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JP5081136B2 - Wireless communication device placement support system - Google Patents

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JP5081136B2
JP5081136B2 JP2008301451A JP2008301451A JP5081136B2 JP 5081136 B2 JP5081136 B2 JP 5081136B2 JP 2008301451 A JP2008301451 A JP 2008301451A JP 2008301451 A JP2008301451 A JP 2008301451A JP 5081136 B2 JP5081136 B2 JP 5081136B2
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Description

本発明は、ICチップとアンテナを有する無線通信装置を人間や物体に持たせた場合における無線通信装置の適切な配置位置の決定を支援する配置支援システムに関する。   The present invention relates to an arrangement support system that supports determination of an appropriate arrangement position of a wireless communication apparatus when a person or an object has the wireless communication apparatus having an IC chip and an antenna.

無線通信装置(例えば、RFID)を人間や物体に取り付けた場合、人間や物体の誘電率の影響で、無線通信装置アンテナの特性は大きく変わる。従って、人間や物体の影響を含めたアンテナ特性を用いて設計を行なう必要がある。そこで、人間や物体の影響を含めたアンテナ特性解析手法の従来技術として、例えば、非特許文献1に記載されているFDTD(Finite Difference Time Domain、有限差分時間領域)法のように、解析空間全体をボクセルで分割し空間・時間領域での差分法によって逐次展開して計算することで電磁場解析を行なう手法が提案されている。   When a wireless communication apparatus (for example, RFID) is attached to a person or an object, the characteristics of the antenna of the wireless communication apparatus greatly change due to the influence of the dielectric constant of the person or the object. Therefore, it is necessary to design using antenna characteristics including the influence of humans and objects. Therefore, as a conventional technique of an antenna characteristic analysis method including the influence of a person or an object, for example, the entire analysis space as in the FDTD (Finite Difference Time Domain) method described in Non-Patent Document 1. A method has been proposed in which electromagnetic field analysis is performed by dividing the data into voxels and successively expanding and calculating them using the difference method in space and time.

また、無線通信装置の配置支援システムでは移動空間全体の解析が必要となるため、大規模空間を高速に解析する手法が求められている。そこで、大規模空間に対応できる高速解析手法の従来技術として、例えば、特許文献2のレイトレーシング法、特許文献3のイメージング法が提案されている。   In addition, since the arrangement support system for wireless communication devices requires analysis of the entire moving space, a technique for analyzing a large-scale space at high speed is required. Thus, for example, a ray tracing method disclosed in Patent Document 2 and an imaging method disclosed in Patent Document 3 have been proposed as conventional techniques for a high-speed analysis method that can deal with a large-scale space.

レイトレーシング(ray tracing、光線追跡)法は、電波の伝搬をレイの伝搬に近似し、一様な媒質中では直進し、異なる媒質境界では反射・屈折する、という光の進み方の原理により追跡し、送信点から受信点までの伝搬経路を幾何的に求める手法である。レイトレーシングでは受信位置に到達したレイのみ解析の対象にしているため、高速解析が可能になる。また、イメージング法はレイトレーシング法の一つで、反射面に対する鏡像位置を実像位置に置き換えて電波伝搬解析を行なう手法である。   The ray tracing method approximates the propagation of radio waves to the propagation of rays, and follows the principle of how light travels, where light travels straight in a uniform medium and reflects and refracts at different medium boundaries. In this method, the propagation path from the transmission point to the reception point is obtained geometrically. In ray tracing, only rays that have arrived at the reception position are subject to analysis, so high-speed analysis becomes possible. The imaging method is one of ray tracing methods, and is a technique for performing radio wave propagation analysis by replacing the mirror image position with respect to the reflecting surface with the real image position.

さらに、人間や物体の影響を含めたアンテナ特性を用いて、大規模空間を高速解析する手法の従来技術として、特許文献1に記載されているように、実際の環境における実効的なアンテナ特性を用いてレイラウンチ法解析を行なう際、送信点から放射される光線の中で、放射特性の主要部分のみのレイを用いて計算する手法が提案されている。
特開2005−333451号公報 特開2001−28570号公報 特開平10−62468号公報 IEICE TRANS COMMUN VOL.E86-B,NO.6 JUNE 2003
Furthermore, as described in Patent Document 1, effective antenna characteristics in an actual environment are obtained as a conventional technique for high-speed analysis of a large-scale space using antenna characteristics including the effects of humans and objects. When the ray launch method analysis is used, a method has been proposed in which only the main part of the radiation characteristic is calculated from the rays emitted from the transmission point.
JP 2005-333451 A JP 2001-28570 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-62468 IEICE TRANS COMMUN VOL.E86-B, NO.6 JUNE 2003

しかしながら、上記の非特許文献1に示された方法では、空間をボクセルで分割してシミュレーションを行なうため、解析空間の増加と共に演算時間が増加する。また、シミュレーションの精度を確保するためにはボクセルの大きさを波長の1/6以下にする必要があり、周波数の増加と共に演算時間も増加する課題がある。さらに、移動経路を考慮した解析を行なう場合、経路上の1点毎に電界強度を計算する必要があるが、1点の計算を行なうためにも解析空間全体の解析を行なう必要があり、計算時間の増大が避けられない。また、解析空間全体をボクセルで分割し、差分法によって逐次展開して計算するため、解析空間のある1点で通信不能になった場合、問題を起こした原因の特定が困難である。   However, in the method disclosed in Non-Patent Document 1 described above, since the simulation is performed by dividing the space by voxels, the computation time increases as the analysis space increases. Further, in order to ensure the accuracy of the simulation, it is necessary to make the size of the voxel 1/6 or less of the wavelength, and there is a problem that the calculation time increases as the frequency increases. Furthermore, when performing analysis in consideration of the movement path, it is necessary to calculate the electric field strength for each point on the path, but in order to calculate one point, it is necessary to analyze the entire analysis space. An increase in time is inevitable. Further, since the entire analysis space is divided into voxels and sequentially expanded and calculated by the difference method, if communication becomes impossible at one point in the analysis space, it is difficult to identify the cause of the problem.

また、上記の特許文献2と特許文献3に示された方法では、遠方界を用いて解析を行なうため、アンテナと人間や物体の位置が接近している場合の解析には向いていない。   In addition, the methods disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 described above are not suitable for analysis when the antenna is close to the position of a person or an object because analysis is performed using a far field.

また、上記の特許文献1に示された方法では、送信点から放射される光線の中で、放射特性の主要部分のみのレイを用いて計算を行なっているため、解析精度が落ちる。また、携帯機から送信する場合を想定していて、固定した受信位置での解析について述べられており、人間や物体のような移動を伴う解析には対応していない。   Further, in the method disclosed in Patent Document 1 described above, the calculation accuracy is lowered because the calculation is performed using only the main part of the radiation characteristic among the light rays emitted from the transmission point. In addition, it is assumed that data is transmitted from a portable device, and analysis at a fixed reception position is described, and analysis with movement such as a person or an object is not supported.

また、マルチパス環境での移動状況・入退室状況を確実に把握するためには、適切なアンテナ配置が求められるが、適切なアンテナ配置を実現するためには、問題を起こしている原因の特定と対策を対話的に行なう必要がある。しかし、上記のいずれの特許文献と非特許文献に記載された方法においては、このような対話処理には対応していないという課題がある。   In addition, in order to accurately grasp the movement situation / entrance / exit situation in a multipath environment, an appropriate antenna arrangement is required, but in order to realize an appropriate antenna arrangement, the cause of the problem is identified. It is necessary to take countermeasures interactively. However, the method described in any of the above-mentioned patent documents and non-patent documents has a problem that it does not support such interactive processing.

本発明は、上述した課題に鑑みて、無線通信装置を取り付けた人間や物体の影響を含めたアンテナ特性を用いて電波伝搬解析を行なうことで、適切なアンテナ配置を実現する無線通信装置の配置支援システムを提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention is an arrangement of a wireless communication apparatus that realizes an appropriate antenna arrangement by performing radio wave propagation analysis using antenna characteristics including the influence of a person or an object attached with the wireless communication apparatus. The purpose is to provide a support system.

上記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
ICチップとアンテナをもつ無線通信装置が基地局と通信するシミュレーションを行う無線通信装置の配置支援システムにおいて、
人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置のアンテナ遠方界全方向パターンを作成するアンテナモデル作成部と、前記アンテナ遠方界全方向パターンと周囲環境モデルを用いて解析空間を対象として電波伝搬解析を行う解析実行部と、を有し、
前記アンテナモデル作成部は、前記無線通信装置のアンテナの種類、形状、特性を入力するアンテナ入力手段と、前記無線通信装置を取り付ける人間又は物体の形状、特性、取り付け位置を入力する被取り付け体入力手段と、人間又は物体の影響を受けた後の前記アンテナの遠方界全方向パターンを作成するアンテナ遠方界全方向パターン作成手段と、前記作成されたアンテナ遠方界全方向パターンを記憶するアンテナモデルDBと、を備え、
前記解析実行部は、前記アンテナモデルDBから対象となるアンテナモデルを選択するアンテナモデル選択手段と、前記無線通信装置と基地局を含む周囲環境の情報を入力する周囲環境モデル入力手段と、前記アンテナモデルと前記周囲環境モデルを用いて解析空間を対象とする解析を行なう電波伝搬解析手段と、前記対象とした解析空間の電波強度を表示し出力する表示出力手段と、備え、選択したアンテナモデルのアンテナ特性を用い、且つ前記周囲環境モデルを用いて、解析空間を対象とした電波伝搬解析を行い、前記電波伝搬解析の結果を表示出力する構成とする。
In order to solve the above problems, the present invention mainly adopts the following configuration.
In a wireless communication device placement support system that performs a simulation in which a wireless communication device having an IC chip and an antenna communicates with a base station,
An antenna model creation unit that creates an antenna far-field omnidirectional pattern of the wireless communication device attached to a human or an object, and performs radio wave propagation analysis on an analysis space using the antenna far-field omnidirectional pattern and an ambient environment model An analysis execution unit to perform,
The antenna model creation unit includes an antenna input unit that inputs the type, shape, and characteristics of the antenna of the wireless communication device, and an attachment input that inputs the shape, characteristics, and mounting position of a person or object to which the wireless communication device is attached. Means, an antenna far-field omnidirectional pattern creating means for creating a far-field omnidirectional pattern of the antenna after being affected by a human or an object, and an antenna model DB for storing the created antenna far-field omnidirectional pattern And comprising
The analysis execution unit includes an antenna model selection unit that selects a target antenna model from the antenna model DB, an ambient environment model input unit that inputs information on an ambient environment including the wireless communication device and a base station, and the antenna A radio wave propagation analysis means for performing analysis on an analysis space using the model and the ambient environment model; and a display output means for displaying and outputting the radio wave intensity of the target analysis space. The radio wave propagation analysis for the analysis space is performed using the antenna characteristics and the ambient environment model, and the radio wave propagation analysis result is displayed and output.

