受信電波品質推定装置及び方法、プログラム
【課題】鉄道高架橋のような構造物がある場合に、構造物だけの場合と構造物に列車が通過する場合とを考慮して、受信品質を推定する。
【解決手段】基準電界強度計算部で、送受信点間に何もない条件での受信電界強度を算出する。構造物回折波計算部で、構造物がある場合の受信電界強度を算出する。鉄道回折波計算部で、構造物と列車がある場合の受信電界強度を算出する。高架下電波推定部で、送受信点と構造物の位置関係から高架下を通過する電波があるかどうかを推定する。受信電界強度算出部で、高架下を通過して到来する電波の成分を合成する。変動幅算出部で、構造物の影響及び列車による影響を算出する。判定部で、列車が通過していないとき、列車が通過したときのＣ／Ｎ比を求め、受信障害を判定する。
【解決手段】基準電界強度計算部で、送受信点間に何もない条件での受信電界強度を算出する。構造物回折波計算部で、構造物がある場合の受信電界強度を算出する。鉄道回折波計算部で、構造物と列車がある場合の受信電界強度を算出する。高架下電波推定部で、送受信点と構造物の位置関係から高架下を通過する電波があるかどうかを推定する。受信電界強度算出部で、高架下を通過して到来する電波の成分を合成する。変動幅算出部で、構造物の影響及び列車による影響を算出する。判定部で、列車が通過していないとき、列車が通過したときのＣ／Ｎ比を求め、受信障害を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に地上波ディジタルテレビジョン放送の受信品質の推定を行うのに用いて好適な受信電波品質推定装置及び方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波ディジタルテレビジョン放送への完全移行に伴って、受信障害の発生に関する検証が重要になっている。そこで、例えば特許文献１に示すように、受信障害の発生が予測される地域をシミュレーションで知ることができるようにしたものが開発されている。
【０００３】
受信障害の発生の可能性があるする場所としては、山やビル等が考えられる。さらに、受信障害の発生の可能性がある場所としては、鉄道沿線が考えられる。特に、高速鉄道網や人口密集地への鉄道の敷設においては、高架橋方式が多く採用されている。高架橋方式の場合には、地上高が高くなることから、クリアランスが十分にとれないと、送信点からの電波が高架橋に当たり、回折が起こり、直接波と回折波との干渉を起こす。また、この回折波の発生は、構造物のみの場合と、構造物に列車が通過しているときとでは、異なってくる。また、高架橋の構造物の場合には、高架橋の下に空間が生じている。したがって、電波が構造物に当たることによる回折波の他に、高架下を通過して到来する電波が存在する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の受信品質の推定手法は、ビルや山などの地上に固定されている地物による遮蔽や回折を考慮した手法であり、列車通過に伴う受信品質の変動は推定できなかった。そのため、従来では、このような一時的な受信品質の劣化は、実測でのみ計測されていた。しかしながら、列車通過に伴う受信品質の劣化の計測は、定常的な状態での受信品質の測定に比べて、多くの機材と時間、手間が必要になるという問題があった。
【０００６】
また、高架橋の構造物の場合には、電波が構造物に当たることによる回折波の他に、高架下を通過して到来する電波が存在する場合があるが、従来の受信品質の推定手法では、このような高架下を通過して到来する電波の影響を考慮することができないという問題があった。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、構造物だけの場合と、構造物に列車が通過する場合とを考慮して、受信品質が容易に推定できる受信電波品質推定装置及び方法、プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置であって、前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力するパラメータ入力手段と、前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成するオブジェクト生成手段と、前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める基準電界強度計算手段と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める構造物回折波計算手段と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める鉄道回折波計算手段と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する高架下電波推定手段と、前記構造物回折波計算手段で求められた構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記鉄道回折波計算手段により求められた前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下電波推定手段での判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する受信電界強度算出手段と、前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する変動幅算出手段と、前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する雑音値推定計算手段と、前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記変動幅算出手段で求められた前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体の通過時の前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音値推定計算手段で求められた雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様は、上記の受信電波品質推定装置であって、前記高架下電波推定手段は、前記送信点と前記受信点と前記構造物の位置関係から、前記構造物の高架下を通過して受信点に到達する経路の有無を幾何学的に求めることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の受信電波品質推定装置であって、前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、実測値を用いることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の受信電波品質推定装置であって、前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、推定値を用いることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様は、情報処理装置を、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置として機能させるためのコンピュータープログラムであって、前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程とを前記情報処理装置に実行させる。
【００１３】
本発明の一態様は、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定方法であって、前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、実測を伴うことなく、列車通過に伴った受信品質を容易に推定することが可能となる。また、本発明により、高架下を通過して電波を考慮した推定を行っているので、受信品質の推定精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の概要の説明図である。
【図２】本発明の原理構成の説明図である。
【図３】本発明の原理構成の説明図である。
【図４】本発明の原理構成の説明図である。
【図５】本発明の実施形態の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態が実現できるハードウェア構成のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態の入力画面の説明図である。
【図８】本発明の実施形態の入力画面の説明図である。
【図９】本発明の実施形態の入力画面の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態におけるオブジェクトの説明図である。
【図１２】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
１．原理構成
図１は、本発明の実施形態の原理構成を示すものである。図１において、送信点１は、地上波ディジタルテレビジョン放送の送信局のアンテナに相当する。受信点２は、地上波ディジタルテレビジョン放送を受信する家屋のアンテナに相当する。送信点１からの電波は、受信点２で受信される。ここで、送信点１と受信点２との間には、構造物３が設置されている。この構造物３には、列車（移動体）４ａ及び４ｂが通過する。
【００１７】
このように、送信点１と受信点２との間に構造物３が設置されている場合、送信点１からの電波は構造物３の影響を受ける。また、構造物３に列車４ａ、４ｂがないときと、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過しているときとでは、その影響が異なる。本発明の実施形態は、このように送信点１と受信点２との間に構造物３が設置され、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過する又は通過しない状態で、送信点１からの電波の受信点２での受信状態を判定するものである。
【００１８】
地上波ディジタルテレビジョン放送はＵＨＦ帯の電波で放送されている。ＵＨＦ帯の電波では、地表波の減衰は大きく、また、電離層を突き抜けるため、図２に示すように、直接波と大地反射波が干渉して、受信点２に伝送される。したがって、送信点１と受信点２との間に何もない条件では、直接波Ａ１の電界強度と反射波Ａ２の電界強度から、受信電界強度を算出できる。すなわち、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅは、受信点２の自由空間での電界強度Ｅ０と、反射波の電界強度Ｅｒｅｆとから、
Ｅ＿ｎｏｎｅ ＝ Ｅ０ ＋ Ｅｒｅｆ …（１）
として求めることができる。
【００１９】
送信点１と受信点２との間に、構造物３がある場合には、図３に示すように、直接波Ａ１が構造物３に当たり、回折が起こり、直接波と回折波との干渉を起こす。このときの回折損は、クリアランスから遮蔽係数を求め、フレネル積分により求めることができる。受信点２での受信電界強度は、自由空間電界と回折損とから算出できる。また、構造物３に列車４ａ、４ｂがある場合には、構造物３と列車４ａ、４ｂとが障害物となって、回折を起こす。
【００２０】
送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌは、回折損Ｓｓと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｒａｉｌ ＝ Ｓｓ ×Ｅ０ …（２ａ）
として求めることができる。
【００２１】
また、構造物３の送信側の線路に列車４ａがある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、回折損Ｓｔｘと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ Ｓｔｘ ×Ｅ０ …（２ｂ）
として求めることができる。
【００２２】
また、構造物３の受信側の線路に列車４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、回折損Ｓｒｘと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ Ｓｒｘ ×Ｅ０ …（２ｃ）
として求めることができる。
【００２３】
また、構造物３の送信側と受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、回折損Ｓｂｏｔｈと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ Ｓｂｏｔｈ ×Ｅ０ …（２ｄ）
として求めることができる。
【００２４】
また、構造物３が高架橋である場合、構造物３の下部は空間になっている。図４に示すように、下部が空間となっている構造物３の場合には、送信点１からの電波が構造物３の下部を通過して受信点２に届く反射波Ａ３が存在する場合がある。この場合には、この構造物３の下部を通過する反射波Ａ３を考慮する必要がある。構造物３の下部を通過する反射波Ａ３の影響は、送信点１と受信点２と構造物３の位置関係から、高架下を通過して受信点２に到達する経路の有無を幾何的に求めることができる。すなわち、反射波Ａ３の反射点６の座標と受信点２の座標とから、両点を結ぶ直線Ｌを求め、構造物３の下面の座標が直線Ｌより上にあるかどうかにより、構造物３の下部を反射波Ａ３が通過するかどうかが判定できる。
【００２５】
高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとし、構造物３の下部を反射波Ａ３が通過する場合の係数Ｃｒｅｆを「１」、通過しない場合の係数Ｃｒｅｆを「０」とし、一部が通過する場合の係数Ｃｒｅｆを「０．５」とする。この場合、送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、式（２ａ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｒａｉｌ ＝ Ｅ０＿ｒａｉｌ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ａ）
として求めることができる。
【００２６】
また、高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとすると、構造物３の送信側の線路に列車４ａがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、式（２ｂ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ｂ）
として求めることができる。
【００２７】
また、高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとすると、構造物３の受信側の線路に列車４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、式（２ｃ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ｃ）
として求めることができる。
【００２８】
また、高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとすると、構造物３の送信側と受信側との双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、式（２ｄ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ｄ）
として求めることができる。
【００２９】
（１）式で示される送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅと、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との点間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌとから、構造物３による影響Ｌ＿ｒａｉｌは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｒａｉｌ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜／｜Ｅ＿ｎｏｎｅ｜ … （４ａ）
なお、影響Ｌ＿ｒａｉｌの単位はｄＢである。
【００３０】
また、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌと、（３ｂ）式で示される送信側の線路に列車４ａがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘとから、送信側の線路に列車４ａがある場合の影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜ … （４ｂ）
【００３１】
また、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌと、（３ｃ）式で示される受信側の線路に列車４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘとから、受信側の線路に列車４ｂがある場合の影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜ … （４ｃ）
【００３２】
また、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌと、（３ｄ）式で示される送信側と受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈとから、送信側と受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜ … （４ｄ）
【００３３】
列車通過による変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎは、（４ｂ）式、（４ｃ）式、（４ｄ）式の最大値により設定できる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ ＝ ｍａｘ（Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ） … （５）
【００３４】
一方、雑音電力については、受信機のＮＦ（雑音指数）、ブースターの利得とＮＦから、受信系のＮＦを求め、ＩＴＵ−Ｒ（国際通信連合）の勧告（ＩＴＵ−Ｒ Ｐ．３７２）に基づいて受信雑音電力を求め、構造物３の中心と受信点２との距離と、実測に基づく列車通過時の雑音強度の距離特性テーブルとから、列車通過時の雑音電力の上昇分が算出できる。
【００３５】
以上の計算結果から、以下の２通りの方法で、受信点２でのＣ／Ｎ比が求められる。１つの方法は、無列車時の受信端子電圧の実測値を使って、列車が通過した状態での受信端子電圧を求め、これを用いてＣ／Ｎ比を求めるものである。もう一つの方法は、ビルや山の影響を考慮した推定計算によって得られた受信端子電圧の推定値を入力し、この受信端子電圧の推定値から、列車が通過した状態での受信端子電圧を求め、これを用いてＣ／Ｎ比を求めるものである。
【００３６】
無列車時の受信端子電圧の実測値を使う方法の場合には、列車が通過していない状態での受信端子の電圧実測値Ｖ＿ｒａｉｌを測定し、この実測値Ｖ＿ｒａｉｌから、（５）式で求めた列車通過時の変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎを用いて、列車が通過したときの受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎを求める。
