２０１）。
【0112】
厳密計算実施判定テーブル作成部１５は、上述した手順によって厳密計算実施判定テーブルを作成する（ステップＳ２０２）。
【0113】
平均受信電力算出部１１は、設計者によって指定されたエリアの地図データを微小なメッシュに分割する。ここで、メッシュ数をＭとする。平均受信電力算出部１１は、分割された各メッシュについて、各基地局における平均受信電力を算出する（ステップＳ２０３）。
【0114】
厳密計算実施判定部１７及び到達率推定部１３ｃは、無線設備データベース１２から、各基地局のアンテナ数及び受信感度を示す情報を取得する（ステップＳ２０４）。
【0115】
メッシュを識別する変数ｍに１が代入される（ステップＳ２０５）。
【0116】
厳密計算実施判定部１７は、メッシュ＃ｍについて、平均受信電力の値が高い順に基地局をソートする。そして、厳密計算実施判定部１７は、それぞれの平均受信電力について、基地局の受信感度に対して何［ｄＢ］のマージンがあるかについての計算を行う（ステップＳ２０６）。そして、厳密計算実施判定部１７は、厳密計算実施判定テーブルを参照し、算出されたマージンに基づいて、上述した厳密計算が必要であるか否かの判定結果を示す情報（すなわち、「必要」を示す情報又は「不要」を示す情報）を得る（ステップＳ２０７）。厳密計算実施判定部１７は、当該判定結果を示す情報を、到達率推定部１３ｃへ出力する。
【0117】
厳密計算が必要であるか否かの判定結果が「不要」を示す情報である場合（ステップＳ２０８－Ｙｅｓ）、到達率推定部１３ｃは、目標値Ｐｔａｒｇｅｔを到達率の推定結果として出力する（ステップＳ２０９）。一方、厳密計算が必要であるか否かの判定結果が「必要」を示す情報である場合（ステップＳ２０８－Ｎｏ）、到達率推定部１３ｃは、上述した第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の方法により、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率の計算を行う（ステップＳ２１０）。
【0118】
変数ｍがメッシュ数Ｍと等しいか否かについての判定がなされる（ステップＳ２１１）。変数ｍがメッシュ数Ｍと等しくない場合（ステップＳ２１１－Ｎｏ）、変数ｍに１が加算され（ステップＳ２１２）、ステップＳ２０６に移行する。一方、変数ｍがメッシュ数Ｍと等しい場合（ステップＳ２１１－Ｙｅｓ）、図１１のフローチャートが示す到達率推定装置１ｃの動作が終了する。
【0119】
以上説明したように、第３の実施形態に係る到達率推定装置１ｃは、事前処理として、各メッシュについて、到達率を厳密に算出する必要があるか否かについての判定をそれぞれ行う。そして、到達率推定装置１ｃは、到達率を厳密に算出する必要があると判定されたメッシュについてのみ、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率の計算を行う。そのため、第３の実施形態に係る到達率推定装置１ｃは、到達率推定に要する計算時間をより短縮させることができる。
【0120】
＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、全メッシュについて、レイリーフェージングによる瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明した。これに対し、以下、第４の実施形態では、隣接メッシュ同士で上位数局の平均受信電力の値を比較し、差分が小さい場合、これら隣接メッシュをグルーピングし、１つの代表メッシュについてのみ、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明する。また、以下、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、全メッシュについて、レイリーフェージングによる瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明した。これに対し、以下、第４の実施形態では、隣接メッシュ同士で上位数局の平均受信電力の値を比較し、差分が小さい場合、これら隣接メッシュをグルーピングし、１つの代表メッシュについてのみ、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う場合について説明する。また、以下、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。なお、ここでは上り通信の到達率推定について説明する。
【0121】
［到達率推定装置の構成］
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ｄの機能構成について説明する。
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る到達率推定装置１ｄの機能構成を示すブロック図である。図１２に示すように、到達率推定装置１ｄは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ｄと、グルーピング部１８と、を具備する。このように、グルーピング部１８を具備する点が、第１の実施形態における到達率推定装置１ａの機能構成との相違点である。
以下、本実施形態に係る到達率推定装置１ｄの機能構成について説明する。
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る到達率推定装置１ｄの機能構成を示すブロック図である。図１２に示すように、到達率推定装置１ｄは、平均受信電力算出部１１と、無線設備データベース１２と、到達率推定部１３ｄと、グルーピング部１８と、を具備する。このように、グルーピング部１８を具備する点が、第１の実施形態における到達率推定装置１ａの機能構成との相違点である。
【0122】