また、前記無線通信装置の配置支援システムにおいて、前記無線通信装置を取り付ける人間の年齢、性別、身長並びに体重の身体形状、皮膚断層並びに含有水分量の特性、及び取り付け位置をパラメータとする人間モデルを作成して記憶する人間モデルDBを、前記アンテナモデル作成部にさらに備え、記人間モデルDBから適宜の人間モデルを前記被取り付け体入力手段に出力して、個人毎のアンテナモデルを提供する構成とする。さらに、前記人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置が移動する場合、前記無線通信装置におけるアンテナの移動経路を指定する移動経路入力手段と、前記移動経路上のメッシュの格子点のみを抽出して解析空間を決定する手段とを、前記解析実行部にさらに備え、前記移動経路上のメッシュ格子点に対応する解析空間を対象として電波伝搬解析を行なう構成とする。さらに、前記電波伝搬解析手段での電波伝搬解析によって得られた電波強度に対して閾値を設け、前記得られた電波強度が前記閾値との比較で前記無線通信装置による通信評価を行なう構成とする。さらに、前記表示出力手段に表示された解析空間における通信不能領域を選択することで、前記通信不能領域に到達するレイ(ray)を表示して通信不能の原因を可視化して特定する構成とする。   In the wireless communication device placement support system, a human model having the parameters of age, sex, height and body shape of the person to which the wireless communication device is attached, skin tomography and moisture content, and attachment position are parameters. A configuration in which a human model DB to be created and stored is further provided in the antenna model creation unit, and an appropriate human model is output from the human model DB to the attached body input means to provide an antenna model for each person; To do. Further, when the wireless communication device attached to the person or object moves, only the moving path input means for designating the moving path of the antenna in the wireless communication apparatus and the mesh grid points on the moving path are extracted. Means for determining an analysis space is further provided in the analysis execution unit, and radio wave propagation analysis is performed on an analysis space corresponding to mesh grid points on the movement path. Furthermore, a threshold value is provided for the radio wave intensity obtained by the radio wave propagation analysis by the radio wave propagation analyzing means, and the obtained radio wave intensity is compared with the threshold value to perform communication evaluation by the wireless communication device. . Furthermore, by selecting a communication impossible area in the analysis space displayed on the display output means, a ray reaching the communication disabled area is displayed and the cause of the communication failure is visualized and specified. .

本発明によると、人間や物体の影響を含めたアンテナ特性を事前にモデル化することで、レイトレーシング法(イメージング法やレイラウンチ法)でも人間や物体の影響を含めた解析が可能になる。また、事前に作成したアンテナモデルを用いて電波伝搬解析を行なうことで、計算時間を大幅に短縮できる。   According to the present invention, an antenna characteristic including the influence of a person or an object is modeled in advance, so that an analysis including the influence of the person or the object can be performed even by a ray tracing method (imaging method or ray launch method). In addition, by performing radio wave propagation analysis using an antenna model created in advance, the calculation time can be greatly reduced.

また、通信不能の原因を可視化できるため、原因分析作業と改善作業を対話的に行なうことが可能になり、適切なアンテナ配置が実現できる。さらに、本発明の無線通信装置を用いると、位置検出精度評価等の支援が可能となる。   In addition, since the cause of communication failure can be visualized, the cause analysis work and the improvement work can be interactively performed, and an appropriate antenna arrangement can be realized. Furthermore, when the wireless communication apparatus of the present invention is used, it is possible to support position detection accuracy evaluation and the like.

本発明の実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムについて、図面を参照しながら以下詳細に説明する。   An arrangement support system for a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

「本発明の実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムの概要とその全体構成」
まず始めに、本実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムの概略を具体例を用いて説明する。図4、図8及び図9を参照すると、人間44又は配管(修理用の工具でもよい)46にICチップとアンテナ42を有する無線通信装置(例、RFIDタグ)を取り付けて、人間又は工具が基地局である基地局アンテナ81の設置されたゲート又は壁面を確実に通過したことを検知する検知システムにおけるシミュレータが本発明の対象とするものである。このような検知システムは、例えば、原子力プラント等の施設や工場等で利用可能であり、ゲート又は特定の検知部位(壁面)(無線通信装置からの電波を送受信する基地局)を誰が何時通過したかをチェックでき、また、運搬車両やプラントの定期点検・修理時に全ての工具にRFIDタグを取り付けて、点検・修理完了時に工具の持ち忘れの無いことをチェックするためのものとして利用可能である。
“Outline of Wireless Communication Device Placement Support System According to Embodiment of Present Invention and Overall Configuration”
First, an outline of a wireless communication apparatus arrangement support system according to the present embodiment will be described using a specific example. 4, 8, and 9, a person or tool is attached to a person 44 or a pipe (which may be a repair tool) 46 by attaching a wireless communication device (eg, RFID tag) having an IC chip and an antenna 42. A simulator in a detection system that detects that a base station antenna 81, which is a base station, is installed on a gate or a wall on which the base station antenna 81 is installed is an object of the present invention. Such a detection system can be used, for example, in a facility or factory such as a nuclear power plant, and who has passed through a gate or a specific detection part (wall surface) (a base station that transmits and receives radio waves from a wireless communication device). In addition, RFID tags can be attached to all tools during periodic inspections and repairs of transport vehicles and plants, and can be used to check that tools are not forgotten when inspections and repairs are completed. .

そして、本実施形態に係る配置支援システムは、上述した検知システムのシミュレータであり、人間や物体の影響を含めたアンテナ特性を事前にモデル化してデータベース(DB)に格納しておき、このDBから適宜のモデル化したアンテナモデルを選択するとともに、周囲環境モデル(RFIDタグから又はRFIDタグへ電波を送受信する基地局である基地局アンテナ81を含めた電波伝搬の周囲環境)を作成して、この周囲環境モデルと上述の選択したアンテナモデルとを基にして、無線通信装置からの電波が基地局でどの程度受信できる電界強度であるかを解析するものである。   The placement support system according to the present embodiment is a simulator of the above-described detection system. The antenna characteristics including the effects of humans and objects are modeled in advance and stored in a database (DB). An appropriate modeled antenna model is selected, and an ambient environment model (a radio wave propagation ambient environment including a base station antenna 81 that is a base station that transmits and receives radio waves from or to the RFID tag) is created. Based on the ambient environment model and the above-described selected antenna model, an analysis is made as to how much electric field intensity can be received by the base station from the radio communication apparatus.

また、基地局アンテナ(基地局)とRFIDタグとの通信不能の原因をシミュレータで可視化して、電波障害物体の分析作業とこの物体のシールドや位置変更などの改善作業をシミュレーションしながら実行しようとするものである。ここで、具体例を挙げると、基地局アンテナ81から送信された電波を無線通信装置43のタグアンテナ42が受信し、この受信電波のパワーで電源供給されてICチップ41動かし応答信号を返答することで基地局アンテナ81又は隣接の別の受信装置が基地局としてICチップ41からの応答信号を受信して人間又は物体(工具)の通過を検知することができる。この検知に際しては、人間又は物体が基地局装置(例、基地局アンテナ81、すなわち送受信機能を備えたアンテナ)設置部位の所定範囲内(図9のメッシュ範囲内)のいずれかの箇所で検知されればよいものである。   In addition, the cause of the inability to communicate between the base station antenna (base station) and the RFID tag is visualized by a simulator, and an attempt is made to execute an analysis operation of a radio interference object and an improvement operation such as a shield or position change of the object while simulating. To do. Here, to give a specific example, the tag antenna 42 of the wireless communication device 43 receives the radio wave transmitted from the base station antenna 81, is powered by the power of the received radio wave, moves the IC chip 41, and returns a response signal. Thus, the base station antenna 81 or another adjacent receiving device can receive a response signal from the IC chip 41 as a base station and detect passage of a person or an object (tool). In this detection, a human or an object is detected at any location within a predetermined range (within the mesh range in FIG. 9) of the base station device (eg, base station antenna 81, that is, an antenna having a transmission / reception function). What should be done.

次に、本発明の実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムの構成について、図1を用いて説明する。無線通信装置の配置支援システムはアンテナモデル作成部1と解析実行部2によって構成される。   Next, the configuration of a wireless communication apparatus arrangement support system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The wireless communication device arrangement support system includes an antenna model creation unit 1 and an analysis execution unit 2.

アンテナモデル作成部1は、無線通信装置のアンテナの形状や特性等の入力手段11、無線通信装置を取り付ける人間や物体の入力手段12、例えばFDTD(有限差分時間領域)法などのような電磁流解析手段13、FDTDで求めた近傍界から等価定理によって遠方界解析を行なう手段14、アンテナ遠方界全方向パターン作成手段15、アンテナモデルDB16によって構成される。また、解析実行部2はアンテナモデル選択手段17、周囲環境モデル入力手段18、解析空間を対象とする電波伝搬解析手段19、出力手段20によって構成される。   The antenna model creation unit 1 includes an input unit 11 for the shape and characteristics of the antenna of the wireless communication device, a human or object input unit 12 to which the wireless communication device is attached, for example, an electromagnetic current such as the FDTD (finite difference time domain) method. The analysis unit 13 includes a far field analysis unit 14 based on an equivalent theorem from a near field obtained by FDTD, an antenna far field omnidirectional pattern generation unit 15, and an antenna model DB 16. The analysis execution unit 2 includes an antenna model selection unit 17, an ambient environment model input unit 18, a radio wave propagation analysis unit 19 for an analysis space, and an output unit 20.