Ｖ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｖ＿ｒａｉｌ ＋ Ｌ＿ｔｒａｉｎ … （６）
【００３７】
電圧実測値Ｖ＿ｒａｉｌをｄＢｍ単位に換算し、受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅを減じることで、列車が通過しないときのＣ／Ｎ比を求めることができる。また、（６）式で求められた列車が通過したときの受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎをｄＢｍ単位に換算し、列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎを減じることで、列車通過時のＣ／Ｎ比を求めることができる。その結果から、以下の４段階の推定結果を導く。
【００３８】
段階Ａ：列車通過時のＣ／Ｎ比が３７ｄＢ以上のときには、障害が出る可能性は極めて低い。
段階Ｂ：列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以上３７ｄＢ未満のときには、障害が出る可能性は低い。
段階Ｃ：列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ未満のときには、障害が出る可能性は高い。
段階Ｄ：列車が通過していないときのＣ／Ｎ比が２８ｄＢ未満のときには、障害が出る可能性は極めて高い。
【００３９】
なお、Ｃ／Ｎ比２８ｄＢは、変調方式６４ＱＡＭ、符号化率７／８で送信された放送波を固定受信した場合に、ビット誤り率が２×１０−４以下となるための所要Ｃ／Ｎ（２２ｄＢ）に対し、装置化マージン、干渉マージン、マルチパスマージンを加えて求められる値であり、地上波ディジタルテレビジョン放送の固定受信の場合の標準的な回線設計で使用されている値である。Ｃ／Ｎ比３７ｄＢは、上記のＣ／Ｎ比２８ｄＢに、マージン９ｄＢを加算した値である。なお、他の送信条件もしくは他の受信条件の場合には、該当するＣ／Ｎを設定することにより、推定が可能である。
【００４０】
推定計算によって得られた受信レベルの推定値を入力する方法の場合には、この受信端子電圧の推定値を用いて、上述と同様にして、列車が通過していないときのＣ／Ｎ比及び列車通過時のＣ／Ｎ比が求められる。
【００４１】
２．機能ブロックについて
図５は、本発明の実施形態の受信電波品質推定装置の機能ブロック図を示すものである。受信電波品質推定装置は、パラメータ入力部１１１、オブジェクト生成部１１２、基準電界強度算出部１１３、構造物回折波１１４、鉄道回折波１１５、高架下電波推定部１１６、受信電界強度算出部１１７、変動幅算出部１１８、雑音電力推定計算部１１９、振幅特性テーブル１２０、判定部１２１、表示部１２２を備える。
【００４２】
図５において、パラメータ入力部１１１には、各種のパラメータが入力される。送信点１に関するパラメータとしては、送信点１の位置（緯度、経度）、送信点１の地上高、送信出力、中心周波数、偏波面等が入力される。受信点２に関するパラメータとしては、受信点の位置（緯度、経度）、受信アンテナの地上高（最低高、最高高）、受信点名等が入力される。鉄道に関するパラメータとしては、受信点と構造物間の中心間距離（最小距離、最大距離）、距離変化ピッチ、レールレベル、高架橋桁底面、レールレベルと防音壁との間の距離、構造物の幅、起動中心間隔、防音壁の材質（金属、非金属）、構造物の種類（高架橋（見通し可／不可）、盛土）等が入力される。計算条件のパラメータとしては、列車通過による影響の推定に、無列車時の受信端末電圧を使うかどうかが入力される。
【００４３】
オブジェクト生成部１１２は、送信点１と受信点２の緯度経度から、電波通路長、受信点２と送信点１との方向、見通し距離を求める。また、オブジェクト生成部１１２は、送信点１の座標を決定し、送信点オブジェクトを生成する。また、オブジェクト生成部１１２は、受信点２の座標を決定し、受信点オブジェクトを生成する。オブジェクト生成部１１２は、構造物３の座標を決定し、鉄道オブジェクトを生成する。
【００４４】
基準電界強度計算部１１３は、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度を求める。基準電界強度計算部１１３では、送信点１及び受信点２の座標と送信電力とから自由空間での受信点２における電界強度を求め、送信点１及び受信点２の座標から、大地反射点の座標を求め、送信点１の座標と受信点２の座標と反射点の座標から、受信点２における反射波の電界強度を求める。そして、式（１）で示すように、直接波による自由空間での電界強度と反射波の電界強度から、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度を算出する。
【００４５】
構造物回折波計算部１１４は、送信点１の座標と受信点２の座標と構造物３の頂点とからクリアランスを求め、フレネル積分により、回折損を求め、構造物３がある場合の回折波による受信電界強度を求める。そして、構造物３がある場合の受信電界強度を算出する。つまり、直接波が障害物に当たると、回折が起こり、直接波と回折波との干渉を起こし、フレネルゾーンが発生する。このフレネルゾーンを避ける空間的余裕がクリアランスである。そして、クリアランスから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損が求められる。この回折損Ｓｓに自由空間での電界を乗じることで、式（２ａ）に示すように、構造物３のみがある場合の受信電界強度を求めることができる。
【００４６】
鉄道回折波計算部１１５は、送信点１の座標と受信点２の座標と列車の頂点とからクリアランスを求め、クリアランスから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により、回折損を求め、列車がある場合の回折波による受信電界強度を求める。この算出方法は、上述の構造物回折波計算部１１４と同様である。そして、式（２ｃ）〜式（２ｄ）に示すように、構造物３と列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度を算出する。
【００４７】
高架下電波推定部１１６は、送信点１からの電波が受信点２に到達する際に、高架下を通過するかどうかを判定するものである。これは、図４に示したように、送信点１と受信点２と構造物３との位置関係から、高架下を通過して受信点２に到達する経路の有無を幾何学的に求める。
【００４８】
受信電界強度算出部１１７は、構造物回折波計算部１１４で求められた構造物３のみによる回折波の受信電界強度と、高架下電波推定部１１６での判定結果を用いて、式（３ａ）に示すように、送信点１と受信点２との間に構造物３のみがある場合の受信電界強度を算出する。また、受信電界強度算出部１１７は、式（３ｂ）〜式（３ｄ）に示すように、鉄道回折波計算部１１５により求められた構造物３に列車４ａ、４ｂが通過したときの回折波の受信電界強度と、高架下電波推定部１１６での判定結果を用いて、送信点１と受信点２との間に構造物３と列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度を算出する。
【００４９】
変動幅算出部１１８は、式（４ａ）に示すように、基準電界強度計算部１１３で求められた送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度と、受信電界強度算出部１１７で求められた構造物３のみがある場合の受信電界強度とを比較して構造物３による影響を算出する。また、変動幅算出部１１８は、式（４ｂ）〜（４ｄ）及び式（５）に示すように、受信電界強度算出部１１７で求められた送信点１と受信点２との間に構造物３のみがある場合の受信電界強度と、送信点１と受信点２との間に構造物３と列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度とを比較して、列車の通過時の変動幅を算出する。
【００５０】
雑音値推定計算部１１９は、受信機のＮＦ（雑音指数）、ブースターの利得とＮＦから、受信系のＮＦを求め、受信雑音電力を求める。また、構造物３の中心と受信点２との距離と、実測に基づく列車通過時の雑音強度の距離特性テーブル１２０とから、列車通過時の雑音電力の上昇分を算出する。
【００５１】
判定部１２１は、列車が通過していないとき、列車が通過したときのＣ／Ｎ比を求め、列車が通過していないとき及び列車が通過したときの受信障害を判定する。このＣ／Ｎ比は、無列車時の受信端子電圧の実測値を使い、この無列車時の受信端子電圧の実測値と、変動幅算出部１１８で求められた列車通過時の変動幅とから、列車が通過したときの受信端子電圧を計算し、雑音値推定計算部１１９で求められた雑音電力の推定値とから計算する場合と、実測値を使わずに、推定値を用いる場合とが選択できる。実測値を使うか否かは、パラメータ入力部１１１からの実測値使用／不使用のオプションにより設定できる。そして、受信端子電圧と、雑音値推定計算部１１９で算出された雑音電力とにより、列車通過時及び無列車時のＣ／Ｎ比を算出する。このＣ／Ｎ比から、受信時に障害が生じるかどうかを判定する。表示部１２２は、推定結果を表示する。
【００５２】
３．ハードウェアの構成
本発明の実施形態の受信電波品質推定装置は、図５に示すような機能を実現するハードウェアで構成できる他、図６に示すような制御装置１０に上述のような動作を行うプログラムを実装することによって、ソフトウェアと協働するハードウェアとして実現することができる。
【００５３】
図６において、ＣＰＵ１１は、バス１２に接続される。ＣＰＵ１１は、コマンドを解釈して、実行を行う。このバス１２に、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４が接続される。ＲＯＭ１３には、ＢＩＯＳ等のブートプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１４は、メインメモリとして用いられる。また、バス１２には、ＨＤＤドライブ１５が接続される。ＨＤＤドライブ１５には、ＯＳやアプリケーションのプログラムが記録される他、各種のファイルが記録される。
【００５４】
また、バス１２には、グラフィックス処理部１７を介して、液晶ディスプレイ等の表示デバイス１８が接続される。また、バス１２には、オーディオ処理部１９を介して、スピーカ２６が接続される。また、バス１２には、通信インターフェース２５が接続される。通信インターフェース２５は、ＬＡＮやインターネット等により通信を行うためのものである。
【００５５】
さらに、バス１２には、汎用インターフェース２０が接続される。汎用インターフェース２０としては、例えば、ＵＳＢインターフェースが用いられる。汎用インターフェース２０には、キーボード２１やマウス２２等の入力装置が接続される。
【００５６】
また、この汎用インターフェース２０には、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクドライブ２３が接続される。さらに、汎用インターフェース２０には、メモリカードドライブ２４が接続される。この汎用インターフェースには、その他各種のデバイスを接続することができる。
【００５７】
４．処理手順
次に、上述のような動作を行って受信品質を判定するプログラムについて、説明する。
４−１．入力値
受信品質の推定処理を行う際に、キーボード２１やマウス２２を使って、必要な情報が入力される。入力値としては、以下のものがある。
＜送信点に関する入力値＞
緯度：ｔｘ＿ｎ
経度：ｔｘ＿ｅ
標高：ｔｘ＿ｈｇ
タワー地上高：ｔｘ＿ｈａ
出力（ＥＲＰ）：ｔｘ＿ｅｒｐ
中心周波数：ｆｒｅｑ
偏波面：ｐｏｌｅｒ
＜受信点に関する入力値＞
標高：ｒｘ＿ｈｇ
受信アンテナ最低高：ｒｘ＿ｈａ＿ｍｉｎ
受信アンテナ最高高：ｒｘ＿ｈａ＿ｍａｘ
受信点名：ｒｘ＿ｃｏｍｍｅｎｔ
アンテナ利得：ｒｘ＿ａｎｔ＿ｇａｉｎ
ケーブル長：ｒｘ＿ｃａｂｌｅ
受信機ＮＦ：ｒｘ＿ｎｆ
ブースター利得：ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ
ブースターＮＦ：ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ＿ｎｆ
＜構造物３に関する入力値＞
緯度：ｒａｉｌ＿ｎ
経度：ｒａｉｌ＿ｅ
受信点〜構造物中心間最小距離：ｒａｉｌ＿ｄ＿ｍｉｎ
受信点〜構造物中心間最大距離：ｒａｉｌ＿ｄ＿ｍａｘ
距離の変化ピッチ：ｒａｉｌ＿ｄ＿ｐｉｔｃｈ
レールレベル：ｒｌ
高架橋桁底面〜レールレベル：ｂｔｍ＿ｒｌ
地表面〜高架橋桁底面：ｇｎｄ＿ｂｔｍ
レールレベル〜防音壁：ｒｌ＿ｗａｌｌ
構造物の幅：ｗｉｄｔｈ
軌道中心間隔：ｓｐａｃｉｎｇ
防音壁の材質：ｗａｌｌメニューから選択（金属製、非金属性、なし）
構造物の種類：ｓｔｒｕｃｔメニューから高架橋（見通し可）、 高架橋（見通し不可） 盛土）
＜計算条件に関する入力＞
無列車時の受信端子電圧の測定値を使う：ｍｅａｓ＿ｆｌａｇ チェックボックスでＹｅｓ／Ｎｏを設定
受信端子電圧の測定値：ｍｅａｓ＿ｖ
【００５８】
図７〜図９は、入力画面の例を示すものである。図７は、構造物３が一重構造の場合の例である。図８は、構造物３が二重構造の場合の例である。図９は、送信点１と受信点２との間に、山等の障害物がる場合の例である。
【００５９】
４−２．座標換算とオブジェクト生成の処理
図１０のステップＳ１０１〜Ｓ１０８は、座標換算とオブジェクト生成の処理を示している。
【００６０】
ステップＳ１０１で、ＣＰＵ１１は、設定画面から計算条件を取得する。計算条件は、無列車時の受信端子電圧の測定値を使うかどうかが設定できる。これは、チェックボックスでＹＥＳ／ＮＯで設定でき、ｍｅａｓ＿ｆｌａｇで示される。
【００６１】
ステップＳ１０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１の緯度経度、構造物３の緯度経度から、電波通路長ｄ、構造物３から送信点１への方向β、見通し距離ｄｔを求める。
【００６２】
ステップＳ１０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１の高さ（ｔｘ＿ｈｇ ＋ ＴＸ＿ｈａ）から、見通し距離ｄｔを求める。
【００６３】
ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１１は、電波通路長ｄと見通し距離ｄｔとを比較し、見通し外かどうかを判定する。電波通路長ｄが見通し距離ｄｔより大きい場合には、見通し外のため通信不可と判定し（ステップＳ１０５）、計算を終了する。
【００６４】
ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標を決定し、送信点オブジェクトｔｘを生成する。送信点１に関するパラメータとしては、送信点１の位置（ｘ、ｙ座標）、送信点１の地上高、送信出力、中心周波数、波長、偏波面等が設定される。図１１に示すように、ｘ座標は水平方向、ｙ座標は垂直方向であり、送信点１のｘ座標ｔｘ．ｘは原点とされる。
ｔｘ．ｘ ＝ ０
送信点１のｙ座標ｔｘ．ｙは、送信点１の標高ｔｘ＿ｈｇと、タワーの地上高ｔｘ＿ｈａとから、ｔｘ．ｙ ＝ ｔｘ＿ｈｇ ＋ ｔｘ＿ｈａ
とされる。
出力ｔｘ．ｅｒｐは入力値ｔｘ＿ｅｒｐ、周波数ｔｘ．ｆｒｅｑは入力値ｔｘ＿ｆｒｅｑ、波長ｔｘ．ｌａｍｂｄａは３００／ｆｒｅｑ、偏波面ｔｘ．ｐｏｌは入力値ｐｏｌｅｒとされる。
【００６５】
ステップＳ１０７で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標を決定し、受信点オブジェクトｒｘを生成する。受信点２に関するパラメータとしては、受信点２の位置（ｘ、ｙ座標）、ゲイン、ケーブル長が設定される。図１１に示すように、ｘ座標は水平方向、ｙ座標は垂直方向であり、受信点２のｘ座標ｒｘ．ｘは、送信点１からの距離
ｒｘ．ｘ ＝ ｄ＋ｒａｉｌ＿ｄ＿ｍｉｎ
とされる。
受信点２のｙ座標ｒｘ．ｙは、受信点２の標高ｒｘ＿ｈｇと、受信点２の最低地上高ｒｘ＿ｈａ＿ｍｉｎとから、
ｒｘ．ｙ ＝ ｒｘ＿ｈｇ ＋ ｒｘ＿ｈａ＿ｍｉｎ
とされる。アンテナ利得はｒｘ＿ａｎｔ＿ｇａｉｎ、ケーブル長はｒｘ＿ｃａｂｌｅ、受信機ＮＦはｒｘ＿ｎｆとされる。また、ブースター利得はｒｘ＿ｂｏｏｓｔ、ブースターＮＦはｒｘ＿ｂｏｏｓｔ＿ｎｆとされる。
【００６６】
ステップＳ１０８で、ＣＰＵ１１は、構造物３の座標を決定し、構造物３オブジェクトｒａｉｌを生成する。構造物３に関するパラメータとしては、構造物３の緯度経度および受信点２と構造物３間の中心間距離（最小距離、最大距離）、距離変化ピッチ、レールレベル、高架橋桁底面、レールレベルと防音壁との管の距離、構造物３の幅、起動中心間隔、防音壁の材質（金属、非金属）、構造物３の種類（高架橋（見通し可／不可）、盛土）等が設定される。図１１に示すように、構造物３の送信側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｔｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｔｘ．ｙ）と、構造物３の送信側底部の座標（ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｙ）と、構造物３の受信側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｒｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｒｘ．ｙ）と、構造物３の受信側底部の座標（ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｒｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｒｘ．ｙ）と、送信側線路の列車４ａの内側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｉｎ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｉｎ．ｙ）と、送信側線路の列車４ａの外側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｏｕｔ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｏｕｔ．ｙ）と、受信側線路の列車４ｂの内側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｉｎ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｉｎ．ｙ）と、受信側線路の列車４ｂの外側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｏｕｔ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｏｕｔ．ｙ）とからなる。なお、以下の説明では、ｘ座標とｙ座標とを含めて、構造物３の受信側頂点の座標はｒａｉｌ＿ｒｘ＿ｔｏｐ、構造物３の受信側底部の座標はｒａｉｌ＿ｒｘ＿ｂｔｍ、構造物３の送信側頂点の座標はｒａｉｌ＿ｔｘ＿ｔｏｐ、構造物３の送信側底部の座標はｒａｉｌ＿ｔｘ＿ｂｔｍ、送信側線路の列車４ａの内側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｉｎ、送信側線路の列車４ａの外側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｏｕｔ、受信側線路の列車４ｂの内側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｉｎ、受信側線路の列車４ｂの外側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｏｕｔとする。