グルーピング部１８は、平均受信電力算出部１１によって算出された平均受信電力の値が高い順に基地局をソートする。グルーピング部１８は、上位所定数局の平均受信電力と、隣接メッシュにおける同一の基地局の平均受信電力とを比較し、差分が小さい場合、これら隣接メッシュをグルーピングする。
【0123】
到達率推定部１３ｄは、グルーピングされた複数のメッシュのうち、１つの代表メッシュについて、上述した第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の方法を用いて、瞬時変動やダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う。そして、到達率推定部１３ｄは、グルーピングされたその他のメッシュに対して、代表メッシュに対する計算結果を適用する（すなわち、グルーピングされたその他のメッシュについての到達率は、１つの代表メッシュについて算出された到達率と同一であるものと見なされる）。
【0124】
なお、代表メッシュは、対象範囲においてなるべく中心に位置するメッシュであることが好ましい。例えば横３×縦３の９メッシュをグルーピングする場合、中心に位置するメッシュを代表メッシュとすることが好ましい。
【0125】
【0126】
平均受信電力算出部１１は、設計者によって指定されたエリアの地図データを微小なメッシュに分割する。ここで、メッシュ数をＭとする。平均受信電力算出部１１は、分割された各メッシュについて、各基地局における平均受信電力を算出する（ステップＳ３０１）。
【0127】
到達率推定部１３ｄは、無線設備データベース１２から、各基地局のアンテナ数及び受信感度を示す情報を取得する（ステップＳ３０２）。
【0128】
メッシュを識別する変数ｍに１が代入される（ステップＳ３０３）。
【0129】
メッシュ＃ｍの到達率が推定済みであるか否か（すなわち、メッシュ＃ｍをグルーピング済みであるか否か）についての判定がなされる（ステップＳ３０４）。メッシュ＃ｍの到達率が推定済みである場合（ステップＳ３０４－Ｙｅｓ）、ステップＳ３０７に移行する。
【0130】
一方、メッシュ＃ｍの到達率が推定済みでない場合（ステップＳ３０４－Ｎｏ）、グルーピング部１８は、メッシュ＃ｍのグループを生成する。そして、グルーピング部１８は、メッシュ＃ｍ及び当該グループに隣接する隣接メッシュのうち、まだグルーピングされていないメッシュについて、平均受信電力算出部１１によって算出された平均受信電力の値が高い順に基地局をソートし、上位所定数局の平均受信電力の値を取得する。
【0131】
そして、グルーピング部１８は、隣接メッシュにおける同一の基地局の平均受信電力と、グループ内の各メッシュにおける同一の基地局の平均受信電力と、の差分が小さい場合に、当該隣接メッシュをグループに含める処理を繰り返すことによってグルーピングを行う（ステップＳ３０５）。なお、隣接メッシュにおける同一の基地局の平均受信電力と、グループ内の各メッシュにおける同一の基地局の平均受信電力と、の差分が小さい場合とは、例えば、対象とする各基地局の平均受信電力について、隣接メッシュにおける平均受信電力と、グループ内の各メッシュにおける平均受信電力のうち最大値及び最小値と、の差分がいずれも所定値以内である場合である。
【0132】
到達率推定部１３ｄは、グルーピングされた複数のメッシュのうち、１つの代表メッシュについて、上述した第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の方法を用いて、瞬時変動やダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率計算を行う（ステップＳ３０６）。
【0133】
変数ｍがメッシュ数Ｍと等しいか否かについての判定がなされる（ステップＳ３０７）。変数ｍがメッシュ数Ｍと等しくない場合（ステップＳ３０７－Ｎｏ）、変数ｍに１が加算され（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０４に移行する。一方、変数ｍがメッシュ数Ｍと等しい場合（ステップＳ３０７－Ｙｅｓ）、図１２のフローチャートが示す到達率推定装置１ｄの動作が終了する。
【0134】
以上説明したように、第４の実施形態に係る到達率推定装置１ｄは、上位数局の、平均受信電力が近似する複数のメッシュをグルーピングする。そして、到達率推定装置１ｄは、グルーピングされた複数のメッシュのうち、１つの代表メッシュについてのみ、瞬時変動及びダイバーシチ効果を考慮した厳密な到達率の計算を行う。そして、到達率推定装置１ｄは、グルーピングされたその他のメッシュに対しては、上記代表メッシュについて同算出された計算結果を適用する。これにより、第４の実施形態に係る到達率推定装置１ｄは、到達率推定に要する計算時間をより短縮させることができる。
【0135】
上述した実施形態における到達率推定装置１ａ～１ｄの一部又は全部を、コンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、更に上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【0136】
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明してきたが、上記実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び要旨を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、及びその他の変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【0137】
１ａ～１ｄ…到達率推定装置、１１…平均受信電力算出部、１２…無線設備データベース、１３ａ～１３ｄ…到達率推定部、１４…判定部、１５…厳密計算実施判定テーブル作成部、１６…厳密計算実施判定テーブル記憶部、１７…厳密計算実施判定部、１８…グルーピング部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】