具体的に説明すると、ステップ1として、無線通信装置のアンテナ入力手段11は、人間や物体に取り付ける無線通信装置のアンテナの種類、形状、特性を入力する手段である。ステップ2として、無線通信装置を取り付ける人間や物体の入力手段12は、無線通信装置を取り付ける人間や物体の形状、特性、取り付け位置を入力する手段である。また、ステップ3として、FDTD法などのような電磁流解析手段13は、人間や物体の影響を受けた後のアンテナの電磁流を計算する手段である。この解析手法は上述したアンテナ、人間や物体の情報をもとに、例えば、マクスウェル方程式を差分化し、Yeeのアルゴリズムによって解析を行なうFDTD法で電磁流を計算する。   Specifically, as step 1, the antenna input means 11 of the wireless communication apparatus is a means for inputting the type, shape, and characteristics of the antenna of the wireless communication apparatus attached to a person or an object. As step 2, the person or object input means 12 to which the wireless communication apparatus is attached is means for inputting the shape, characteristics, and attachment position of the person or object to which the wireless communication apparatus is attached. Further, as step 3, the electromagnetic current analyzing means 13 such as the FDTD method is a means for calculating the electromagnetic current of the antenna after being influenced by a person or an object. In this analysis method, for example, the Maxwell equation is differentiated on the basis of the information on the antenna, the person, and the object described above, and the electromagnetic current is calculated by the FDTD method in which the analysis is performed by the Yee algorithm.

図4にアンテナモデルの一例を示す。無線通信装置43はICチップ41とタグアンテナ42で構成される。人間や物体が接近した状態での無線通信装置のアンテナ特性は単独で扱う場合と異なるため、無線通信装置43を人間44の胸ポケットの位置に取り付けた場合のアンテナモデル45や、無線通信装置43を配管又は工具46に取り付けた場合のアンテナモデル47が解析対象になる。   FIG. 4 shows an example of the antenna model. The wireless communication device 43 includes an IC chip 41 and a tag antenna 42. Since the antenna characteristics of the wireless communication device when a person or an object is approaching are different from the case of handling alone, the antenna model 45 when the wireless communication device 43 is attached to the position of the chest pocket of the human 44 or the wireless communication device 43. Is attached to the pipe or the tool 46 as an analysis target.

次に、ステップ4として、等価定理による遠方界解析手段14は、FDTD法で求めた近傍界の電磁流から遠方界を推定する手段である。FDTD法を普通に用いると遠方までの各ボクセルを毎回計算しなくてはならないため、膨大な計算時間とメモリを消費する。そこで、近傍の電磁界から遠方界の推定を行なう。具体的には、等価定理を用い、波源を囲む閉曲面を作り、その閉曲面内の電磁界を0としたとき、境界条件より閉曲面上を流れる電磁流を波源と見なし、そこからの放射を考える。このような等価定理により、FDTD法で求めた電磁流から遠方界を求める。   Next, as step 4, the far-field analysis means 14 based on the equivalence theorem is means for estimating the far-field from the near-field electromagnetic flow obtained by the FDTD method. When the FDTD method is normally used, each voxel up to a distance must be calculated every time, which consumes enormous calculation time and memory. Therefore, the far field is estimated from the nearby electromagnetic field. Specifically, using the equivalence theorem, a closed surface surrounding the wave source is created, and when the electromagnetic field in the closed surface is zero, the electromagnetic flow that flows on the closed surface from the boundary condition is regarded as the wave source, and radiation from there think of. By such an equivalent theorem, the far field is obtained from the electromagnetic current obtained by the FDTD method.

さらに、ステップ5として、アンテナ遠方界全方向パターン作成手段15は、θ,φによるアンテナ遠方界全方向パターンテーブルや、アンテナ遠方界全方向パターンを作成する手段である。ここで、θとφは図5によって定義される。つまり、θはz方向からの回転角で、φはx方向からの回転角である。アンテナ位置oを基準とし、遠方の観測点をθ方向とφ方向に回転させながら観測した結果により、図6のθ,φによるアンテナ遠方界全方向パターンテーブル61や、図7のアンテナ遠方界全方向パターン71が求められる。次に、ステップ6として、アンテナモデルDB(データベース)16は、パターン作成手段15によって得られたアンテナ遠方界全方向パターン71を記憶する手段である。以上のステップを経てアンテナモデルの作成が完了する。   Further, as step 5, the antenna far-field omnidirectional pattern creating means 15 is a means for creating an antenna far-field omnidirectional pattern table or an antenna far-field omnidirectional pattern based on θ and φ. Here, θ and φ are defined by FIG. That is, θ is a rotation angle from the z direction, and φ is a rotation angle from the x direction. Based on the observation result while rotating the far observation point in the θ and φ directions with reference to the antenna position o, the antenna far field omnidirectional pattern table 61 by θ and φ in FIG. 6 and the antenna far field in FIG. A direction pattern 71 is obtained. Next, as step 6, the antenna model DB (database) 16 is a means for storing the antenna far-field omnidirectional pattern 71 obtained by the pattern creating means 15. The creation of the antenna model is completed through the above steps.

次に、解析実行部2の説明を行なう。ステップ7として、アンテナモデル選択手段17は、アンテナモデル作成部1で作成したアンテナモデルDB16の中から対象となるアンテナモデル(例えば、図4に示すような人間モデルを含めたアンテナモデル45のアンテナ遠方界放射パターン71)を選択する手段である。さらに、ステップ8として、周囲環境モデル入力手段18は、周囲環境の形状、特性、位置を入力する手段である。図8で示すように、基地局アンテナ81(無線通信装置43のタグアンテナ42に電波を送信してICチップ41を動作可能としタグアンテナ42から電波受信する基地局の役割を果たすもの)や電波伝搬に影響を及ぼす物体82、配管46等のような周囲環境モデル83を作成するものである。   Next, the analysis execution unit 2 will be described. In step 7, the antenna model selection means 17 selects a target antenna model from the antenna model DB 16 created by the antenna model creation unit 1 (for example, the antenna model 45 including the human model shown in FIG. This is a means for selecting the field radiation pattern 71). Further, as step 8, the ambient environment model input means 18 is a means for inputting the shape, characteristics, and position of the ambient environment. As shown in FIG. 8, a base station antenna 81 (acts as a base station that transmits radio waves to the tag antenna 42 of the wireless communication device 43 to enable the IC chip 41 to operate and receives radio waves from the tag antenna 42) or radio waves An ambient environment model 83 such as an object 82 or a pipe 46 that affects propagation is created.

また、ステップ9として、解析空間を対象とする電波伝搬解析手段19は、上述したアンテナ遠方界全方向パターン71とこの周囲環境モデル83を用いて、解析空間を対象とする電波伝搬解析を行なう手段である。すなわち、無線通信装置からの送信電波によって基地局でどのような電界強度になっているかの電波伝搬解析を行う。   In step 9, the radio wave propagation analyzing means 19 for the analysis space is a means for performing a radio wave propagation analysis for the analysis space using the antenna far-field omnidirectional pattern 71 and the ambient environment model 83 described above. It is. That is, radio wave propagation analysis is performed to determine what electric field intensity is present at the base station due to radio waves transmitted from the wireless communication device.

電波伝搬解析の対象となる解析空間は、例えば図9のようにx,y,zの軸方向でdx,dy,dzの間隔で配置されたメッシュ格子点によって形成される斜線部分に相当する。ある1点のメッシュ格子点の受信電力は図12の処理によって求められる。図11はレイトレーシング法で電波伝搬解析を行なう場合の例である。図11の受信点C(110)にレイr1(112)、レイr2(113)、レイr3(114)の複数のレイが到達した場合を例として説明する。   The analysis space to be subjected to the radio wave propagation analysis corresponds to a hatched portion formed by mesh lattice points arranged at intervals of dx, dy, dz in the x, y, z axial directions as shown in FIG. The received power at one mesh mesh point is obtained by the process of FIG. FIG. 11 shows an example in which radio wave propagation analysis is performed by the ray tracing method. A case will be described as an example where a plurality of rays r1 (112), rays r2 (113), and rays r3 (114) have arrived at the reception point C (110) in FIG.

図12の符号121はメッシュ格子点である受信点Cに到達したレイの成分である。レイの成分121は各レイ毎の入射角θri,φriおよびその電界強度Driにより表せる。符号122は上述したアンテナ遠方界全方向パターンG(θ,φ)であって、図6のテーブルから入射角θ,φにより求められる。   Reference numeral 121 in FIG. 12 denotes a component of a ray that has reached the reception point C, which is a mesh lattice point. The ray component 121 can be expressed by the incident angles θri and φri and the electric field strength Dri for each ray. Reference numeral 122 denotes the antenna far-field omnidirectional pattern G (θ, φ) described above, which is obtained from the incident angles θ and φ from the table of FIG.

レイriによる受信点Cでの電界強度は、レイriの入射角θri,φriに対する電界強度Driと、次の数1より図6から該方向でのアンテナ遠方界全方向パターンGriを選択し、√Gi(Giのルート)とDriの積で求められる(ここでiはレイの番号を示す)。G(θri,φri)=Gri (数1)
従って、すべてのレイによる受信点での電界強度Eは次の数2によって計算できる。
The electric field intensity at the reception point C by the ray ri is selected from the electric field intensity Dri for the incident angles θri and φri of the ray ri and the antenna far-field omnidirectional pattern Gri in the direction from FIG. It is obtained by the product of Gi (Gi route) and Dri (where i is the ray number). G (θri, φri) = Gri (Equation 1)
Therefore, the electric field intensity E at the reception point by all the rays can be calculated by the following equation (2).

受信点Cでの受信電力Pはこの受信点での電界強度Eを用いて次の数3によって求められる。 The reception power P at the reception point C is obtained by the following equation 3 using the electric field strength E at the reception point.

P=20logE (数3)
次に、ステップ10として、出力手段20は、図1に示す電波伝搬解析手段19による計算結果を出力する手段である。例えば、図9の解析対象空間の電界強度をメッシュ毎に色分けして表示を行なう手段などである。
P = 20 log E (Equation 3)
Next, as step 10, the output means 20 is a means for outputting a calculation result by the radio wave propagation analyzing means 19 shown in FIG. For example, there is means for displaying the electric field strength in the analysis target space of FIG.

以上のように、本実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムの構成例によれば、人間や物体の影響を含めたアンテナ特性を事前にモデル化することで、レイトレーシング法(イメージング法やレイラウンチ法)でも人間や物体の影響を含めた解析が可能になる。また、予めステップ5で作成したアンテナモデルをレイトレーシング法の受信アンテナとして扱い、電波伝搬解析を行なっているため、高速解析が可能になる。   As described above, according to the configuration example of the wireless communication apparatus arrangement support system according to the present embodiment, the ray tracing method (imaging method or The analysis including the influence of humans and objects is possible even with the lailaunch method. In addition, since the antenna model created in advance in step 5 is handled as a receiving antenna of the ray tracing method and radio wave propagation analysis is performed, high-speed analysis becomes possible.