【００６７】
４−３．送受信点間に何もない条件での受信電界強度の計算処理
図１２のステップＳ２０１〜Ｓ２０４は、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信強度を計算するものである。前述したように、ＵＨＦの電波では、地表波の減衰は大きく、また、電離層を突き抜けるため、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度は、直接波の電界強度と反射波の電界強度から算出できる。
【００６８】
ステップＳ２０１で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標と、受信点２の座標と、送信電力とから、自由空間での受信電界強度Ｅ０を求める。ステップＳ２０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標と受信点２の座標から反射点の座標ｒｅｆを求める。ステップＳ２０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標と受信点２の座標から、受信点２における反射波の受信電界強度Ｅｒｅｆを求める。
【００６９】
ステップＳ２０４で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０１で求められた受信電界強度Ｅ０と、ステップＳ２０３で求められた反射波の受信電界強度Ｅｒｅｆから、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅを
Ｅ＿ｎｏｎｅ ＝ Ｅ０ ＋ Ｅｒｅｆ
として求める。
【００７０】
４−４．送受信点間に構造物３のみある条件での回折波の計算処理
図１３のステップＳ３０４〜Ｓ３０５は、送信点１及び受信点２間に構造物３のみある条件での回折波を計算するものである。この回折波は、送信点１及び受信点２の座標と構造物３の頂点とからクリアランスを求め、フレネル積分により、回折損を求めて算出できる。
【００７１】
ステップＳ３０１で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、構造物３の送信点１側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の送信点１側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｔｘを求める。
【００７２】
ステップＳ３０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、構造物３の受信点２側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の受信点２側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｒｘを求める。
【００７３】
ステップＳ３０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の送信点１側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｔｘと、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の受信点２側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｒｘとを比較し、小さい側のクリアランスを、構造物３のクリアランスｈｃとして代入する。
【００７４】
ステップＳ３０４で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、構造物３の座標、クリアランスｈｃから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｓを求める。
【００７５】
ステップＳ３０５で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｓと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、送信点１及び受信点２間に構造物３のみある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌを求める。
【００７６】
４−５．送受信点間に構造物３と列車がある条件での回折波の計算処理
図１４のステップＳ４０１〜Ｓ４１３は、送信点１及び受信点２間に構造物３と列車４ａ、４ｂがある条件での回折波を計算するものである。この回折波は、送信点１及び受信点２の座標と、列車４ａ、４ｂの頂点とからクリアランスを求め、フレネル積分により、回折損を求めて算出できる。
【００７７】
ステップＳ４０１で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、送信側線路の列車４ａの外側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と送信側線路の列車４ａの外側頂点とのクリアランスｈｃ＿１を求める。
【００７８】
ステップＳ４０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、送信側線路の列車４ａの内側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と送信側線路の列車４ａの内側頂点とのクリアランスｈｃ＿２を求める。
【００７９】
ステップＳ４０３で、ＣＰＵ１１は、送信側線路の列車４ａの外側頂点クリアランスｈｃ＿１と、内側頂点のクリアランスｈｃ＿２とを比較し、小さい側のクリアランスを、送信側線路の列車４ａクリアランスｈｃ＿ｔｘとして代入する。
【００８０】
ステップＳ４０４で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、受信側線路の列車４ｂの外側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と受信側線路の列車４ｂの外側頂点とのクリアランスｈｃ＿１を求める。
【００８１】
ステップＳ４０５で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、受信側線路の列車４ｂの内側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と受信側線路の列車４ｂの内側頂点とのクリアランスｈｃ＿２を求める。
【００８２】
ステップＳ４０６で、ＣＰＵ１１は、受信側線路の列車４ｂの外側頂点クリアランスｈｃ＿１と、内側頂点のクリアランスｈｃ＿２とを比較し、小さい側のクリアランスを、受信側線路の列車４ｂクリアランスｈｃ＿ｒｘとして代入する。
【００８３】
ステップＳ４０７で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ４０３で求められた送信側線路の列車４ａクリアランスｈｃ＿ｔｘと、ステップＳ４０６で求められた受信側線路の列車４ｂクリアランスｈｃ＿ｒｘとを比較し、小さい側のクリアランスを、送信側線路と受信側線路との双方に列車があるときのクリアランスｈｃ＿ｂｏｔｈとして代入する。
【００８４】
ステップＳ４０８で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、送信側線路の列車４ａの座標、クリアランスｈｃ＿ｔｘから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｔｘを求める。
【００８５】
ステップＳ４０９で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｔｘと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、送信側線路に列車４ａがある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉ＿ｔｘを求める。
【００８６】
ステップＳ４１０で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、受信側線路の列車４ｂの座標、クリアランスｈｃ＿ｒｘから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｒｘを求める。
【００８７】
ステップＳ４１１で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｒｘと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、受信側線路に列車４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉ＿ｒｘを求める。
【００８８】
ステップＳ４１２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、送信側線路の列車４ａ又は受信側線路の列車４ｂの座標、クリアランスｈｃ＿ｂｏｔｈから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｂｏｔｈを求める。
【００８９】
ステップＳ４１３で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｂｏｔｈと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、送信側及び受信側線路に列車４ａ，４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉ＿ｂｏｔｈを求める。
【００９０】
４−６．高架下を通過する電波が受信点２に到達するか否かの判定処理
図１５のステップＳ５０１〜Ｓ５０９は、構造物３の高架橋の下側を通過する電波が受信点２に到達するか否かを判定する処理である。これは、図４に示したように、反射波Ａ３が反射点６から受信点２に向かう経路の直線Ｌが高架橋の下側を通過するかどうかを幾何学的に求めることで判定できる。
【００９１】
ステップＳ５０１で、ＣＰＵ１１は、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝０）に初期化する。ステップＳ５０２で、ＣＰＵ１１は、反射点６の座標ｒｅｆと受信点２の座標とから、両点を結ぶ直線Ｌを求める。
【００９２】
ステップＳ５０３で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の送信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にあるかどうかを判定する。
【００９３】
ステップＳ５０３で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にあると判定された場合には、ステップＳ５０４で、ＣＰＵ１１は、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝１）に設定する。
【００９４】
ステップＳ５０３で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にないと判定された場合には、ステップＳ５０５で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の送信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあるかどうかを判定する。構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあれば、ステップＳ５０５で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあると判定された場合には、ステップＳ５０６で、ＣＰＵ１１は、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝０．５）に設定する。ステップＳ５０５で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にないと判定された場合には、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆは初期値のままに設定する。
【００９５】
ステップＳ５０７で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の受信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｒｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にあるかどうかを判定する。
【００９６】
ステップＳ５０７で、構造物３の下面の受信側の座標が直線Ｌより上にあると判定された場合には、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆはそのままとする。
【００９７】
ステップＳ５０７で、構造物３の下面の受信側の座標が直線Ｌより上にないと判定された場合には、ステップＳ５０８で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の送信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあるかどうかを判定する。ステップＳ５０８で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあれば、ステップＳ５０９で、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝０．５）に設定する。ステップＳ５０８で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にないと判定された場合には、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆは初期値のままに設定する。
【００９８】
４−７．受信電界強度の変動幅の算出処理
図１６のステップＳ６０１〜Ｓ６０９は、構造物３の下側を通過する電波を合成して、構造物３がある場合、及び構造物３に列車４ａ、４ｂが通過する場合の受信電界を求め、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過することによる変動幅を求めるものである。
【００９９】
ステップＳ６０１で、先ず、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３のみがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌを求める。送信点１及び受信点２の間に構造物３のみがある場合の回折波の受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌは、ステップＳ３０５で求められている。また、前述したように、反射点からの電波が高架下を通過する場合がある。これは、前述の高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆによって示される。よって、送信点１及び受信点２の間に構造物３のみがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、回折波の受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｒａｉｌ ＝ Ｅ０＿ｒａｉｌ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１００】
ステップＳ６０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側の線路に列車４ａが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘを求める。送信点１側の線路に列車４ａが通過している場合の回折波の受信電界強度は、ステップＳ４０９に、 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘとして求められている。よって、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側の線路に列車４ａが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、回折波の受信電界強度 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１０１】
ステップＳ６０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、受信点２側の線路に列車４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉ＿ｒｘを求める。受信点２側の線路に列車４ｂが通過している場合の回折波の受信電界強度は、ステップＳ４１１に、 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘとして求められている。よって、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、受信点２側の線路に列車４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、回折波の受信電界強度 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１０２】
ステップＳ６０４で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側及び受信点２側の線路の双方に列車４ａ，４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉ＿ｂｏｔｈ求める。送信点１側及び受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂが通過している場合の回折波の受信電界強度は、ステップＳ４１３に、 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈとして求められている。よって、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側及び受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、回折波の受信電界強度 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１０３】
ステップＳ６０５で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に何もない条件での受信電界強度と、構造物３がある条件での受信電界強度とを比較して、構造物３による影響Ｌ＿ｒａｉｌを求める。送信点１及び受信点２の間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅは、ステップＳ２０４で求められている。構造物３がある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。構造物３による影響Ｌ＿ｒａｉｌをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜／｜Ｅ＿ｎｏｎｅ｜）
として求められる。
【０１０４】