「人間モデルの作成」
無線通信装置を取り付ける対象となる人間モデルの作成手段について述べる。解析精度を高めるためには人間モデルの高精度化が必要になる。人間の影響を含めたアンテナモデルを作成するにあたり、個人毎のアンテナモデルを提供するためには、人間の年齢や性別、身体形状(身長、体重)や特性(皮膚断層、含有水分量)をパラメータとする人間モデルの作成が必要である。
"Creating a human model"
A means for creating a human model to which a wireless communication device is attached will be described. In order to improve the analysis accuracy, it is necessary to improve the accuracy of the human model. In creating an antenna model that includes human influences, in order to provide an individual antenna model, parameters such as human age, sex, body shape (height, weight) and characteristics (skin tomography, moisture content) are parameters. It is necessary to create a human model.

次に、図2を用い、人間モデルを扱ってアンテナモデルを作成する無線通信装置の配置支援システムの構成を説明する。無線通信装置の配置支援システムは、図1の無線通信装置43を取り付ける人間44や物体46の入力手段12の前段階として人間モデルDB21を加えた構成となっている。また、人間モデルDB21は電磁波解析手法又は実測によって得られたデータを収集・整理し、図13のような人間モデルテーブル131を作成することで求められる。以後、アンテナモデル作成時にこの人間モデルDB21を用いて人間モデルを作成することで、個人毎のアンテナモデルを提供することが可能になり、無線通信装置の配置支援システムの解析精度が向上する。   Next, the configuration of a wireless communication apparatus arrangement support system that creates an antenna model by handling a human model will be described with reference to FIG. The wireless communication apparatus arrangement support system has a configuration in which a human model DB 21 is added as a pre-stage of the input means 12 of the person 44 and the object 46 to which the wireless communication apparatus 43 of FIG. The human model DB 21 is obtained by collecting and organizing data obtained by an electromagnetic wave analysis method or actual measurement and creating a human model table 131 as shown in FIG. Thereafter, by creating a human model using the human model DB 21 when creating the antenna model, it becomes possible to provide an antenna model for each individual, and the analysis accuracy of the arrangement support system of the wireless communication device is improved.

「電波伝搬解析を行うための解析空間」
本実施形態に係る配置支援システムの解析空間は図9の斜線部分となっている。全体について解析を行なうことも良いが、解析時間を短縮するためにはできるだけ解析空間を小さくして解析する必要がある。本実施形態では、解析空間を人間や物体の移動経路に絞って計算を行なう手段について述べる。
"Analysis space for performing radio wave propagation analysis"
The analysis space of the arrangement support system according to the present embodiment is a hatched portion in FIG. Although it is possible to analyze the whole, it is necessary to make the analysis space as small as possible in order to shorten the analysis time. In the present embodiment, a means for performing calculation by narrowing the analysis space to a movement path of a person or an object will be described.

具体例で示すと、人間44が無線通信装置43を胸ポケットに入れて歩く場合は(図4を参照)、解析空間全体のメッシュの格子点について通信特性を調べる必要はなく、解析空間全体のメッシュの格子点から無線通信装置43の移動経路上のメッシュ格子点のみ抽出し、それに対応する解析空間について通信特性を把握すれば無線通信装置の配置は可能になる。   As a specific example, when the human 44 walks with the wireless communication device 43 in the chest pocket (see FIG. 4), it is not necessary to examine the communication characteristics of the mesh points of the mesh in the entire analysis space. If only mesh grid points on the movement path of the wireless communication device 43 are extracted from the mesh grid points and the communication characteristics are grasped for the corresponding analysis space, the wireless communication devices can be arranged.

まず、図3を用いて無線通信装置の配置支援システムの構成について概要を説明する。無線通信装置の配置支援システムは、図1の周囲環境モデル入力手段17に移動経路入力手段31を追加し、さらに、解析空間を対象とする電波伝搬解析手段19の直前に移動経路上のメッシュの格子点を抽出して解析空間を決定する手段32を追加した構成となっている。移動経路入力手段31は、アンテナ移動経路を指定する手段である。移動経路は、図14(1)の線の形態や、図14(2)の面の形態や図14(3)の空間の形態がある。また、移動経路は人間や物体の動きを取り入れることで、人間や物体の動線管理が可能になる。   First, an outline of the configuration of the wireless communication apparatus arrangement support system will be described with reference to FIG. The wireless communication apparatus arrangement support system adds a movement path input means 31 to the ambient environment model input means 17 of FIG. 1, and further, meshes on the movement path immediately before the radio wave propagation analysis means 19 for the analysis space. It has a configuration in which means 32 for extracting the lattice points and determining the analysis space is added. The movement path input means 31 is a means for designating an antenna movement path. The movement path has the form of a line in FIG. 14 (1), the form of a surface in FIG. 14 (2), and the form of a space in FIG. 14 (3). In addition, the movement path of humans and objects can be managed by taking in the movements of humans and objects.

移動経路上のメッシュの格子点を抽出し、解析空間を決定する手段32は解析空間全体のメッシュの格子点から無線通信装置の移動経路上のメッシュ格子点(斜線部分)のみ抽出し、それに対応する解析空間を対象として電波伝搬解析を行なう手段である。移動経路上のメッシュの格子点は、図10の斜線部分に相当する。   The means 32 for extracting the mesh lattice points on the movement path and determining the analysis space extracts only the mesh lattice points (hatched portions) on the movement path of the wireless communication device from the mesh points of the mesh in the entire analysis space, and responds to it. This is a means for performing radio wave propagation analysis on the analysis space to be analyzed. The grid points of the mesh on the movement path correspond to the hatched portions in FIG.

従って、解析空間全体について計算を行なう必要はなく、移動経路のみを計算対象とすることで、解析時間の短縮とメモリの節約に貢献できる。上述の説明は一方通信の場合を例としたが、逆方通信と双方通信でも同様に適用できる。また、送・受信用無線通信装置は必ずしも1対1である必要はなく、複数対複数の場合でも適用できる。   Therefore, it is not necessary to perform the calculation for the entire analysis space, and it is possible to contribute to the shortening of the analysis time and the saving of memory by setting only the movement path as the calculation target. Although the above description has been given by taking the case of one-way communication as an example, it can be similarly applied to reverse communication and two-way communication. Further, the transmission / reception wireless communication apparatuses do not necessarily have to be one-to-one, and can be applied to a plurality of cases.

以上のように、無線通信装置43が移動する経路(図10に示すメッシュ格子点)に限って電波伝搬の解析を行う、すなわち図4に示す人間44に取り付けられた無線通信装置43のアンテナモデル45が図10の各メッシュ格子点に位置するときの基地局アンテナ81での受信感度の解析を行うものである。この際、無線通信装置43が移動経路のすべてのメッシュ格子点を通過するときに、基地局アンテナ81地点での受信感度が良好であれが問題はないが、図8に示す物体82などの周囲環境によって或るメッシュ格子点での受信感度が通信を行うのに不足していることがシミュレーションで分析可能であり、そのシミュレーション結果を表示して受信感度不足の原因を追跡することを可能とするのが本実施形態の特徴の1つである。   As described above, radio wave propagation analysis is performed only on the path (mesh grid point shown in FIG. 10) on which the wireless communication device 43 moves, that is, the antenna model of the wireless communication device 43 attached to the person 44 shown in FIG. Analysis of reception sensitivity at the base station antenna 81 when 45 is located at each mesh lattice point in FIG. 10 is performed. At this time, when the wireless communication device 43 passes all the mesh grid points of the moving path, there is no problem if the reception sensitivity at the base station antenna 81 is good, but the surroundings such as the object 82 shown in FIG. It is possible to analyze by simulation that the reception sensitivity at a certain mesh lattice point is insufficient for communication depending on the environment, and it is possible to display the simulation result and track the cause of reception sensitivity shortage This is one of the features of this embodiment.

「移動経路を指定した場合の通信特性の表示」
電波伝搬解析によって得られた結果は電波のレベルである。無線通信装置43の配置で無線通信装置が通信可能かどうかは、この電波の強さが無線通信装置の通信に必要な値になっているかどうかによって決まる。そこで、無線通信装置の通信に必要な最低限の電波の強さを閾値とし、その閾値を超えた場合は通信可能、反対の場合は通信不能と表示する手法について説明する。
"Displaying communication characteristics when a travel route is specified"
The result obtained by radio wave propagation analysis is the level of radio waves. Whether or not the wireless communication device can communicate with the arrangement of the wireless communication device 43 depends on whether or not the strength of the radio wave is a value necessary for communication of the wireless communication device. Therefore, a method will be described in which a minimum radio wave intensity necessary for communication of the wireless communication apparatus is set as a threshold value, and when the threshold value is exceeded, communication is possible, and in the opposite case, communication is impossible.

次に、図15と図16を用いて移動経路を指定した場合の例について詳細を説明する。これらの図では人間の動線を示しており基地局が受信する電界強度を示している。通信特性の表示手法としては、通信率で表示する形態や通信可能と通信不能に分けて表示する形態がある。また、通信率で表示する形態は、図15(1)のように移動経路の各区間の通信率をそれぞれ表示する形態や、図15(2)のように通信率をいくつの段階に分けて表示する形態がある。   Next, details of an example in which a movement route is designated will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In these figures, human traffic lines are shown and the electric field strength received by the base station is shown. As a method for displaying the communication characteristics, there are a form in which the communication rate is displayed, and a form in which the communication characteristics are displayed separately for communicable and incapable communication. The communication rate is displayed in the form of displaying the communication rate of each section of the moving route as shown in FIG. 15 (1) or in several stages as shown in FIG. 15 (2). There is a form to display.

また、通信可能と通信不能に分けて表示する形態は、図16(1)のように色分けして表示する形態や、図16(2)のように違う背景で表示する形態や、図16(3)のように通信可能の区間は“O”、通信不能の区間は“×”の記号で表示する形態や、図16(4)のようにメッセージで表示する形態や、図16(5)のように一方を光らせて表示する形態や、図16(6)のように通信可能領域と通信不能領域の中で、片方のみ表示する形態がある。図16(6)では、色の濃い左側(読み取り不能)と色の薄い読み取り可能な右側のグレーで表示している(左右の中間は読み取り難い領域)。読み取り不能の領域こそ注目すべき箇所であるので注意を喚起する箇所を目立つ色や濃さで表している。なお、図16(6)の右側の階段状の表示は人間の動線内でメッシュ格子点毎の受信感度を示している。上述の例は平面表示を例として説明したが、立体表示やワイヤ表示でも同様に適用できる。   In addition, the display mode can be divided into communication enablement and communication disablement, as shown in FIG. 16 (1), displayed in different colors as shown in FIG. 16 (2), displayed in different backgrounds as shown in FIG. As shown in 3), a communicable section is displayed with a symbol “O”, and a non-communication section is displayed with a symbol “x”, as shown in FIG. 16 (4), as a message, or as shown in FIG. 16 (5). There is a form in which one of them is illuminated as shown in FIG. 16 and a form in which only one of the communicable area and the incommunicable area is displayed as shown in FIG. In FIG. 16 (6), it is displayed in dark gray on the left side (unreadable) and light gray on the right side that can be read (intermediate left and right regions are difficult to read). Since the unreadable area is a noticeable part, the part that draws attention is represented by a conspicuous color or darkness. Note that the stepped display on the right side of FIG. 16 (6) indicates the reception sensitivity for each mesh grid point in the human flow line. Although the above-described example has been described by taking a flat display as an example, it can be similarly applied to a stereoscopic display and a wire display.

ここで、通信可能・不能領域の閾値は、無線通信装置の特性に基づき、入力により指定する方法や、図16(7)のように、右端の縦バー(グレーを順に5段階に分けていて、縦バーの下端が通信可能領域、上端が通信不能領域に対応)をドラックすることで指定する方法がある。移動経路の通信特性表示画面は、拡大縮小や平面移動が可能で、図16(8)のように回転も可能であるため、様々な視点から結果分析することが可能である。電磁界の値を通信特性で表示することにより、通信可否の判断が迅速になると同時に、ヒューマンエラーの減少に貢献できる。   Here, the threshold value of the communicable / impossible area is determined based on the characteristics of the wireless communication apparatus, by the method of specifying by input, or by the vertical bar at the right end (gray is divided into five stages in order as shown in FIG. 16 (7)). There is a method of specifying by dragging the lower end of the vertical bar corresponding to the communicable area and the upper end corresponding to the incommunicable area. Since the communication characteristic display screen of the movement path can be enlarged / reduced or moved in a plane, and can be rotated as shown in FIG. 16 (8), the result can be analyzed from various viewpoints. By displaying the value of the electromagnetic field as communication characteristics, it is possible to quickly determine whether communication is possible and to contribute to reducing human errors.

「通信不能の原因についての可視化」
次に、移動経路を指定した場合を例として通信不能の原因についての可視化の概略を説明する。移動経路のすべての区間において、全部通信可能である必要はなく、移動経路上のある1つの区間で通信可能であれば、システムとしては通信可能と言える(移動する人間に設置された無線通信装置と基地局である基地局アンテナとの間で最低1つの区間で通信できれば最低限の通信可能)。ところで、移動経路全体にわたって全部通信不能の場合や通信可能区間を最大にするアンテナ配置が求められる場合は、通信不能の原因を特定し、その原因を解決する対策を行なう必要がある。そこで、本構成例では、例えばレイトレーシング法を用い、通信不能の原因をレイで可視化することで、通信不能を引き起こしている物体(電波障害物)の特定を行なう手法について説明する。
"Visualization of the cause of communication failure"
Next, an outline of visualization of the cause of communication failure will be described by taking a case where a movement route is designated as an example. It is not necessary for all sections of the movement path to be communicable, and if communication is possible in one section on the movement path, it can be said that the system is communicable (a wireless communication device installed in a moving person) And the base station antenna, which is the base station, can communicate with each other if it can communicate in at least one section). By the way, when communication is impossible over the entire movement route or when an antenna arrangement that maximizes the communicable section is required, it is necessary to identify the cause of communication failure and take measures to solve the cause. Therefore, in this configuration example, a method for identifying an object (radio wave obstacle) causing communication failure by using ray tracing, for example, and visualizing the cause of communication failure with a ray will be described.

レイトレーシング法はイメージング法とレイラウンチ法の2つの手法がある。以下、それぞれのレイの表示方法について図17と図18を用いて概要を説明する。イメージング法は、反射面に対する鏡像位置を実像位置に置き換えて計算を行なう電波伝搬解析手法である。図17のように、送信点Oから放射されたレイが反射面1で反射して受信点Cに到達するケースを例として手順を説明する。まず、反射面1を基準として、受信点Cの鏡像点Bを求める。送信点Oと点Bを結んで、反射面1との交点をAとする。送信点O、点A、受信点Cを順次結んだのが求めようとするレイになる。   There are two ray tracing methods, an imaging method and a ray launch method. The outline of each ray display method will be described below with reference to FIGS. 17 and 18. The imaging method is a radio wave propagation analysis method in which a mirror image position with respect to a reflection surface is replaced with a real image position. The procedure will be described by taking as an example a case where the ray radiated from the transmission point O is reflected by the reflection surface 1 and reaches the reception point C as shown in FIG. First, the mirror image point B of the reception point C is obtained using the reflection surface 1 as a reference. Let A be the intersection of the reflecting surface 1 by connecting the transmission point O and the point B. A ray to be obtained is obtained by sequentially connecting the transmission point O, the point A, and the reception point C.

レイラウンチ法は、送信点から放射する電波の中で受信点を基準とする球或いは立方体に到達した部分について計算を行なう電波伝搬解析手法である。図18のように、送信点Oから放射されたレイが反射の法則により、受信点Cを基準とする球或いは立方体に到達するケースで、OAC、OCは求めようとするレイになる。   The ray launch method is a radio wave propagation analysis method for calculating a portion of a radio wave radiated from a transmission point that reaches a sphere or a cube with the reception point as a reference. As shown in FIG. 18, when a ray radiated from the transmission point O reaches a sphere or a cube with the reception point C as a reference by the law of reflection, OAC and OC are rays to be obtained.

キーボードやマウスで通信不能区間を選択すると、その通信不能区間に到達したレイを上記方法で計算し、レイの形状を3次元表示する。また、レイは、図19(1)のようにルート毎に色分けして表示する形態や、図19(2)のように線の太さによって表示する形態や、図19(3)のように線のタイプによって表示する形態がある。なお、無線通信装置43と基地局(例、基地局アンテナ81)との通信において、無線通信装置からの電界強度と基地局からの電界強度は、同様の傾向を示すので、図19では説明の都合上基地局からの電波伝搬解析に基づいて通信可能か否かを取り上げて図示説明している。   When an incommunicable section is selected with the keyboard or mouse, the ray that has reached the incommunicable section is calculated by the above method, and the shape of the ray is displayed three-dimensionally. In addition, the ray is displayed in a color-coded manner for each route as shown in FIG. 19 (1), displayed according to the thickness of the line as shown in FIG. 19 (2), or as shown in FIG. 19 (3). There is a form to display depending on the type of line. In the communication between the wireless communication device 43 and the base station (eg, the base station antenna 81), the electric field strength from the wireless communication device and the electric field strength from the base station show the same tendency. For convenience, whether or not communication is possible based on radio wave propagation analysis from the base station is taken up and described.

また、表示されたレイ171の中で観察したいレイのみ強調表示する形態として、図20(1)のように強調したいレイのみを表示する形態(例えば、図23のr3)や、図20(2)のように強調したいレイを別色で表示する形態(例えば、図23のr1とr3)や、図20(3)のように強調したいレイのみを光らせて表示する形態がある。上述の説明は通信可能区間と通信不能区間を色分けして表示する形態を例として説明したが、通信表示の他の形態でも同様に適用できる。   Further, as a form in which only the ray to be observed is highlighted in the displayed ray 171, a form in which only the ray to be emphasized is displayed as shown in FIG. 20 (1) (for example, r 3 in FIG. 23), or FIG. ) To display the ray to be emphasized in different colors (for example, r1 and r3 in FIG. 23), or form to display only the ray to be emphasized as shown in FIG. 20 (3). In the above description, the communication section and the incommunicable section are described by way of example of color display. However, other forms of communication display can be similarly applied.

通信不能箇所で送信位置から受信位置までのレイを表示することにより、通信ルートの把握が正確かつ迅速になる。また、どのレイが合成波に悪い影響を与えるかを可視化するためには、レイの大きさだけでなく、位相も表示する必要がある。レイの大きさと位相を同時に表示する手段として、レイと合成波を複素空間で表示する方法を使う。複素空間で表示することにより合成波に影響を与えているレイを可視化することができる。レイの複素表示は図21の処理によって求められる。   By displaying the ray from the transmission position to the reception position at the location where communication is impossible, the communication route can be accurately and quickly grasped. In addition, in order to visualize which ray has a bad influence on the composite wave, it is necessary to display not only the size of the ray but also the phase. As a means for simultaneously displaying the magnitude and phase of a ray, a method of displaying a ray and a synthesized wave in a complex space is used. By displaying in a complex space, it is possible to visualize a ray that affects the combined wave. The complex display of rays is obtained by the process of FIG.

図12のメッシュ格子点に到達したレイの成分121と受信アンテナ遠方界パターン(複素数)122の値から、次の数4を用いて受信点でのレイriの電界強度を計算する。
The electric field strength of the ray ri at the reception point is calculated from the value of the component 121 of the ray that has reached the mesh lattice point in FIG. 12 and the value of the receiving antenna far-field pattern (complex number) 122 using the following equation (4).

211は上記の受信点でのレイriの電界強度であって、212のレイの強さEと213のレイの位相ωtで表示される。   Reference numeral 211 denotes the electric field intensity of the ray ri at the reception point, which is represented by the ray intensity E of 212 and the phase ωt of ray 213.

また、上記で求めたレイの強さ212とレイの位相213をもとに、次の数5を用いて、レイの複素表示実数部214とレイの複素表示虚数部215を求める。
Further, based on the ray intensity 212 and the ray phase 213 obtained above, the ray complex display real part 214 and the ray complex display imaginary part 215 are obtained using the following equation (5).