ステップＳ６０６で、ＣＰＵ１１は、構造物３のみがある条件での受信電界強度と、送信点１側の線路に列車４ａがある条件での受信電界強度とを比較して、送信点１側の線路の列車４ａによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘを求める。構造物３のみがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。送信点１側の線路に列車４ａがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、ステップＳ６０２で求められている。送信点１側の線路に列車４ａがあるときの影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜）
として求められる。
【０１０５】
ステップＳ６０７で、ＣＰＵ１１は、構造物３のみがある条件での受信電界強度と、受信点２側の線路に列車４ｂがある条件での受信電界強度とを比較して、受信点２側の線路の列車４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘを求める。構造物３のみがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。受信点２側の線路に列車４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、ステップＳ６０３で求められている。受信点２側の線路に列車４ｂがあるときの影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜）
として求められる。
【０１０６】
ステップＳ６０８で、ＣＰＵ１１は、構造物３のみがある条件での受信電界強度と、送信点１側と受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある条件での受信電界強度とを比較して、送信点１側と受信点２側の双方の線路の列車４ａ、４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈを求める。構造物３のみがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。送信点１側と受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、ステップＳ６０４で求められている。送信点１側と受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがあるときの影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜）
として求められる。
【０１０７】
ステップＳ６０９で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ６０６で求められた送信点１側の線路の列車４ａによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘと、ステップＳ６０７で求められた受信点２側の線路の列車４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘと、ステップＳ６０８で求められた送信点１側と受信点２側の双方の線路の列車４ａ、４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈの中の最大値を選び、列車通過による変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎを設定する。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ ＝ ｍａｘ（Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ）
【０１０８】
４−８．雑音電力の推定計算処理
図１７のステップＳ７０１〜Ｓ７０４は、雑音電力の推定計算を行うものである。
【０１０９】
ステップＳ７０１で、ＣＰＵ１１は、受信点２にある受信機のＮＦ（雑音指数、ｒｘ＿ｎｆ）、ブースターの利得（ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ）とＮＦ（ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ＿ｎｆ）とから、受信系のＮＦを求める。ステップＳ７０２で、ＣＰＵ１１は、ＩＴＵ−Ｒ（国際通信連合）の勧告ＩＴＵ−Ｒ Ｐ．３７２に基づいて、列車が通過していないときの受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅを求める。Ｎ＿ｎｏｎｅの単位はｄＢｍである。
【０１１０】
ステップＳ７０３で、ＣＰＵ１１は、構造物３の中心と受信点２との距離と、実測に基づく列車通過時の雑音強度の距離特性テーブルから、列車通過時の雑音電力の上昇分ｄＮを算出する。ｄＮの単位はｄＢである。
【０１１１】
ステップＳ７０４で、ＣＰＵ１１は、列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎを求める。列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎは、一般的な受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅに、列車通過時の雑音電力の上昇分ｄＮを加算したものになり、
Ｎ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｎ＿ｎｏｎｅ ＋ ｄＮ
として算出できる。Ｎ＿ｔｒａｉｎの単位はｄＢｍである。
【０１１２】
４−９．列車通過による影響の推定と出力処理
図１８及び図１９のステップＳ８０１〜Ｓ８１２は、列車通過による影響受けた場合のＣ／Ｎ比と、判断結果の出力処理を示すものである。
【０１１３】
ステップＳ８０１で、ＣＰＵ１１は、入力オプションから、無列車時の受信端子電圧の実測値を使うかどうかを判定する。無列車時の受信端子電圧の実測値を使う場合には、ステップＳ８０２で、送信点１及び受信点２の間に構造物３のみある条件で、受信端子電圧を実測し、受信端子電圧Ｖ＿ｒａｉｌに測定値を設定する。
【０１１４】
ステップＳ８０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１と受信点２との間に列車４ａ、４ｂが通過したときの受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎを求める。これは、測定値に基づく受信端子電圧Ｖ＿ｒａｉｌと、ステップＳ６０９で求められた列車通過時の変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎとから、
Ｖ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｖ＿ｒａｉｌ ＋ Ｌ＿ｔｒａｉｎ
として求められる。
【０１１５】
ステップＳ８０４で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０２で設定した構造物３のみあるときの受信端子電圧ＶｒａｉｌをｄＢｍ単位に換算し、一般的な受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅを減じて、無列車時のＣ／Ｎ比をＣＮ＿ｒａｉｌとして求める。
【０１１６】
ステップＳ８０５で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０３で算出した列車通過時の受信端子電圧ＶｔｒａｉｎをｄＢｍ単位に換算し、列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎを減じて、列車通過時のＣ／Ｎ比Ｎ＿ｔｒａｉｎとして求める。
【０１１７】
ステップＳ８０６で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０４で求められた無列車時のＣ／Ｎ比ＣＮ＿ｒａｉｌが２８ｄＢ以下かどうかを判定する。なお、Ｃ／Ｎ比２８ｄＢは、変調方式６４ＱＡＭ、符号化率７／８で送信された放送波を固定受信した場合に、ビット誤り率が２×１０−４以下となるための所要Ｃ／Ｎ（２２ｄＢ）に対し、装置化マージン、干渉マージン、マルチパスマージンを加えて求められる値であり、地上波ディジタルテレビジョン放送での固定受信の場合の標準的な回線設計で使用されている値である。なお、他の送信条件もしくは他の受信条件の場合には、該当するＣ／Ｎを設定することにより、推定が可能である。無列車時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下なら、列車通過時に障害が発生する可能性が極めて高いと判定される（ステップＳ８０７）。
【０１１８】
無列車時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下でなければ、ステップＳ８０８で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０５で求められた列車通過時のＣ／Ｎ比ＣＮ＿ｔｒａｉｎが２８ｄＢ以下かどうかを判定する。列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下なら、列車通過時に障害が発生する可能性が高いと判定される（ステップＳ８０９）。
【０１１９】
列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下でなければ、ステップＳ８１０で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０５で求められた列車通過時のＣ／Ｎ比ＣＮ＿ｔｒａｉｎが３７ｄＢ以下かどうかを判定する。なお、Ｃ／Ｎ比３７ｄＢは、上記のＣ／Ｎ比２８ｄＢに、マージン９ｄＢを加算した値である。なお、他の送信条件もしくは他の受信条件の場合には、該当するＣ／Ｎを設定することにより、推定が可能である。列車通過時のＣ／Ｎ比が３７ｄＢ以下なら、列車通過時に障害が発生する可能性が低いと判定される（ステップＳ８１１）。列車通過時のＣ／Ｎ比が３７ｄＢ以下でなければ、列車通過時に障害が発生する可能性は極めて低いと判定される（ステップＳ８１２）。
【０１２０】
ステップＳ８０１で、無列車時の受信端子電圧の実測値を使用しない場合には、図１９のステップＳ８１３で、ＣＰＵ１１は、列車通過時にもＣ／Ｎ比２８ｄＢを確保するための最低限必要な受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎを以下のようにして求める。
Ｖ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｃ／Ｎ ＋ Ｎ＿ｔｒａｉｎ ＋ Ｌ＿ｔｒａｉｎ ＋ １０８．８
【０１２１】
そして、ステップＳ８１４で、ＣＰＵ１１は、ビルや山の影響を考慮して推定計算により得られた無列車時の受信電圧の推定値を入力し、この推定計算により得られた無列車時の受信電圧がステップＳ８１３で求められたＶ＿ｔｒａｉｎを確保しているかどうかを判定する。
【０１２２】
なお、無列車時の受信端子電圧の実測値を使用しない場合にも、推定した受信電圧を用いて、ステップＳ８０２〜ステップＳ８１２と同様な処理を行い、４段階で推定結果を示すようにしても良い。
【０１２３】
４−１０．計算の反復、終了の判定処理
図２０のステップＳ９０１〜Ｓ９０５は、計算の反復、終了判定処理を示すものである。
【０１２４】
ステップＳ９０１で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標ｒｘ．ｘを、所定ピッチｒａｉｌ＿ｄ＿ｐｉｔｃｈだけ増加する。
【０１２５】
ステップＳ９０２で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標ｒｘ．ｘが、最大値ｄ＋ｒａｉｌ．ｄ＿ｍａｘを越えているかどうかを判定する。最大値を越えていなければ、ステップＳ２０１にリターンし、処理を反復する。
【０１２６】
ステップＳ９０２で、受信点２の座標ｒｘ．ｘが、最大値ｄ＋ｒａｉｌ．ｄ＿ｍａｘを越えていると判定された場合には、ステップＳ９０３で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標ｒｘ．ｘを最小値ｄ＋ｒａｉｌ．ｄ＿ｍｉｎに戻す。そして、ステップＳ９０４で、ＣＰＵ１１は、受信アンテナ高ｒｘ＿ｈａと受信点２のｙ座標ｒｘ．ｙを１ｍ増やす。そして、ＣＰＵ１１は、ステップＳ９０５で、受信点２のｙ座標が標高ｒｘ＿ｈｇと受信アンテナ最高高ｒｘ＿ｈａ＿ｍａｘとの加算値より大ききかどうかを判定し、大きければ、ステップＳ２０１にリターンし、処理を反復する。受信点２のｙ座標が標高ｒｘ＿ｈｇと受信アンテナ最高高ｒｘ＿ｈａ＿ｍａｘとの加算値より小さくなったら、処理を終了する。
【０１２７】
以上説明したように、本発明の実施形態では、構造物３だけの場合と、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過する場合とを考慮して、受信品質が推定できる。また、構造物３が高架橋の場合に、高架下を通過する電波も考慮にいれて、受信品質を推定できる。
【０１２８】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１２９】
なお、ソースとなるプログラムは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体で提供される。また、ソースとなるプログラムは、コンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されても良い。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、ソースとなるプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【０１３０】
１…送信点， ２…受信点， ３…構造物， ４ａ，４ｂ…列車， １１１…パラメータ入力部， １１２…オブジェクト生成部， １１３…基準電界強度計算部， １１４…構造物回折波計算部， １１５…鉄道回折波計算部， １１６…高架下電波推定部， １１７…受信電界強度算出部， １１８…変動幅算出部， １１９…雑音値推定計算部， １２１…判定部， １２２…表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に地上波ディジタルテレビジョン放送の受信品質の推定を行うのに用いて好適な受信電波品質推定装置及び方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波ディジタルテレビジョン放送への完全移行に伴って、受信障害の発生に関する検証が重要になっている。そこで、例えば特許文献１に示すように、受信障害の発生が予測される地域をシミュレーションで知ることができるようにしたものが開発されている。
【０００３】
受信障害の発生の可能性があるする場所としては、山やビル等が考えられる。さらに、受信障害の発生の可能性がある場所としては、鉄道沿線が考えられる。特に、高速鉄道網や人口密集地への鉄道の敷設においては、高架橋方式が多く採用されている。高架橋方式の場合には、地上高が高くなることから、クリアランスが十分にとれないと、送信点からの電波が高架橋に当たり、回折が起こり、直接波と回折波との干渉を起こす。また、この回折波の発生は、構造物のみの場合と、構造物に列車が通過しているときとでは、異なってくる。また、高架橋の構造物の場合には、高架橋の下に空間が生じている。したがって、電波が構造物に当たることによる回折波の他に、高架下を通過して到来する電波が存在する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の受信品質の推定手法は、ビルや山などの地上に固定されている地物による遮蔽や回折を考慮した手法であり、列車通過に伴う受信品質の変動は推定できなかった。そのため、従来では、このような一時的な受信品質の劣化は、実測でのみ計測されていた。しかしながら、列車通過に伴う受信品質の劣化の計測は、定常的な状態での受信品質の測定に比べて、多くの機材と時間、手間が必要になるという問題があった。
【０００６】
また、高架橋の構造物の場合には、電波が構造物に当たることによる回折波の他に、高架下を通過して到来する電波が存在する場合があるが、従来の受信品質の推定手法では、このような高架下を通過して到来する電波の影響を考慮することができないという問題があった。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、構造物だけの場合と、構造物に列車が通過する場合とを考慮して、受信品質が容易に推定できる受信電波品質推定装置及び方法、プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置であって、前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力するパラメータ入力手段と、前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成するオブジェクト生成手段と、前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める基準電界強度計算手段と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める構造物回折波計算手段と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める鉄道回折波計算手段と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する高架下電波推定手段と、前記構造物回折波計算手段で求められた構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記鉄道回折波計算手段により求められた前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下電波推定手段での判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する受信電界強度算出手段と、前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する変動幅算出手段と、前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する雑音値推定計算手段と、前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記変動幅算出手段で求められた前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体の通過時の前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音値推定計算手段で求められた雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様は、上記の受信電波品質推定装置であって、前記高架下電波推定手段は、前記送信点と前記受信点と前記構造物の位置関係から、前記構造物の高架下を通過して受信点に到達する経路の有無を幾何学的に求めることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の受信電波品質推定装置であって、前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、実測値を用いることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の受信電波品質推定装置であって、前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、推定値を用いることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様は、情報処理装置を、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置として機能させるためのコンピュータープログラムであって、前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程とを前記情報処理装置に実行させる。