上記の計算手順により、移動経路上のある一点に到達した直接波222と、反射波223、及び合成波221の複素表示実数部と虚数部を求め、その計算結果を図22の複素座標上に表示する。   By the above calculation procedure, the complex wave real number part and the imaginary number part of the direct wave 222, the reflected wave 223, and the synthesized wave 221 that have reached a certain point on the moving path are obtained, and the calculation results are shown on the complex coordinates in FIG. indicate.

さらに、図23に示すように、上記の図22とレイのルート表示画面を関連付けると同時に、図24の処理によって操作を行うことで、通信不能の原因を可視化する。まず、レイの複素表示画面上で合成波221の強さに悪い影響を与えるレイ、例えばここでは反射波231を特定する処理241を行い、マウスやキーボードにより選択する処理242を行う。レイの複素表示画面とレイのルート表示画面の関連付けにより、レイのルート表示画面上の対応する反射波232が選択される処理243、及びその反射波の原因となる障害物233が選択される処理244が自動的に行われる。最後に、レイの複素表示画面上の反射波231、レイのルート表示画面上の対応する反射波232、及びその反射波の原因となる障害物233がセットで強調表示される。上述した方法により、通信不能の原因が可視化でき、対策対象の特定が正確かつ迅速になる。   Furthermore, as shown in FIG. 23, the cause of the communication failure is visualized by associating the above-described FIG. 22 with the ray route display screen and simultaneously performing an operation by the processing of FIG. First, a process 241 for specifying a ray that has a bad influence on the strength of the combined wave 221 on the complex display screen of the ray, for example, a reflected wave 231 is performed, and a process 242 for selecting with a mouse or a keyboard is performed. A process 243 in which the corresponding reflected wave 232 on the ray route display screen is selected by associating the complex display screen with the ray route display screen, and a process in which the obstacle 233 that causes the reflected wave is selected. 244 is automatically performed. Finally, the reflected wave 231 on the ray complex display screen, the corresponding reflected wave 232 on the ray route display screen, and the obstacle 233 causing the reflected wave are highlighted as a set. By the above-described method, the cause of communication failure can be visualized, and the countermeasure target can be identified accurately and quickly.

「通信不能の原因の分析と対策」
本構成例では、表示結果から通信不能の原因を分析し、対策を行なう方法について述べる。まず、図25に示すように、本実施形態に係る配置支援システムの出力結果分析処理251を行い、電波特性を改善する必要があるかどうかの判断処理252を行なう。必要ない場合は作業終了するが、改善必要がある場合は、調整作業が可能かどうかの判断処理253を行なう。調整不能の場合は作業終了する。
“Analysis and Countermeasure of Cause of Communication Failure”
In this configuration example, a method for analyzing the cause of communication failure from the display result and taking a countermeasure will be described. First, as shown in FIG. 25, an output result analysis process 251 of the placement support system according to the present embodiment is performed, and a determination process 252 for determining whether or not the radio wave characteristics need to be improved is performed. If it is not necessary, the work ends. If improvement is necessary, a determination process 253 is performed to determine whether adjustment work is possible. If the adjustment is not possible, the operation ends.

可能の場合は図26(1)の障害物の位置・角度、基地局アンテナの位置・角度調整作業、移動経路、及び図26(2)の障害物をシールドする作業のいずれかにより調整作業254(シミュレータ上での作業)を行う。調整完了後、再解析作業255を行ない、出力結果分析処理251に戻る。このように繰り返し調整することにより、電波環境を改善する。   If possible, the adjustment operation 254 is performed by any of the obstacle position / angle adjustment of FIG. 26 (1), the position / angle adjustment operation of the base station antenna, the movement route, and the operation of shielding the obstacle of FIG. 26 (2). (Work on the simulator). After the adjustment is completed, the reanalysis operation 255 is performed, and the process returns to the output result analysis process 251. By repeatedly adjusting in this way, the radio wave environment is improved.

「無線通信装置を利用した位置検出の精度評価」
本構成例では、本実施形態に関する無線通信装置を用いた位置検出精度評価システムについて述べる。位置検出システムとしては、図27のように無線端末から発射した電波を2つの基地局で受信し、到達時間を距離に置き換え、三角法を用いて位置座標を算出する方法がある。この方法では、無線端末から基地局までの通信が直接波であることを前提とするため、マルチパスのない環境では高精度が得られる。しかし、直接波が物体によって遮断された場合、基地局で受信した信号は反射波によるものであり、伝播経路が直接波に比べて長くなり、位置検出精度が落ちてしまう。
"Evaluation of position detection accuracy using wireless communication devices"
In this configuration example, a position detection accuracy evaluation system using a wireless communication apparatus according to this embodiment will be described. As a position detection system, there is a method in which radio waves emitted from wireless terminals are received by two base stations as shown in FIG. 27, arrival times are replaced with distances, and position coordinates are calculated using trigonometry. Since this method is based on the premise that communication from a wireless terminal to a base station is a direct wave, high accuracy can be obtained in an environment without multipath. However, when the direct wave is blocked by an object, the signal received by the base station is due to the reflected wave, the propagation path becomes longer than the direct wave, and the position detection accuracy decreases.

図27(1)のようにマルチパスがない状況では、対象物の正確な位置273はルートR1,R2,R3により求められる。しかし、図27(2)のように対象物273と基地局271の間に物体272が配置する場合は、対象物273からの直接波が基地局271に届かず、ルートR21とR22の反射波を受信してしまう。ここでルートR1,R21+R22,R23を用いて三角法により位置座標を算出すると図27(3)のような検出結果274になる。本実施形態に係る配置支援システムを用いると、基地局で受信した信号が可視化できるため、正確な位置273から検出位置274がどのくらいズレたかの評価が可能となる。   In the situation where there is no multipath as shown in FIG. 27 (1), the exact position 273 of the object is obtained by the routes R1, R2, and R3. However, when the object 272 is arranged between the object 273 and the base station 271 as shown in FIG. 27 (2), the direct wave from the object 273 does not reach the base station 271, and the reflected waves of the routes R21 and R22 Will be received. If the position coordinates are calculated by trigonometry using the routes R1, R21 + R22, R23, a detection result 274 as shown in FIG. 27 (3) is obtained. When the arrangement support system according to the present embodiment is used, the signal received by the base station can be visualized, so that it is possible to evaluate how much the detection position 274 is shifted from the accurate position 273.

図28のように評価対象となる空間を予めいくつのエリアに分割し、それぞれのエリアで上述した方法を適用し精度評価を行ない、各エリアの精度情報を表示することにより精度マップを作成することができる。上述した構成例は2つの基地局を対象として説明を行なっているが、2つ以上の場合でも同様に適用できる。また、精度アップの作成は平面だけではなく、基地局の数を増やすことによって立体空間でも対応可能である。   As shown in FIG. 28, the space to be evaluated is divided into several areas in advance, the above-described method is applied to each area, accuracy evaluation is performed, and accuracy information of each area is displayed to create an accuracy map. Can do. Although the above-described configuration example has been described for two base stations, it can be similarly applied to the case of two or more base stations. Moreover, the creation of increased accuracy can be handled not only in a plane but also in a three-dimensional space by increasing the number of base stations.

以上説明したように、本発明の実施形態に係る配置支援システム(シミュレーションシステム)の特徴は、人間や物体の影響を含めたアンテナ特性を事前にモデル化し、このアンテナモデルを用いて電波伝搬解析を行うことであり、また、表示した通信特性結果の中で、通信不能区間を選択することで、この通信不能区間に到達したレイを表示すると同時にレイを複素空間で表示することにより、どの対象物による反射、遮蔽が通信不能の原因になったかを可視化し、原因に合った対策を行ない、通信特性の改善を図るものである。   As described above, the feature of the placement support system (simulation system) according to the embodiment of the present invention is that the antenna characteristics including the effects of humans and objects are modeled in advance, and radio wave propagation analysis is performed using this antenna model. By selecting an incommunicable section from the displayed communication characteristics results, the ray that has reached this incommunicable section is displayed, and at the same time, the ray is displayed in complex space, which object This makes it possible to visualize whether or not the reflection or shielding caused by the cause of communication failure, and to take measures corresponding to the cause to improve the communication characteristics.