【００１３】
本発明の一態様は、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定方法であって、前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、実測を伴うことなく、列車通過に伴った受信品質を容易に推定することが可能となる。また、本発明により、高架下を通過して電波を考慮した推定を行っているので、受信品質の推定精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の概要の説明図である。
【図２】本発明の原理構成の説明図である。
【図３】本発明の原理構成の説明図である。
【図４】本発明の原理構成の説明図である。
【図５】本発明の実施形態の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態が実現できるハードウェア構成のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態の入力画面の説明図である。
【図８】本発明の実施形態の入力画面の説明図である。
【図９】本発明の実施形態の入力画面の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態におけるオブジェクトの説明図である。
【図１２】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】本発明の実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
１．原理構成
図１は、本発明の実施形態の原理構成を示すものである。図１において、送信点１は、地上波ディジタルテレビジョン放送の送信局のアンテナに相当する。受信点２は、地上波ディジタルテレビジョン放送を受信する家屋のアンテナに相当する。送信点１からの電波は、受信点２で受信される。ここで、送信点１と受信点２との間には、構造物３が設置されている。この構造物３には、列車（移動体）４ａ及び４ｂが通過する。
【００１７】
このように、送信点１と受信点２との間に構造物３が設置されている場合、送信点１からの電波は構造物３の影響を受ける。また、構造物３に列車４ａ、４ｂがないときと、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過しているときとでは、その影響が異なる。本発明の実施形態は、このように送信点１と受信点２との間に構造物３が設置され、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過する又は通過しない状態で、送信点１からの電波の受信点２での受信状態を判定するものである。
【００１８】
地上波ディジタルテレビジョン放送はＵＨＦ帯の電波で放送されている。ＵＨＦ帯の電波では、地表波の減衰は大きく、また、電離層を突き抜けるため、図２に示すように、直接波と大地反射波が干渉して、受信点２に伝送される。したがって、送信点１と受信点２との間に何もない条件では、直接波Ａ１の電界強度と反射波Ａ２の電界強度から、受信電界強度を算出できる。すなわち、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅは、受信点２の自由空間での電界強度Ｅ０と、反射波の電界強度Ｅｒｅｆとから、
Ｅ＿ｎｏｎｅ ＝ Ｅ０ ＋ Ｅｒｅｆ …（１）
として求めることができる。
【００１９】
送信点１と受信点２との間に、構造物３がある場合には、図３に示すように、直接波Ａ１が構造物３に当たり、回折が起こり、直接波と回折波との干渉を起こす。このときの回折損は、クリアランスから遮蔽係数を求め、フレネル積分により求めることができる。受信点２での受信電界強度は、自由空間電界と回折損とから算出できる。また、構造物３に列車４ａ、４ｂがある場合には、構造物３と列車４ａ、４ｂとが障害物となって、回折を起こす。
【００２０】
送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌは、回折損Ｓｓと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｒａｉｌ ＝ Ｓｓ ×Ｅ０ …（２ａ）
として求めることができる。
【００２１】
また、構造物３の送信側の線路に列車４ａがある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、回折損Ｓｔｘと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ Ｓｔｘ ×Ｅ０ …（２ｂ）
として求めることができる。
【００２２】
また、構造物３の受信側の線路に列車４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、回折損Ｓｒｘと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ Ｓｒｘ ×Ｅ０ …（２ｃ）
として求めることができる。
【００２３】
また、構造物３の送信側と受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、回折損Ｓｂｏｔｈと、自由空間電界強度Ｅ０とから、
Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ Ｓｂｏｔｈ ×Ｅ０ …（２ｄ）
として求めることができる。
【００２４】
また、構造物３が高架橋である場合、構造物３の下部は空間になっている。図４に示すように、下部が空間となっている構造物３の場合には、送信点１からの電波が構造物３の下部を通過して受信点２に届く反射波Ａ３が存在する場合がある。この場合には、この構造物３の下部を通過する反射波Ａ３を考慮する必要がある。構造物３の下部を通過する反射波Ａ３の影響は、送信点１と受信点２と構造物３の位置関係から、高架下を通過して受信点２に到達する経路の有無を幾何的に求めることができる。すなわち、反射波Ａ３の反射点６の座標と受信点２の座標とから、両点を結ぶ直線Ｌを求め、構造物３の下面の座標が直線Ｌより上にあるかどうかにより、構造物３の下部を反射波Ａ３が通過するかどうかが判定できる。
【００２５】
高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとし、構造物３の下部を反射波Ａ３が通過する場合の係数Ｃｒｅｆを「１」、通過しない場合の係数Ｃｒｅｆを「０」とし、一部が通過する場合の係数Ｃｒｅｆを「０．５」とする。この場合、送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、式（２ａ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｒａｉｌ ＝ Ｅ０＿ｒａｉｌ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ａ）
として求めることができる。
【００２６】
また、高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとすると、構造物３の送信側の線路に列車４ａがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、式（２ｂ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ｂ）
として求めることができる。
【００２７】
また、高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとすると、構造物３の受信側の線路に列車４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、式（２ｃ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ｃ）
として求めることができる。
【００２８】
また、高架下を考慮する係数をＣｒｅｆとすると、構造物３の送信側と受信側との双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、式（２ｄ）で求められた受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈと、反射波の電界強度Ｅｒｅｆを合成して、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ …（３ｄ）
として求めることができる。
【００２９】
（１）式で示される送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅと、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との点間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌとから、構造物３による影響Ｌ＿ｒａｉｌは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｒａｉｌ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜／｜Ｅ＿ｎｏｎｅ｜ … （４ａ）
なお、影響Ｌ＿ｒａｉｌの単位はｄＢである。
【００３０】
また、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌと、（３ｂ）式で示される送信側の線路に列車４ａがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘとから、送信側の線路に列車４ａがある場合の影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜ … （４ｂ）
【００３１】
また、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌと、（３ｃ）式で示される受信側の線路に列車４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘとから、受信側の線路に列車４ｂがある場合の影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜ … （４ｃ）
【００３２】
また、（３ａ）式で示される送信点１と受信点２との間に構造物３のみある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌと、（３ｄ）式で示される送信側と受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈとから、送信側と受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある場合の影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、以下のようにして求めることができる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ ２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜ … （４ｄ）
【００３３】
列車通過による変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎは、（４ｂ）式、（４ｃ）式、（４ｄ）式の最大値により設定できる。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ ＝ ｍａｘ（Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ） … （５）
【００３４】
一方、雑音電力については、受信機のＮＦ（雑音指数）、ブースターの利得とＮＦから、受信系のＮＦを求め、ＩＴＵ−Ｒ（国際通信連合）の勧告（ＩＴＵ−Ｒ Ｐ．３７２）に基づいて受信雑音電力を求め、構造物３の中心と受信点２との距離と、実測に基づく列車通過時の雑音強度の距離特性テーブルとから、列車通過時の雑音電力の上昇分が算出できる。
【００３５】
以上の計算結果から、以下の２通りの方法で、受信点２でのＣ／Ｎ比が求められる。１つの方法は、無列車時の受信端子電圧の実測値を使って、列車が通過した状態での受信端子電圧を求め、これを用いてＣ／Ｎ比を求めるものである。もう一つの方法は、ビルや山の影響を考慮した推定計算によって得られた受信端子電圧の推定値を入力し、この受信端子電圧の推定値から、列車が通過した状態での受信端子電圧を求め、これを用いてＣ／Ｎ比を求めるものである。
【００３６】
無列車時の受信端子電圧の実測値を使う方法の場合には、列車が通過していない状態での受信端子の電圧実測値Ｖ＿ｒａｉｌを測定し、この実測値Ｖ＿ｒａｉｌから、（５）式で求めた列車通過時の変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎを用いて、列車が通過したときの受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎを求める。
Ｖ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｖ＿ｒａｉｌ ＋ Ｌ＿ｔｒａｉｎ … （６）
【００３７】
電圧実測値Ｖ＿ｒａｉｌをｄＢｍ単位に換算し、受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅを減じることで、列車が通過しないときのＣ／Ｎ比を求めることができる。また、（６）式で求められた列車が通過したときの受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎをｄＢｍ単位に換算し、列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎを減じることで、列車通過時のＣ／Ｎ比を求めることができる。その結果から、以下の４段階の推定結果を導く。
【００３８】
段階Ａ：列車通過時のＣ／Ｎ比が３７ｄＢ以上のときには、障害が出る可能性は極めて低い。
段階Ｂ：列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以上３７ｄＢ未満のときには、障害が出る可能性は低い。
段階Ｃ：列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ未満のときには、障害が出る可能性は高い。
段階Ｄ：列車が通過していないときのＣ／Ｎ比が２８ｄＢ未満のときには、障害が出る可能性は極めて高い。
【００３９】
なお、Ｃ／Ｎ比２８ｄＢは、変調方式６４ＱＡＭ、符号化率７／８で送信された放送波を固定受信した場合に、ビット誤り率が２×１０−４以下となるための所要Ｃ／Ｎ（２２ｄＢ）に対し、装置化マージン、干渉マージン、マルチパスマージンを加えて求められる値であり、地上波ディジタルテレビジョン放送の固定受信の場合の標準的な回線設計で使用されている値である。Ｃ／Ｎ比３７ｄＢは、上記のＣ／Ｎ比２８ｄＢに、マージン９ｄＢを加算した値である。なお、他の送信条件もしくは他の受信条件の場合には、該当するＣ／Ｎを設定することにより、推定が可能である。
【００４０】
推定計算によって得られた受信レベルの推定値を入力する方法の場合には、この受信端子電圧の推定値を用いて、上述と同様にして、列車が通過していないときのＣ／Ｎ比及び列車通過時のＣ／Ｎ比が求められる。
【００４１】
２．機能ブロックについて
図５は、本発明の実施形態の受信電波品質推定装置の機能ブロック図を示すものである。受信電波品質推定装置は、パラメータ入力部１１１、オブジェクト生成部１１２、基準電界強度算出部１１３、構造物回折波１１４、鉄道回折波１１５、高架下電波推定部１１６、受信電界強度算出部１１７、変動幅算出部１１８、雑音電力推定計算部１１９、振幅特性テーブル１２０、判定部１２１、表示部１２２を備える。
【００４２】
図５において、パラメータ入力部１１１には、各種のパラメータが入力される。送信点１に関するパラメータとしては、送信点１の位置（緯度、経度）、送信点１の地上高、送信出力、中心周波数、偏波面等が入力される。受信点２に関するパラメータとしては、受信点の位置（緯度、経度）、受信アンテナの地上高（最低高、最高高）、受信点名等が入力される。鉄道に関するパラメータとしては、受信点と構造物間の中心間距離（最小距離、最大距離）、距離変化ピッチ、レールレベル、高架橋桁底面、レールレベルと防音壁との間の距離、構造物の幅、起動中心間隔、防音壁の材質（金属、非金属）、構造物の種類（高架橋（見通し可／不可）、盛土）等が入力される。計算条件のパラメータとしては、列車通過による影響の推定に、無列車時の受信端末電圧を使うかどうかが入力される。
【００４３】
オブジェクト生成部１１２は、送信点１と受信点２の緯度経度から、電波通路長、受信点２と送信点１との方向、見通し距離を求める。また、オブジェクト生成部１１２は、送信点１の座標を決定し、送信点オブジェクトを生成する。また、オブジェクト生成部１１２は、受信点２の座標を決定し、受信点オブジェクトを生成する。オブジェクト生成部１１２は、構造物３の座標を決定し、鉄道オブジェクトを生成する。
【００４４】
基準電界強度計算部１１３は、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度を求める。基準電界強度計算部１１３では、送信点１及び受信点２の座標と送信電力とから自由空間での受信点２における電界強度を求め、送信点１及び受信点２の座標から、大地反射点の座標を求め、送信点１の座標と受信点２の座標と反射点の座標から、受信点２における反射波の電界強度を求める。そして、式（１）で示すように、直接波による自由空間での電界強度と反射波の電界強度から、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度を算出する。
【００４５】
構造物回折波計算部１１４は、送信点１の座標と受信点２の座標と構造物３の頂点とからクリアランスを求め、フレネル積分により、回折損を求め、構造物３がある場合の回折波による受信電界強度を求める。そして、構造物３がある場合の受信電界強度を算出する。つまり、直接波が障害物に当たると、回折が起こり、直接波と回折波との干渉を起こし、フレネルゾーンが発生する。このフレネルゾーンを避ける空間的余裕がクリアランスである。そして、クリアランスから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損が求められる。この回折損Ｓｓに自由空間での電界を乗じることで、式（２ａ）に示すように、構造物３のみがある場合の受信電界強度を求めることができる。
【００４６】
鉄道回折波計算部１１５は、送信点１の座標と受信点２の座標と列車の頂点とからクリアランスを求め、クリアランスから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により、回折損を求め、列車がある場合の回折波による受信電界強度を求める。この算出方法は、上述の構造物回折波計算部１１４と同様である。そして、式（２ｃ）〜式（２ｄ）に示すように、構造物３と列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度を算出する。