本発明の実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムの構成図である。It is a block diagram of the arrangement | positioning assistance system of the radio | wireless communication apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムで人間モデルを用いた場合の構成図である。It is a block diagram at the time of using a human model in the arrangement | positioning assistance system of the radio | wireless communication apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る無線通信装置の配置支援システムで移動経路を指定した場合の構成図である。It is a block diagram at the time of designating a movement path | route with the arrangement | positioning assistance system of the radio | wireless communication apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に関するアンテナモデルの概念図である。It is a conceptual diagram of the antenna model regarding this embodiment. 本実施形態に関する遠方界と座標系の概念図である。It is a conceptual diagram of the far field and coordinate system regarding this embodiment. 本実施形態に関するθとφによるアンテナ遠方界全方向パターンテーブルの一例である。It is an example of the antenna far-field omnidirectional pattern table by (theta) and (phi) regarding this embodiment. 本実施形態に関するアンテナ遠方界全方向パターンの一例である。It is an example of the antenna far-field omnidirectional pattern regarding this embodiment. 本実施形態に関する周囲環境モデルの一例である。It is an example of the surrounding environment model regarding this embodiment. 本実施形態に関する、解析空間を対象とした電波伝搬解析の一例である。It is an example of the radio wave propagation analysis which made analysis space the object regarding this embodiment. 本実施形態に関する、移動経路による電波伝搬解析の一例である。It is an example of the radio wave propagation analysis by a movement path | route regarding this embodiment. 本実施形態に関する、レイトレーシング法で電波伝搬解析を行なう場合の一例である。It is an example at the time of performing a radio wave propagation analysis by the ray tracing method regarding this embodiment. 本実施形態に関する、受信点での受信電力の計算手順図である。It is a calculation procedure figure of the reception power in the receiving point regarding this embodiment. 本実施形態に関する人間モデルテーブルの一例である。It is an example of the human model table regarding this embodiment. 本実施形態に関する無線通信装置における移動経路の一例である。It is an example of the movement path | route in the radio | wireless communication apparatus regarding this embodiment. 本実施形態に関する、通信率で表示する通信特性結果の一例である。It is an example of the communication characteristic result displayed by a communication rate regarding this embodiment. 本実施形態に関する、通信可能と通信不能に分けて表示する通信特性結果の一例である。It is an example of the communication characteristic result which divides and displays for communication possible and communication impossible regarding this embodiment. 本実施形態に関する、イメージング法によってレイを表示するイメージ図である。It is an image figure which displays a ray by the imaging method regarding this embodiment. 本実施形態に関する、レイラウンチ法によってレイを表示するイメージ図である。It is an image figure which displays a ray by the ray launch method regarding this embodiment. 本実施形態に関する、通信不能区間に到達した全てのレイを表示する一例である。It is an example which displays all the rays which reached | attained the communication impossible area regarding this embodiment. 本実施形態に関する、通信不能区間に到達したレイの中で観察したいレイのみ強調表示する一例である。It is an example which highlights only the ray which wants to observe in the ray which reached | attained the communication impossible area regarding this embodiment. 本実施形態に関するレイの複素成分の計算手順図である。It is a calculation procedure figure of the complex component of the ray regarding this embodiment. 本実施形態に関する、複素座標系でレイを表示するイメージ図である。It is an image figure which displays a ray by a complex coordinate system regarding this embodiment. 本実施形態に関する、通信不能の原因を可視化する手段の一例である。It is an example of the means which visualizes the cause of communication failure regarding this embodiment. 本実施形態に関する、通信不能の原因の可視化手順図である。It is a visualization procedure figure of the cause of communication failure concerning this embodiment. 本実施形態に関する、通信不能の原因となる部分について対策を行なう手順図である。It is a procedure figure which takes measures about the part which becomes the cause of a communication failure regarding this embodiment. 本実施形態に関する、通信不能の対策イメージ図である。It is a countermeasure image figure of the communication failure regarding this embodiment. 本実施形態に関する、三角法を用いた位置検出精度評価システムを示す一例である。It is an example which shows the position detection accuracy evaluation system using the trigonometric method regarding this embodiment. 本実施形態に関する位置検出精度マップの一例である。It is an example of the position detection accuracy map regarding this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンテナモデル作成部
2 解析実行部
11 無線通信装置のアンテナ入力手段
12 無線通信装置を取り付ける人間や物体の入力手段
13 FDTD法などのような電磁流解析手段
14 等価定理による遠方界解析手段
15 アンテナ遠方界全方向パターン作成手段
16 アンテナモデルDB
17 アンテナモデル選択手段
18 周囲環境モデル入力手段
19 解析空間を対象とする電波伝搬解析手段
20 出力手段
21 人間モデルDB
31 移動経路入力手段
32 移動経路上のメッシュ格子点を抽出し解析空間を決定する手段
41 ICチップ
42 アンテナ
43 無線通信装置
44 人間
45 人間アンテナモデル
46 配管又は工具等の物体
47 物体アンテナモデル
61 θ,φによるアンテナ遠方界全方向パターン
71 アンテナ遠方界全方向パターン
81 基地局アンテナ
82 物体
83 周囲環境モデル
110 受信点C
111 送信店O
112 レイ1
113 レイ2
114 レイ3
121 メッシュ格子点に到達したレイの成分
122 受信アンテナ遠方界パターン(複素数)
123 受信点の電界強度
124 受信電力
131 人間モデルテーブル
171 レイの表示
211 受信点でのレイの電界強度
212 レイの強さ
213 レイの位相
214 レイの複素表示実数部
215 レイの複素表示虚数部
221 すべての波の合成波
222 直接波
223 反射波
231 複素表示画面でのレイ
232 レイのルート表示画面でのレイ
233 障害物
241 複素表示画面上で合成波に影響するレイの特定手段
242 複素表示画面上で合成波に影響するレイの選択手段
243 レイのルート表示画面上で合成波に影響するレイの選択手段
244 レイのルート表示画面上で合成波に影響するレイの原因となる障害物選択手段
245 合成波に影響するレイ及び障害物の強調表示手段
251 出力結果分析手段
252 電波特性を改善する必要はあるか判断する手段
253 調整作業の可否を判断する手段
254 調整手段
255 再解析手段
256 作業終了するかどうかを判断する手段
261 シールド
271 基地局
272 物体
273 対象物の正確な位置
274 対象物の検出位置
281 精度Aのエリア
282 精度Dのエリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna model preparation part 2 Analysis execution part 11 Antenna input means of radio | wireless communication apparatus 12 Input means of a human or an object which attaches a radio communication apparatus 13 Electromagnetic current analysis means like FDTD method 14 Far-field analysis means by equivalent theorem 15 Antenna Far-field omnidirectional pattern creation means 16 Antenna model DB
17 Antenna Model Selection Unit 18 Ambient Environment Model Input Unit 19 Radio Wave Propagation Analysis Unit Targeting Analysis Space 20 Output Unit 21 Human Model DB
31 Moving path input means 32 Means for extracting mesh grid points on moving path and determining analysis space 41 IC chip 42 Antenna 43 Wireless communication device 44 Human 45 Human antenna model 46 Object such as pipe or tool 47 Object antenna model 61 θ , Φ antenna far-field omnidirectional pattern 71 antenna far-field omnidirectional pattern 81 base station antenna 82 object 83 ambient environment model 110 reception point C
111 Transmission store O
112 Ray 1
113 Ray 2
114 Ray 3
121 Ray component reaching mesh grid point 122 Receiving antenna far-field pattern (complex)
123 Field strength at reception point 124 Reception power 131 Human model table 171 Ray display 211 Ray field strength at reception point 212 Ray strength 213 Ray phase 214 Ray complex display real part 215 Ray complex display imaginary part 221 Synthetic wave of all waves 222 Direct wave 223 Reflected wave 231 Ray on complex display screen 232 Ray on ray root display screen 233 Obstacle 241 Ray identifying means affecting synthetic wave on complex display screen 242 Complex display screen Ray selection means that affects the combined wave 243 Ray selection means that affects the combined wave on the ray route display screen 244 Obstacle selection means that causes a ray that affects the combined wave on the ray route display screen 245 Ray and obstacle emphasis display means 251 output result analysis means 252 radio wave characteristics Means for determining whether or not improvement is required 253 Means for determining whether adjustment work is possible 254 Adjustment means 255 Re-analysis means 256 Means for determining whether work is to be completed 261 Shield 271 Base station 272 Object 273 Accurate position of object 274 Object detection position 281 Accuracy A area 282 Accuracy D area

Claims (10)

ICチップとアンテナをもつ無線通信装置が基地局と通信するシミュレーションを行う無線通信装置の配置支援システムにおいて、
人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置のアンテナ遠方界全方向パターンを作成するアンテナモデル作成部と、前記アンテナ遠方界全方向パターンと周囲環境モデルを用いて解析空間を対象として電波伝搬解析を行う解析実行部と、を有し、
前記アンテナモデル作成部は、前記無線通信装置のアンテナの種類、形状、特性を入力するアンテナ入力手段と、前記無線通信装置を取り付ける人間又は物体の形状、特性、取り付け位置を入力する被取り付け体入力手段と、人間又は物体の影響を受けた後の前記アンテナの遠方界全方向パターンを作成するアンテナ遠方界全方向パターン作成手段と、前記作成されたアンテナ遠方界全方向パターンを記憶するアンテナモデルDBと、を備え、
前記解析実行部は、前記アンテナモデルDBから対象となるアンテナモデルを選択するアンテナモデル選択手段と、前記無線通信装置と基地局を含む周囲環境の情報を入力する周囲環境モデル入力手段と、前記アンテナモデルと前記周囲環境モデルを用いて解析空間を対象とする解析を行なう電波伝搬解析手段と、前記対象とした解析空間の電波強度を表示し出力する表示出力手段と、備え、
選択したアンテナモデルのアンテナ特性を用い、且つ前記周囲環境モデルを用いて、解析空間を対象とした電波伝搬解析を行い、前記電波伝搬解析の結果を表示出力する
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In a wireless communication device placement support system that performs a simulation in which a wireless communication device having an IC chip and an antenna communicates with a base station,
An antenna model creation unit that creates an antenna far-field omnidirectional pattern of the wireless communication device attached to a human or an object, and performs radio wave propagation analysis on an analysis space using the antenna far-field omnidirectional pattern and an ambient environment model An analysis execution unit to perform,
The antenna model creation unit includes an antenna input unit that inputs the type, shape, and characteristics of the antenna of the wireless communication device; Means, an antenna far-field omnidirectional pattern creating means for creating a far-field omnidirectional pattern of the antenna after being affected by a human or an object, and an antenna model DB for storing the created antenna far-field omnidirectional pattern And comprising
The analysis execution unit includes an antenna model selection unit that selects a target antenna model from the antenna model DB, an ambient environment model input unit that inputs information on an ambient environment including the wireless communication device and a base station, and the antenna A radio wave propagation analysis means for performing analysis on an analysis space using a model and the ambient environment model, and a display output means for displaying and outputting the radio wave intensity of the target analysis space,
A radio communication apparatus characterized by performing radio wave propagation analysis on an analysis space using the antenna characteristics of the selected antenna model and using the ambient environment model, and displaying and outputting the result of the radio wave propagation analysis. Placement support system.
請求項1において、
前記無線通信装置を取り付ける人間の年齢、性別、身長並びに体重の身体形状、皮膚断層並びに含有水分量の特性、及び取り付け位置をパラメータとする人間モデルを作成して記憶する人間モデルDBを、前記アンテナモデル作成部にさらに備え、
前記人間モデルDBから適宜の人間モデルを前記被取り付け体入力手段に出力して、個人毎のアンテナモデルを提供する
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In claim 1,
A human model DB for creating and storing a human model with parameters of the age, sex, height and body shape of the person to which the wireless communication device is attached, the characteristics of the skin tomography and water content, and the attachment position as parameters. In addition to the model creation department,
An arrangement supporting system for a wireless communication apparatus, wherein an appropriate human model is output from the human model DB to the attached body input means to provide an antenna model for each individual.
請求項1において、
前記人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置が移動する場合、前記無線通信装置におけるアンテナの移動経路を指定する移動経路入力手段と、前記移動経路上のメッシュの格子点のみを抽出して解析空間を決定する手段とを、前記解析実行部にさらに備え、
前記移動経路上のメッシュ格子点に対応する解析空間を対象として電波伝搬解析を行なう
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In claim 1,
When the wireless communication device attached to the person or an object moves, only the moving path input means for specifying the moving path of the antenna in the wireless communication apparatus and the mesh lattice points on the moving path are extracted and analyzed. A means for determining a space, further provided in the analysis execution unit,
A radio communication apparatus placement support system, wherein radio wave propagation analysis is performed on an analysis space corresponding to mesh grid points on the movement path.
請求項1、2または3において、
前記電波伝搬解析手段での電波伝搬解析によって得られた電波強度に対して閾値を設け、
前記得られた電波強度が前記閾値との比較で前記無線通信装置による通信評価を行なう
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In claim 1, 2 or 3,
A threshold is provided for the radio wave intensity obtained by the radio wave propagation analysis in the radio wave propagation analysis means,
The wireless communication device placement support system, wherein the wireless communication device performs communication evaluation by comparing the obtained radio wave intensity with the threshold value.
請求項1、2または3において、
前記表示出力手段に表示された解析空間における通信不能領域を選択することで、前記通信不能領域に到達するレイ(ray)を表示して通信不能の原因を可視化して特定する
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In claim 1, 2 or 3,
By selecting an incommunicable area in the analysis space displayed on the display output means, a ray reaching the incommunicable area is displayed and the cause of incompatibility is visualized and specified. Wireless communication device placement support system.
請求項5において、
前記通信不能の原因である電波障害物体の配置変更、シールド処理、または前記無線通信装置の移動経路変更を実行して、再度の電波伝搬解析を繰り返して行う
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In claim 5,
Arrangement of radio communication apparatus, wherein radio wave propagation analysis is repeated by performing arrangement change, shielding process, or movement path change of radio communication apparatus causing radio communication obstacle causing the communication failure Support system.
請求項1において、
前記解析空間に前記無線通信装置と少なくとも2つの基地局を配置し、前記解析空間内の電波障害物体によって直接波が前記基地局に届かず反射波を受信する場合に、前記反射波のルートをレイ(ray)表示して可視化することで前記無線通信装置の位置検出の精度を評価可能とする
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In claim 1,
When the radio communication device and at least two base stations are arranged in the analysis space, and a direct wave does not reach the base station due to a radio wave interference object in the analysis space, the reflected wave is routed. An arrangement support system for a wireless communication device, wherein the accuracy of position detection of the wireless communication device can be evaluated by displaying and displaying a ray.
ICチップとアンテナをもつ無線通信装置が基地局と通信するシミュレーションを行う無線通信装置の配置支援システムにおいて、
人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置のアンテナ遠方界全方向パターンを作成するアンテナモデル作成部と、前記アンテナ遠方界全方向パターンと周囲環境モデルを用いて解析空間を対象として電波伝搬解析を行う解析実行部と、を有し、
前記アンテナモデル作成部は、前記無線通信装置のアンテナの種類、形状、特性を入力するアンテナ入力手段と、前記無線通信装置を取り付ける人間又は物体の形状、特性、取り付け位置を入力する被取り付け体入力手段と、人間又は物体の影響を受けた後の前記アンテナの遠方界全方向パターンを作成するアンテナ遠方界全方向パターン作成手段と、前記作成されたアンテナ遠方界全方向パターンを記憶するアンテナモデルDBと、を備え、
前記解析実行部は、前記アンテナモデルDBから対象となるアンテナモデルを選択するアンテナモデル選択手段と、前記無線通信装置と基地局を含む周囲環境の情報を入力する周囲環境モデル入力手段と、前記アンテナモデルと前記周囲環境モデルを用いて解析空間を対象とする解析を行なう電波伝搬解析手段と、前記対象とした解析空間の電波強度を表示し出力する表示出力手段と、備え、
前記人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置が移動する場合、前記無線通信装置におけるアンテナの移動経路を指定する移動経路入力手段と、前記移動経路上のメッシュの格子点のみを抽出して解析空間を決定する手段とを、前記解析実行部にさらに備え、
前記移動経路が指定された場合、前記基地局と前記無線送信装置の通信に必要な最低限の電波強度を閾値として、前記閾値未満の場合に通信不能、閾値以上の場合に通信可能を前記表示出力手段に前記移動経路の各区間毎に表示し、
前記表示の形態として、色分けして表示、異なる背景で表示、記号で表示、メッセージで表示、又は通信不能の区間のみを光らせて表示或いは濃色で表示、する
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In a wireless communication device placement support system that performs a simulation in which a wireless communication device having an IC chip and an antenna communicates with a base station,
An antenna model creation unit that creates an antenna far-field omnidirectional pattern of the wireless communication device attached to a human or an object, and performs radio wave propagation analysis on an analysis space using the antenna far-field omnidirectional pattern and an ambient environment model An analysis execution unit to perform,
The antenna model creation unit includes an antenna input unit that inputs the type, shape, and characteristics of the antenna of the wireless communication device, and an attachment input that inputs the shape, characteristics, and mounting position of a person or object to which the wireless communication device is attached. Means, an antenna far-field omnidirectional pattern creating means for creating a far-field omnidirectional pattern of the antenna after being affected by a human or an object, and an antenna model DB for storing the created antenna far-field omnidirectional pattern And comprising
The analysis execution unit includes an antenna model selection unit that selects a target antenna model from the antenna model DB, an ambient environment model input unit that inputs information on an ambient environment including the wireless communication device and a base station, and the antenna A radio wave propagation analysis means for performing analysis on an analysis space using a model and the ambient environment model, and a display output means for displaying and outputting the radio wave intensity of the target analysis space,
When the wireless communication device attached to the person or an object moves, only the moving path input means for specifying the moving path of the antenna in the wireless communication apparatus and the mesh lattice points on the moving path are extracted and analyzed. A means for determining a space, further provided in the analysis execution unit,
When the movement route is designated, the minimum radio wave intensity required for communication between the base station and the wireless transmission device is set as a threshold, communication is not possible when the threshold is less than the threshold, and communication is possible when the threshold is exceeded. Display for each section of the travel route on the output means,
As a form of the display, a wireless communication apparatus characterized by displaying by color, displaying with different backgrounds, displaying with symbols, displaying with messages, or displaying only incommunicable sections or displaying with dark colors Placement support system.
ICチップとアンテナをもつ無線通信装置が基地局と通信するシミュレーションを行う無線通信装置の配置支援システムにおいて、
人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置のアンテナ遠方界全方向パターンを作成するアンテナモデル作成部と、前記アンテナ遠方界全方向パターンと周囲環境モデルを用いて解析空間を対象として電波伝搬解析を行う解析実行部と、を有し、
前記アンテナモデル作成部は、前記無線通信装置のアンテナの種類、形状、特性を入力するアンテナ入力手段と、前記無線通信装置を取り付ける人間又は物体の形状、特性、取り付け位置を入力する被取り付け体入力手段と、人間又は物体の影響を受けた後の前記アンテナの遠方界全方向パターンを作成するアンテナ遠方界全方向パターン作成手段と、前記作成されたアンテナ遠方界全方向パターンを記憶するアンテナモデルDBと、を備え、
前記解析実行部は、前記アンテナモデルDBから対象となるアンテナモデルを選択するアンテナモデル選択手段と、前記無線通信装置と基地局を含む周囲環境の情報を入力する周囲環境モデル入力手段と、前記アンテナモデルと前記周囲環境モデルを用いて解析空間を対象とする解析を行なう電波伝搬解析手段と、前記対象とした解析空間の電波強度を表示し出力する表示出力手段と、備え、
前記人間又は物体に取り付けられた前記無線通信装置が移動する場合、前記無線通信装置におけるアンテナの移動経路を指定する移動経路入力手段と、前記移動経路上のメッシュの格子点のみを抽出して解析空間を決定する手段とを、前記解析実行部にさらに備え、
前記移動経路が指定された場合、前記基地局と前記無線送信装置の通信に必要な最低限の電波強度を閾値として、前記閾値未満の場合に通信不能、閾値以上の場合に通信可能を前記表示出力手段に前記移動経路の各区間毎に表示し、
前記通信不能の区間を選択することで、前記通信不能区間に到達したレイ(ray)を計算し前記レイの形状を3次元表示し、
前記3次元表示の形態として、前記レイのルート毎に色分けして表示、線の太さで表示、又は線のタイプで表示して、通信不能の原因を可視化して特定する
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In a wireless communication device placement support system that performs a simulation in which a wireless communication device having an IC chip and an antenna communicates with a base station,
An antenna model creation unit that creates an antenna far-field omnidirectional pattern of the wireless communication device attached to a human or an object, and performs radio wave propagation analysis on an analysis space using the antenna far-field omnidirectional pattern and an ambient environment model An analysis execution unit to perform,
The antenna model creation unit includes an antenna input unit that inputs the type, shape, and characteristics of the antenna of the wireless communication device; Means, an antenna far-field omnidirectional pattern creating means for creating a far-field omnidirectional pattern of the antenna after being affected by a human or an object, and an antenna model DB for storing the created antenna far-field omnidirectional pattern And comprising
The analysis execution unit includes an antenna model selection unit that selects a target antenna model from the antenna model DB, an ambient environment model input unit that inputs information on an ambient environment including the wireless communication device and a base station, and the antenna A radio wave propagation analysis means for performing analysis on an analysis space using a model and the ambient environment model, and a display output means for displaying and outputting the radio wave intensity of the target analysis space,
When the wireless communication device attached to the person or an object moves, only the moving path input means for specifying the moving path of the antenna in the wireless communication apparatus and the mesh lattice points on the moving path are extracted and analyzed. A means for determining a space, further provided in the analysis execution unit,
When the movement route is designated, the minimum radio wave intensity required for communication between the base station and the wireless transmission device is set as a threshold, communication is not possible when the threshold is less than the threshold, and communication is possible when the threshold is exceeded. Display for each section of the travel route on the output means,
By selecting the incommunicable section, the ray that has reached the incommunicable section is calculated, and the shape of the ray is displayed in three dimensions,
As the form of the three-dimensional display, it is possible to visualize and specify the cause of communication failure by displaying by color for each route of the ray, displaying by line thickness, or displaying by line type. Wireless communication device placement support system.
請求項9において、
前記表示されたレイの中で観察したいレイのみ強調表示する形態として、前記強調したいレイのみ表示、前記強調したいレイのみを別色で表示、又は前記強調したいレイのみを光らせて表示、して、通信不能区間における通信経路を把握する
ことを特徴とする無線通信装置の配置支援システム。
In claim 9,
As a form of highlighting only the ray to be observed among the displayed rays, only the ray to be emphasized is displayed, only the ray to be emphasized is displayed in a different color, or only the ray to be emphasized is lit and displayed, A wireless communication device placement support system characterized by grasping a communication path in an incommunicable section.
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