【００４７】
高架下電波推定部１１６は、送信点１からの電波が受信点２に到達する際に、高架下を通過するかどうかを判定するものである。これは、図４に示したように、送信点１と受信点２と構造物３との位置関係から、高架下を通過して受信点２に到達する経路の有無を幾何学的に求める。
【００４８】
受信電界強度算出部１１７は、構造物回折波計算部１１４で求められた構造物３のみによる回折波の受信電界強度と、高架下電波推定部１１６での判定結果を用いて、式（３ａ）に示すように、送信点１と受信点２との間に構造物３のみがある場合の受信電界強度を算出する。また、受信電界強度算出部１１７は、式（３ｂ）〜式（３ｄ）に示すように、鉄道回折波計算部１１５により求められた構造物３に列車４ａ、４ｂが通過したときの回折波の受信電界強度と、高架下電波推定部１１６での判定結果を用いて、送信点１と受信点２との間に構造物３と列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度を算出する。
【００４９】
変動幅算出部１１８は、式（４ａ）に示すように、基準電界強度計算部１１３で求められた送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度と、受信電界強度算出部１１７で求められた構造物３のみがある場合の受信電界強度とを比較して構造物３による影響を算出する。また、変動幅算出部１１８は、式（４ｂ）〜（４ｄ）及び式（５）に示すように、受信電界強度算出部１１７で求められた送信点１と受信点２との間に構造物３のみがある場合の受信電界強度と、送信点１と受信点２との間に構造物３と列車４ａ、４ｂがある場合の受信電界強度とを比較して、列車の通過時の変動幅を算出する。
【００５０】
雑音値推定計算部１１９は、受信機のＮＦ（雑音指数）、ブースターの利得とＮＦから、受信系のＮＦを求め、受信雑音電力を求める。また、構造物３の中心と受信点２との距離と、実測に基づく列車通過時の雑音強度の距離特性テーブル１２０とから、列車通過時の雑音電力の上昇分を算出する。
【００５１】
判定部１２１は、列車が通過していないとき、列車が通過したときのＣ／Ｎ比を求め、列車が通過していないとき及び列車が通過したときの受信障害を判定する。このＣ／Ｎ比は、無列車時の受信端子電圧の実測値を使い、この無列車時の受信端子電圧の実測値と、変動幅算出部１１８で求められた列車通過時の変動幅とから、列車が通過したときの受信端子電圧を計算し、雑音値推定計算部１１９で求められた雑音電力の推定値とから計算する場合と、実測値を使わずに、推定値を用いる場合とが選択できる。実測値を使うか否かは、パラメータ入力部１１１からの実測値使用／不使用のオプションにより設定できる。そして、受信端子電圧と、雑音値推定計算部１１９で算出された雑音電力とにより、列車通過時及び無列車時のＣ／Ｎ比を算出する。このＣ／Ｎ比から、受信時に障害が生じるかどうかを判定する。表示部１２２は、推定結果を表示する。
【００５２】
３．ハードウェアの構成
本発明の実施形態の受信電波品質推定装置は、図５に示すような機能を実現するハードウェアで構成できる他、図６に示すような制御装置１０に上述のような動作を行うプログラムを実装することによって、ソフトウェアと協働するハードウェアとして実現することができる。
【００５３】
図６において、ＣＰＵ１１は、バス１２に接続される。ＣＰＵ１１は、コマンドを解釈して、実行を行う。このバス１２に、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４が接続される。ＲＯＭ１３には、ＢＩＯＳ等のブートプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１４は、メインメモリとして用いられる。また、バス１２には、ＨＤＤドライブ１５が接続される。ＨＤＤドライブ１５には、ＯＳやアプリケーションのプログラムが記録される他、各種のファイルが記録される。
【００５４】
また、バス１２には、グラフィックス処理部１７を介して、液晶ディスプレイ等の表示デバイス１８が接続される。また、バス１２には、オーディオ処理部１９を介して、スピーカ２６が接続される。また、バス１２には、通信インターフェース２５が接続される。通信インターフェース２５は、ＬＡＮやインターネット等により通信を行うためのものである。
【００５５】
さらに、バス１２には、汎用インターフェース２０が接続される。汎用インターフェース２０としては、例えば、ＵＳＢインターフェースが用いられる。汎用インターフェース２０には、キーボード２１やマウス２２等の入力装置が接続される。
【００５６】
また、この汎用インターフェース２０には、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクドライブ２３が接続される。さらに、汎用インターフェース２０には、メモリカードドライブ２４が接続される。この汎用インターフェースには、その他各種のデバイスを接続することができる。
【００５７】
４．処理手順
次に、上述のような動作を行って受信品質を判定するプログラムについて、説明する。
４−１．入力値
受信品質の推定処理を行う際に、キーボード２１やマウス２２を使って、必要な情報が入力される。入力値としては、以下のものがある。
＜送信点に関する入力値＞
緯度：ｔｘ＿ｎ
経度：ｔｘ＿ｅ
標高：ｔｘ＿ｈｇ
タワー地上高：ｔｘ＿ｈａ
出力（ＥＲＰ）：ｔｘ＿ｅｒｐ
中心周波数：ｆｒｅｑ
偏波面：ｐｏｌｅｒ
＜受信点に関する入力値＞
標高：ｒｘ＿ｈｇ
受信アンテナ最低高：ｒｘ＿ｈａ＿ｍｉｎ
受信アンテナ最高高：ｒｘ＿ｈａ＿ｍａｘ
受信点名：ｒｘ＿ｃｏｍｍｅｎｔ
アンテナ利得：ｒｘ＿ａｎｔ＿ｇａｉｎ
ケーブル長：ｒｘ＿ｃａｂｌｅ
受信機ＮＦ：ｒｘ＿ｎｆ
ブースター利得：ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ
ブースターＮＦ：ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ＿ｎｆ
＜構造物３に関する入力値＞
緯度：ｒａｉｌ＿ｎ
経度：ｒａｉｌ＿ｅ
受信点〜構造物中心間最小距離：ｒａｉｌ＿ｄ＿ｍｉｎ
受信点〜構造物中心間最大距離：ｒａｉｌ＿ｄ＿ｍａｘ
距離の変化ピッチ：ｒａｉｌ＿ｄ＿ｐｉｔｃｈ
レールレベル：ｒｌ
高架橋桁底面〜レールレベル：ｂｔｍ＿ｒｌ
地表面〜高架橋桁底面：ｇｎｄ＿ｂｔｍ
レールレベル〜防音壁：ｒｌ＿ｗａｌｌ
構造物の幅：ｗｉｄｔｈ
軌道中心間隔：ｓｐａｃｉｎｇ
防音壁の材質：ｗａｌｌメニューから選択（金属製、非金属性、なし）
構造物の種類：ｓｔｒｕｃｔメニューから高架橋（見通し可）、 高架橋（見通し不可） 盛土）
＜計算条件に関する入力＞
無列車時の受信端子電圧の測定値を使う：ｍｅａｓ＿ｆｌａｇ チェックボックスでＹｅｓ／Ｎｏを設定
受信端子電圧の測定値：ｍｅａｓ＿ｖ
【００５８】
図７〜図９は、入力画面の例を示すものである。図７は、構造物３が一重構造の場合の例である。図８は、構造物３が二重構造の場合の例である。図９は、送信点１と受信点２との間に、山等の障害物がる場合の例である。
【００５９】
４−２．座標換算とオブジェクト生成の処理
図１０のステップＳ１０１〜Ｓ１０８は、座標換算とオブジェクト生成の処理を示している。
【００６０】
ステップＳ１０１で、ＣＰＵ１１は、設定画面から計算条件を取得する。計算条件は、無列車時の受信端子電圧の測定値を使うかどうかが設定できる。これは、チェックボックスでＹＥＳ／ＮＯで設定でき、ｍｅａｓ＿ｆｌａｇで示される。
【００６１】
ステップＳ１０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１の緯度経度、構造物３の緯度経度から、電波通路長ｄ、構造物３から送信点１への方向β、見通し距離ｄｔを求める。
【００６２】
ステップＳ１０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１の高さ（ｔｘ＿ｈｇ ＋ ＴＸ＿ｈａ）から、見通し距離ｄｔを求める。
【００６３】
ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１１は、電波通路長ｄと見通し距離ｄｔとを比較し、見通し外かどうかを判定する。電波通路長ｄが見通し距離ｄｔより大きい場合には、見通し外のため通信不可と判定し（ステップＳ１０５）、計算を終了する。
【００６４】
ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標を決定し、送信点オブジェクトｔｘを生成する。送信点１に関するパラメータとしては、送信点１の位置（ｘ、ｙ座標）、送信点１の地上高、送信出力、中心周波数、波長、偏波面等が設定される。図１１に示すように、ｘ座標は水平方向、ｙ座標は垂直方向であり、送信点１のｘ座標ｔｘ．ｘは原点とされる。
ｔｘ．ｘ ＝ ０
送信点１のｙ座標ｔｘ．ｙは、送信点１の標高ｔｘ＿ｈｇと、タワーの地上高ｔｘ＿ｈａとから、ｔｘ．ｙ ＝ ｔｘ＿ｈｇ ＋ ｔｘ＿ｈａ
とされる。
出力ｔｘ．ｅｒｐは入力値ｔｘ＿ｅｒｐ、周波数ｔｘ．ｆｒｅｑは入力値ｔｘ＿ｆｒｅｑ、波長ｔｘ．ｌａｍｂｄａは３００／ｆｒｅｑ、偏波面ｔｘ．ｐｏｌは入力値ｐｏｌｅｒとされる。
【００６５】
ステップＳ１０７で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標を決定し、受信点オブジェクトｒｘを生成する。受信点２に関するパラメータとしては、受信点２の位置（ｘ、ｙ座標）、ゲイン、ケーブル長が設定される。図１１に示すように、ｘ座標は水平方向、ｙ座標は垂直方向であり、受信点２のｘ座標ｒｘ．ｘは、送信点１からの距離
ｒｘ．ｘ ＝ ｄ＋ｒａｉｌ＿ｄ＿ｍｉｎ
とされる。
受信点２のｙ座標ｒｘ．ｙは、受信点２の標高ｒｘ＿ｈｇと、受信点２の最低地上高ｒｘ＿ｈａ＿ｍｉｎとから、
ｒｘ．ｙ ＝ ｒｘ＿ｈｇ ＋ ｒｘ＿ｈａ＿ｍｉｎ
とされる。アンテナ利得はｒｘ＿ａｎｔ＿ｇａｉｎ、ケーブル長はｒｘ＿ｃａｂｌｅ、受信機ＮＦはｒｘ＿ｎｆとされる。また、ブースター利得はｒｘ＿ｂｏｏｓｔ、ブースターＮＦはｒｘ＿ｂｏｏｓｔ＿ｎｆとされる。
【００６６】
ステップＳ１０８で、ＣＰＵ１１は、構造物３の座標を決定し、構造物３オブジェクトｒａｉｌを生成する。構造物３に関するパラメータとしては、構造物３の緯度経度および受信点２と構造物３間の中心間距離（最小距離、最大距離）、距離変化ピッチ、レールレベル、高架橋桁底面、レールレベルと防音壁との管の距離、構造物３の幅、起動中心間隔、防音壁の材質（金属、非金属）、構造物３の種類（高架橋（見通し可／不可）、盛土）等が設定される。図１１に示すように、構造物３の送信側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｔｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｔｘ．ｙ）と、構造物３の送信側底部の座標（ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｙ）と、構造物３の受信側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｒｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｏｐ＿ｒｘ．ｙ）と、構造物３の受信側底部の座標（ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｒｘ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｒｘ．ｙ）と、送信側線路の列車４ａの内側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｉｎ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｉｎ．ｙ）と、送信側線路の列車４ａの外側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｏｕｔ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｏｕｔ．ｙ）と、受信側線路の列車４ｂの内側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｉｎ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｉｎ．ｙ）と、受信側線路の列車４ｂの外側頂点の座標（ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｏｕｔ．ｘ ，ｒａｉｌ．ｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｏｕｔ．ｙ）とからなる。なお、以下の説明では、ｘ座標とｙ座標とを含めて、構造物３の受信側頂点の座標はｒａｉｌ＿ｒｘ＿ｔｏｐ、構造物３の受信側底部の座標はｒａｉｌ＿ｒｘ＿ｂｔｍ、構造物３の送信側頂点の座標はｒａｉｌ＿ｔｘ＿ｔｏｐ、構造物３の送信側底部の座標はｒａｉｌ＿ｔｘ＿ｂｔｍ、送信側線路の列車４ａの内側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｉｎ、送信側線路の列車４ａの外側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｔｘ＿ｏｕｔ、受信側線路の列車４ｂの内側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｉｎ、受信側線路の列車４ｂの外側頂点の座標はｔｒａｉｎ＿ｒｘ＿ｏｕｔとする。
【００６７】
４−３．送受信点間に何もない条件での受信電界強度の計算処理
図１２のステップＳ２０１〜Ｓ２０４は、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信強度を計算するものである。前述したように、ＵＨＦの電波では、地表波の減衰は大きく、また、電離層を突き抜けるため、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度は、直接波の電界強度と反射波の電界強度から算出できる。
【００６８】
ステップＳ２０１で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標と、受信点２の座標と、送信電力とから、自由空間での受信電界強度Ｅ０を求める。ステップＳ２０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標と受信点２の座標から反射点の座標ｒｅｆを求める。ステップＳ２０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１の座標と受信点２の座標から、受信点２における反射波の受信電界強度Ｅｒｅｆを求める。
【００６９】
ステップＳ２０４で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０１で求められた受信電界強度Ｅ０と、ステップＳ２０３で求められた反射波の受信電界強度Ｅｒｅｆから、送信点１と受信点２との間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅを
Ｅ＿ｎｏｎｅ ＝ Ｅ０ ＋ Ｅｒｅｆ
として求める。
【００７０】
４−４．送受信点間に構造物３のみある条件での回折波の計算処理
図１３のステップＳ３０４〜Ｓ３０５は、送信点１及び受信点２間に構造物３のみある条件での回折波を計算するものである。この回折波は、送信点１及び受信点２の座標と構造物３の頂点とからクリアランスを求め、フレネル積分により、回折損を求めて算出できる。
【００７１】
ステップＳ３０１で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、構造物３の送信点１側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の送信点１側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｔｘを求める。
【００７２】
ステップＳ３０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、構造物３の受信点２側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の受信点２側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｒｘを求める。
【００７３】
ステップＳ３０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の送信点１側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｔｘと、送信点１及び受信点２間の電波路と構造物３の受信点２側頂点とのクリアランスｈｃ＿ｒｘとを比較し、小さい側のクリアランスを、構造物３のクリアランスｈｃとして代入する。
【００７４】
ステップＳ３０４で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、構造物３の座標、クリアランスｈｃから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｓを求める。
【００７５】
ステップＳ３０５で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｓと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、送信点１及び受信点２間に構造物３のみある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌを求める。
【００７６】
４−５．送受信点間に構造物３と列車がある条件での回折波の計算処理
図１４のステップＳ４０１〜Ｓ４１３は、送信点１及び受信点２間に構造物３と列車４ａ、４ｂがある条件での回折波を計算するものである。この回折波は、送信点１及び受信点２の座標と、列車４ａ、４ｂの頂点とからクリアランスを求め、フレネル積分により、回折損を求めて算出できる。
【００７７】
ステップＳ４０１で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、送信側線路の列車４ａの外側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と送信側線路の列車４ａの外側頂点とのクリアランスｈｃ＿１を求める。
【００７８】
ステップＳ４０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、送信側線路の列車４ａの内側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と送信側線路の列車４ａの内側頂点とのクリアランスｈｃ＿２を求める。
【００７９】
ステップＳ４０３で、ＣＰＵ１１は、送信側線路の列車４ａの外側頂点クリアランスｈｃ＿１と、内側頂点のクリアランスｈｃ＿２とを比較し、小さい側のクリアランスを、送信側線路の列車４ａクリアランスｈｃ＿ｔｘとして代入する。
【００８０】
ステップＳ４０４で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、受信側線路の列車４ｂの外側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と受信側線路の列車４ｂの外側頂点とのクリアランスｈｃ＿１を求める。
【００８１】
ステップＳ４０５で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標と、受信側線路の列車４ｂの内側頂点の座標から、送信点１及び受信点２間の電波路と受信側線路の列車４ｂの内側頂点とのクリアランスｈｃ＿２を求める。
【００８２】
ステップＳ４０６で、ＣＰＵ１１は、受信側線路の列車４ｂの外側頂点クリアランスｈｃ＿１と、内側頂点のクリアランスｈｃ＿２とを比較し、小さい側のクリアランスを、受信側線路の列車４ｂクリアランスｈｃ＿ｒｘとして代入する。
【００８３】
ステップＳ４０７で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ４０３で求められた送信側線路の列車４ａクリアランスｈｃ＿ｔｘと、ステップＳ４０６で求められた受信側線路の列車４ｂクリアランスｈｃ＿ｒｘとを比較し、小さい側のクリアランスを、送信側線路と受信側線路との双方に列車があるときのクリアランスｈｃ＿ｂｏｔｈとして代入する。
【００８４】
ステップＳ４０８で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、送信側線路の列車４ａの座標、クリアランスｈｃ＿ｔｘから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｔｘを求める。
【００８５】
ステップＳ４０９で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｔｘと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、送信側線路に列車４ａがある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉ＿ｔｘを求める。
【００８６】
ステップＳ４１０で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、受信側線路の列車４ｂの座標、クリアランスｈｃ＿ｒｘから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｒｘを求める。
【００８７】
ステップＳ４１１で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｒｘと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、受信側線路に列車４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉ＿ｒｘを求める。
【００８８】
ステップＳ４１２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の座標、送信側線路の列車４ａ又は受信側線路の列車４ｂの座標、クリアランスｈｃ＿ｂｏｔｈから遮蔽係数φを求め、フレネル積分により回折損Ｓｂｏｔｈを求める。
【００８９】
ステップＳ４１３で、ＣＰＵ１１は、回折損Ｓｂｏｔｈと自由空間電界強度Ｅ０とを乗じて、送信側及び受信側線路に列車４ａ，４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ０＿ｔｒａｉ＿ｂｏｔｈを求める。
【００９０】
４−６．高架下を通過する電波が受信点２に到達するか否かの判定処理
図１５のステップＳ５０１〜Ｓ５０９は、構造物３の高架橋の下側を通過する電波が受信点２に到達するか否かを判定する処理である。これは、図４に示したように、反射波Ａ３が反射点６から受信点２に向かう経路の直線Ｌが高架橋の下側を通過するかどうかを幾何学的に求めることで判定できる。
【００９１】
ステップＳ５０１で、ＣＰＵ１１は、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝０）に初期化する。ステップＳ５０２で、ＣＰＵ１１は、反射点６の座標ｒｅｆと受信点２の座標とから、両点を結ぶ直線Ｌを求める。
【００９２】
ステップＳ５０３で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の送信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にあるかどうかを判定する。
【００９３】
ステップＳ５０３で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にあると判定された場合には、ステップＳ５０４で、ＣＰＵ１１は、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝１）に設定する。
【００９４】
ステップＳ５０３で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にないと判定された場合には、ステップＳ５０５で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の送信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあるかどうかを判定する。構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあれば、ステップＳ５０５で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあると判定された場合には、ステップＳ５０６で、ＣＰＵ１１は、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝０．５）に設定する。ステップＳ５０５で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にないと判定された場合には、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆは初期値のままに設定する。
【００９５】
ステップＳ５０７で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の受信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｒｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌより上にあるかどうかを判定する。
【００９６】
ステップＳ５０７で、構造物３の下面の受信側の座標が直線Ｌより上にあると判定された場合には、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆはそのままとする。
【００９７】
ステップＳ５０７で、構造物３の下面の受信側の座標が直線Ｌより上にないと判定された場合には、ステップＳ５０８で、ＣＰＵ１１は、構造物３の下面の送信側の座標ｒａｉｌ．ｂｔｍ＿ｔｘ．ｖと直線Ｌとを比較し、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあるかどうかを判定する。ステップＳ５０８で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にあれば、ステップＳ５０９で、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆを（Ｃｒｅｆ＝０．５）に設定する。ステップＳ５０８で、構造物３の下面の送信側の座標が直線Ｌの上にないと判定された場合には、高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆは初期値のままに設定する。
【００９８】
４−７．受信電界強度の変動幅の算出処理
図１６のステップＳ６０１〜Ｓ６０９は、構造物３の下側を通過する電波を合成して、構造物３がある場合、及び構造物３に列車４ａ、４ｂが通過する場合の受信電界を求め、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過することによる変動幅を求めるものである。
【００９９】
ステップＳ６０１で、先ず、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３のみがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌを求める。送信点１及び受信点２の間に構造物３のみがある場合の回折波の受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌは、ステップＳ３０５で求められている。また、前述したように、反射点からの電波が高架下を通過する場合がある。これは、前述の高架下を考慮する係数Ｃｒｅｆによって示される。よって、送信点１及び受信点２の間に構造物３のみがある場合の受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、回折波の受信電界強度Ｅ０＿ｒａｉｌと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｒａｉｌ ＝ Ｅ０＿ｒａｉｌ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１００】
ステップＳ６０２で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側の線路に列車４ａが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘを求める。送信点１側の線路に列車４ａが通過している場合の回折波の受信電界強度は、ステップＳ４０９に、 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘとして求められている。よって、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側の線路に列車４ａが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、回折波の受信電界強度 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１０１】
ステップＳ６０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、受信点２側の線路に列車４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉ＿ｒｘを求める。受信点２側の線路に列車４ｂが通過している場合の回折波の受信電界強度は、ステップＳ４１１に、 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘとして求められている。よって、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、受信点２側の線路に列車４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、回折波の受信電界強度 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１０２】
ステップＳ６０４で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側及び受信点２側の線路の双方に列車４ａ，４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉ＿ｂｏｔｈ求める。送信点１側及び受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂが通過している場合の回折波の受信電界強度は、ステップＳ４１３に、 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈとして求められている。よって、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に構造物３があり、送信点１側及び受信側の双方の線路に列車４ａ、４ｂが通過している場合の受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、回折波の受信電界強度 Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈと、係数Ｃｒｅｆを乗じた高架下を通過する電波の受信電界強度Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆとを合成したものとなり、
Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＝ Ｅ０＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ ＋ Ｅｒｅｆ×Ｃｒｅｆ
として求められる。
【０１０３】
ステップＳ６０５で、ＣＰＵ１１は、送信点１及び受信点２の間に何もない条件での受信電界強度と、構造物３がある条件での受信電界強度とを比較して、構造物３による影響Ｌ＿ｒａｉｌを求める。送信点１及び受信点２の間に何もない条件での受信電界強度Ｅ＿ｎｏｎｅは、ステップＳ２０４で求められている。構造物３がある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。構造物３による影響Ｌ＿ｒａｉｌをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜／｜Ｅ＿ｎｏｎｅ｜）
として求められる。
【０１０４】
ステップＳ６０６で、ＣＰＵ１１は、構造物３のみがある条件での受信電界強度と、送信点１側の線路に列車４ａがある条件での受信電界強度とを比較して、送信点１側の線路の列車４ａによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘを求める。構造物３のみがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。送信点１側の線路に列車４ａがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘは、ステップＳ６０２で求められている。送信点１側の線路に列車４ａがあるときの影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜）
として求められる。
【０１０５】
ステップＳ６０７で、ＣＰＵ１１は、構造物３のみがある条件での受信電界強度と、受信点２側の線路に列車４ｂがある条件での受信電界強度とを比較して、受信点２側の線路の列車４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘを求める。構造物３のみがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。受信点２側の線路に列車４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘは、ステップＳ６０３で求められている。受信点２側の線路に列車４ｂがあるときの影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜）
として求められる。
【０１０６】
ステップＳ６０８で、ＣＰＵ１１は、構造物３のみがある条件での受信電界強度と、送信点１側と受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある条件での受信電界強度とを比較して、送信点１側と受信点２側の双方の線路の列車４ａ、４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈを求める。構造物３のみがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｒａｉｌは、ステップＳ６０１で求められている。送信点１側と受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがある条件での受信電界強度Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈは、ステップＳ６０４で求められている。送信点１側と受信点２側の双方の線路に列車４ａ、４ｂがあるときの影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘをデシベルで表すと、
２０ｌｏｇ１０（｜Ｅ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ｜／｜Ｅ＿ｒａｉｌ｜）
として求められる。
【０１０７】
ステップＳ６０９で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ６０６で求められた送信点１側の線路の列車４ａによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘと、ステップＳ６０７で求められた受信点２側の線路の列車４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘと、ステップＳ６０８で求められた送信点１側と受信点２側の双方の線路の列車４ａ、４ｂによる影響Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈの中の最大値を選び、列車通過による変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎを設定する。
Ｌ＿ｔｒａｉｎ ＝ ｍａｘ（Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｔｘ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｒｘ， Ｌ＿ｔｒａｉｎ＿ｂｏｔｈ）
【０１０８】
４−８．雑音電力の推定計算処理
図１７のステップＳ７０１〜Ｓ７０４は、雑音電力の推定計算を行うものである。
【０１０９】
ステップＳ７０１で、ＣＰＵ１１は、受信点２にある受信機のＮＦ（雑音指数、ｒｘ＿ｎｆ）、ブースターの利得（ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ）とＮＦ（ｒｘ＿ｂｏｏｓｔ＿ｎｆ）とから、受信系のＮＦを求める。ステップＳ７０２で、ＣＰＵ１１は、ＩＴＵ−Ｒ（国際通信連合）の勧告ＩＴＵ−Ｒ Ｐ．３７２に基づいて、列車が通過していないときの受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅを求める。Ｎ＿ｎｏｎｅの単位はｄＢｍである。
【０１１０】
ステップＳ７０３で、ＣＰＵ１１は、構造物３の中心と受信点２との距離と、実測に基づく列車通過時の雑音強度の距離特性テーブルから、列車通過時の雑音電力の上昇分ｄＮを算出する。ｄＮの単位はｄＢである。
【０１１１】
ステップＳ７０４で、ＣＰＵ１１は、列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎを求める。列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎは、一般的な受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅに、列車通過時の雑音電力の上昇分ｄＮを加算したものになり、
Ｎ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｎ＿ｎｏｎｅ ＋ ｄＮ
として算出できる。Ｎ＿ｔｒａｉｎの単位はｄＢｍである。
【０１１２】
４−９．列車通過による影響の推定と出力処理
図１８及び図１９のステップＳ８０１〜Ｓ８１２は、列車通過による影響受けた場合のＣ／Ｎ比と、判断結果の出力処理を示すものである。
【０１１３】
ステップＳ８０１で、ＣＰＵ１１は、入力オプションから、無列車時の受信端子電圧の実測値を使うかどうかを判定する。無列車時の受信端子電圧の実測値を使う場合には、ステップＳ８０２で、送信点１及び受信点２の間に構造物３のみある条件で、受信端子電圧を実測し、受信端子電圧Ｖ＿ｒａｉｌに測定値を設定する。
【０１１４】
ステップＳ８０３で、ＣＰＵ１１は、送信点１と受信点２との間に列車４ａ、４ｂが通過したときの受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎを求める。これは、測定値に基づく受信端子電圧Ｖ＿ｒａｉｌと、ステップＳ６０９で求められた列車通過時の変動幅Ｌ＿ｔｒａｉｎとから、
Ｖ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｖ＿ｒａｉｌ ＋ Ｌ＿ｔｒａｉｎ
として求められる。
【０１１５】
ステップＳ８０４で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０２で設定した構造物３のみあるときの受信端子電圧ＶｒａｉｌをｄＢｍ単位に換算し、一般的な受信雑音電力Ｎ＿ｎｏｎｅを減じて、無列車時のＣ／Ｎ比をＣＮ＿ｒａｉｌとして求める。
【０１１６】
ステップＳ８０５で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０３で算出した列車通過時の受信端子電圧ＶｔｒａｉｎをｄＢｍ単位に換算し、列車通過時の受信雑音電力Ｎ＿ｔｒａｉｎを減じて、列車通過時のＣ／Ｎ比Ｎ＿ｔｒａｉｎとして求める。
【０１１７】
ステップＳ８０６で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０４で求められた無列車時のＣ／Ｎ比ＣＮ＿ｒａｉｌが２８ｄＢ以下かどうかを判定する。なお、Ｃ／Ｎ比２８ｄＢは、変調方式６４ＱＡＭ、符号化率７／８で送信された放送波を固定受信した場合に、ビット誤り率が２×１０−４以下となるための所要Ｃ／Ｎ（２２ｄＢ）に対し、装置化マージン、干渉マージン、マルチパスマージンを加えて求められる値であり、地上波ディジタルテレビジョン放送での固定受信の場合の標準的な回線設計で使用されている値である。なお、他の送信条件もしくは他の受信条件の場合には、該当するＣ／Ｎを設定することにより、推定が可能である。無列車時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下なら、列車通過時に障害が発生する可能性が極めて高いと判定される（ステップＳ８０７）。
【０１１８】
無列車時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下でなければ、ステップＳ８０８で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０５で求められた列車通過時のＣ／Ｎ比ＣＮ＿ｔｒａｉｎが２８ｄＢ以下かどうかを判定する。列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下なら、列車通過時に障害が発生する可能性が高いと判定される（ステップＳ８０９）。
【０１１９】
列車通過時のＣ／Ｎ比が２８ｄＢ以下でなければ、ステップＳ８１０で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ８０５で求められた列車通過時のＣ／Ｎ比ＣＮ＿ｔｒａｉｎが３７ｄＢ以下かどうかを判定する。なお、Ｃ／Ｎ比３７ｄＢは、上記のＣ／Ｎ比２８ｄＢに、マージン９ｄＢを加算した値である。なお、他の送信条件もしくは他の受信条件の場合には、該当するＣ／Ｎを設定することにより、推定が可能である。列車通過時のＣ／Ｎ比が３７ｄＢ以下なら、列車通過時に障害が発生する可能性が低いと判定される（ステップＳ８１１）。列車通過時のＣ／Ｎ比が３７ｄＢ以下でなければ、列車通過時に障害が発生する可能性は極めて低いと判定される（ステップＳ８１２）。
【０１２０】
ステップＳ８０１で、無列車時の受信端子電圧の実測値を使用しない場合には、図１９のステップＳ８１３で、ＣＰＵ１１は、列車通過時にもＣ／Ｎ比２８ｄＢを確保するための最低限必要な受信端子電圧Ｖ＿ｔｒａｉｎを以下のようにして求める。
Ｖ＿ｔｒａｉｎ ＝ Ｃ／Ｎ ＋ Ｎ＿ｔｒａｉｎ ＋ Ｌ＿ｔｒａｉｎ ＋ １０８．８
【０１２１】
そして、ステップＳ８１４で、ＣＰＵ１１は、ビルや山の影響を考慮して推定計算により得られた無列車時の受信電圧の推定値を入力し、この推定計算により得られた無列車時の受信電圧がステップＳ８１３で求められたＶ＿ｔｒａｉｎを確保しているかどうかを判定する。
【０１２２】
なお、無列車時の受信端子電圧の実測値を使用しない場合にも、推定した受信電圧を用いて、ステップＳ８０２〜ステップＳ８１２と同様な処理を行い、４段階で推定結果を示すようにしても良い。
【０１２３】
４−１０．計算の反復、終了の判定処理
図２０のステップＳ９０１〜Ｓ９０５は、計算の反復、終了判定処理を示すものである。
【０１２４】
ステップＳ９０１で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標ｒｘ．ｘを、所定ピッチｒａｉｌ＿ｄ＿ｐｉｔｃｈだけ増加する。
【０１２５】
ステップＳ９０２で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標ｒｘ．ｘが、最大値ｄ＋ｒａｉｌ．ｄ＿ｍａｘを越えているかどうかを判定する。最大値を越えていなければ、ステップＳ２０１にリターンし、処理を反復する。
【０１２６】
ステップＳ９０２で、受信点２の座標ｒｘ．ｘが、最大値ｄ＋ｒａｉｌ．ｄ＿ｍａｘを越えていると判定された場合には、ステップＳ９０３で、ＣＰＵ１１は、受信点２の座標ｒｘ．ｘを最小値ｄ＋ｒａｉｌ．ｄ＿ｍｉｎに戻す。そして、ステップＳ９０４で、ＣＰＵ１１は、受信アンテナ高ｒｘ＿ｈａと受信点２のｙ座標ｒｘ．ｙを１ｍ増やす。そして、ＣＰＵ１１は、ステップＳ９０５で、受信点２のｙ座標が標高ｒｘ＿ｈｇと受信アンテナ最高高ｒｘ＿ｈａ＿ｍａｘとの加算値より大ききかどうかを判定し、大きければ、ステップＳ２０１にリターンし、処理を反復する。受信点２のｙ座標が標高ｒｘ＿ｈｇと受信アンテナ最高高ｒｘ＿ｈａ＿ｍａｘとの加算値より小さくなったら、処理を終了する。
【０１２７】
以上説明したように、本発明の実施形態では、構造物３だけの場合と、構造物３に列車４ａ、４ｂが通過する場合とを考慮して、受信品質が推定できる。また、構造物３が高架橋の場合に、高架下を通過する電波も考慮にいれて、受信品質を推定できる。
【０１２８】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１２９】
なお、ソースとなるプログラムは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体で提供される。また、ソースとなるプログラムは、コンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されても良い。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、ソースとなるプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【０１３０】
１…送信点， ２…受信点， ３…構造物， ４ａ，４ｂ…列車， １１１…パラメータ入力部， １１２…オブジェクト生成部， １１３…基準電界強度計算部， １１４…構造物回折波計算部， １１５…鉄道回折波計算部， １１６…高架下電波推定部， １１７…受信電界強度算出部， １１８…変動幅算出部， １１９…雑音値推定計算部， １２１…判定部， １２２…表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置であって、
前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力するパラメータ入力手段と、
前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成するオブジェクト生成手段と、
前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める基準電界強度計算手段と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める構造物回折波計算手段と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める鉄道回折波計算手段と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する高架下電波推定手段と、
前記構造物回折波計算手段で求められた構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記鉄道回折波計算手段により求められた前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下電波推定手段での判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する受信電界強度算出手段と、
前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する変動幅算出手段と、
前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する雑音値推定計算手段と、
前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記変動幅算出手段で求められた前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体の通過時の前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音値推定計算手段で求められた雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする受信電波品質推定装置。
【請求項２】
前記高架下電波推定手段は、前記送信点と前記受信点と前記構造物の位置関係から、前記構造物の高架下を通過して受信点に到達する経路の有無を幾何学的に求めることを特徴とする請求項１に記載の受信電波品質推定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、実測値を用いることを特徴とする請求項１に記載の受信電波品質推定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、推定値を用いることを特徴とする請求項１に記載の受信電波品質推定装置。
【請求項５】
情報処理装置を、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置として機能させるためのコンピュータープログラムであって、
前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、
前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、
前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、
前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、
前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、
前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、
前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程と
を前記情報処理装置に実行させるためのコンピュータープログラム。
【請求項６】
送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定方法であって、
前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、
前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、
前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、
前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、
前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、
前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、
前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程と
を含むことを特徴とする受信電波品質推定方法。
【請求項１】
送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置であって、
前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力するパラメータ入力手段と、
前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成するオブジェクト生成手段と、
前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める基準電界強度計算手段と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める構造物回折波計算手段と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める鉄道回折波計算手段と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する高架下電波推定手段と、
前記構造物回折波計算手段で求められた構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記鉄道回折波計算手段により求められた前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下電波推定手段での判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する受信電界強度算出手段と、
前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する変動幅算出手段と、
前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する雑音値推定計算手段と、
前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記変動幅算出手段で求められた前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体の通過時の前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音値推定計算手段で求められた雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする受信電波品質推定装置。
【請求項２】
前記高架下電波推定手段は、前記送信点と前記受信点と前記構造物の位置関係から、前記構造物の高架下を通過して受信点に到達する経路の有無を幾何学的に求めることを特徴とする請求項１に記載の受信電波品質推定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、実測値を用いることを特徴とする請求項１に記載の受信電波品質推定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記移動体がないときの受信端子電圧として、推定値を用いることを特徴とする請求項１に記載の受信電波品質推定装置。
【請求項５】
情報処理装置を、送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定装置として機能させるためのコンピュータープログラムであって、
前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、
前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、
前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、
前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、
前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、
前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、
前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程と
を前記情報処理装置に実行させるためのコンピュータープログラム。
【請求項６】
送信点からの電波を受信点で受信し、該受信した電波の品質を推定する受信電波品質推定方法であって、
前記送信点に関するパラメータと、前記受信点に関するパラメータと、前記送信点と前記受信点との間の構造物に関するパラメータとを入力する工程と、
前記送信点の座標を含む送信点オブジェクトと、前記受信点の座標を含む受信点オブジェクトと、前記構造物の座標を含む鉄道オブジェクトを生成する工程と、
前記送信点と前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度を求める工程と、
前記送信点からの電波が前記受信点に到達する際に、前記構造物の高架下を電波が通過するかどうかを判定する工程と、
前記構造物のみにより生じる回折波の受信電界強度と、前記前記構造物に移動体が通過したときに生じる回折波の受信電界強度と、前記高架下を電波が通過するかどうかの判定結果を用いて、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度を算出する工程と、
前記送信点と前記前記受信点との間に何もない条件での受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度とを比較して前記構造物の影響値を算出し、また、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物のみがある場合の受信電界強度と、前記送信点と前記受信点との間に前記構造物と移動体がある場合の受信電界強度とを比較して、移動体通過時の変動幅を算出する工程と、
前記構造物と前記受信点との距離に応じて、移動体通過時の雑音電力の上昇分を算出する工程と、
前記移動体がないときの前記受信点での受信端子電圧と、前記移動体通過時の変動幅とから、前記移動体が通過したときの前記受信点での受信端子電圧を算出し、該算出された受信端子電圧値と、前記雑音電力の推定値とからＣ／Ｎ比を算出し、該算出されたＣ／Ｎ比から受信時に障害が生じるかどうかを判定する工程と
を含むことを特徴とする受信電波品質推定方法。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−２３９１７３（Ｐ２０１０−２３９１７３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８１７７０（Ｐ２００９−８１７７０）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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