コードのパフォーマンスの高速化

下記のようなプログラムを作成しましたが、実行が完了するのに時間がかかりすぎてしまいます。どのようにプログラムを修正したら、時間が短縮されますか? M5を求める式は正しいものとします。

k=deg2rad(62.5);
m=-log(2)/log(cos(k));
wx=10;
wy=10;
fov=25;
H=2.5;
i=1;
j=1;
sita=deg2rad(45);
z = 0;
eor = zeros(0,91);
esitax = zeros(0,7687177771);
esitay = zeros(0,7687177771);
ex = zeros(0,7687177771);
ey = zeros(0,7687177771);

M5 = zeros(0,91);

for oR=0:1:90
    eor(i)=oR;
    minMRC5=100000;

      for sitax=0:pi/180:pi/2

          for sitay=0:pi/180:pi/2

              for x=0:0.1:wx

                  for y=0:0.1:wy
                      esitax(j)=sitax;
                      esitay(j)=sitay;
                      ex(j)=x;
                      ey(j)=y;

                      OR=deg2rad(oR);
                      R11=-sin(-sitay)*cos(OR-sitax);
                      R12=-sin(OR-sitax);
                      R13=cos(-sitay)*cos(OR-sitax);

                      H1=sqrt((wx/2-x)^2+y^2+(H-z)^2);

                      %h11
                      cost11=(H-z)/H1;%cos(ΦT)
                      t11=acos(cost11);%ΦT
                      rad2t11=rad2deg(t11);
                      cosr11=(R11*(wx/2-x)+R12*(-y)+R13*(H-z))/H1;%cos(ΦR)
                      r11=acos(cosr11);%ΦR
                      rad2r11=rad2deg(r11);%ラジアンを度に変換する
                      if abs(rad2r11)>fov
                         cosr11=10e-6;         
                      end
                      h11=((cost11^m)*cosr11)/(power(H1,2));

                      H2=sqrt((wx-x)^2+(wy/2-y)^2+(H-z)^2);

                      cost21=(H-z)/H2;%cos(ΦT)
                      t21=acos(cost21);%ΦT
                      rad2t21=rad2deg(t21);
                      cosr21=(R11*(wx-x)+R12*(wy/2-y)+R13*(H-z))/H2;%cos(ΦR)
                      r21=acos(cosr21);%ΦR
                      rad2r21=rad2deg(r21);%ラジアンを度に変換する
                      if abs(rad2r21)>fov
                          cosr21=10e-6;
                      end
                      h21=((cost21^m)*cosr21)/(power(H2,2));

                      H3=sqrt((wx/2-x)^2+(wy-y)^2+(H-z)^2);

                      cost31=(H-z)/H3;%cos(ΦT)
                      t31=acos(cost31);%ΦT
                      rad2t31=rad2deg(t31);
                      cosr31=(R11*(wx/2-x)+R12*(wy-y)+R13*(H-z))/H3;%cos(ΦR)
                      r31=acos(cosr31);%ΦR
                      rad2r31=rad2deg(r31);%ラジアンを度に変換する
                      if abs(rad2r31)>fov
                         cosr31=10e-6;
                      end
                      h31=((cost31^m)*cosr31)/(power(H3,2));

                      H4=sqrt(x^2+(wy/2-y)^2+(H-z)^2);

                      cost41=(H-z)/H4;%cos(ΦT)
                      t41=acos(cost41);%ΦT
                      rad2t41=rad2deg(t41);
                      cosr41=(R11*(-x)+R12*(wy/2-y)+R13*(H-z))/H4;%cos(ΦR)
                      r41=acos(cosr41);%ΦR
                      rad2r41=rad2deg(r41);%ラジアンを度に変換する
                      if abs(rad2r41)>fov
                         cosr41=10e-6;
                      end
                      h41=((cost41^m)*cosr41)/(power(H4,2));

                      H15=(1/(H^2));

                      COST21=H/sqrt((wx/2)^2+(wy/2)^2+H^2);
                      COSR25=10e-6;
                      H25=((COST21)^m*COSR25)/(((wx/2)^2+(wy/2)^2+H^2));

                      COST31=H/sqrt(wy^2+H^2);
                      COSR35=10e-6;
                      H35=((COST31)^m*COSR35)/(wy^2+H^2);

                      H45=H25;

                      H5=(H15+H25+H35+H45)^2;

                      H111=h11+h21+h31+h41;

                      SNRMRC5 = 10*log10((H111^2)/H5);

                      if SNRMRC5<=minMRC5
                          minMRC5=SNRMRC5;
                      end

                  j=j+1;
                  end

              end
          end

      end
      M5(i)=minMRC5;

      i=i+1;
  end

plot(eor,M5,'Color',[0.1010, 0.7, 0.933],'LineWidth',2.5);

Answer 1

[mizuki]

今回の場合，forループがたくさんあるのでおそらくそこに時間がかかっていると考えられます．実際にどの行が改善できそうなのか，まずはプロファイラを使って時間のかかっている箇所を探してみてください．プロファイラは

>> profile viewer

で起動，あるいはエディタタブの「実行および時間の計測」を実行して起動します．

これにより，各行の評価回数と，かかっている時間のレポートが生成されます． 数分レベルで時間がかかるものであれば，まずはループの回数を小さくして試してみてください．

ループの中で一つ一つ計算しているところはベクトル化（行列化）すると高速化できそうです．ベクトル化についてはこちらのビデオをご覧ください．

• ビッグデータ解析とプログラムの高速化　～コーディングテクニック編～ https://jp.mathworks.com/videos/big-data-analysis-and-speeding-up-matlab-coding-tips-119102.html

Answer 2

[Jiro Doke]

推測ですが、 zeros で事前割り当てをしてますが、大きさ０の変数を割り当ててますので効果が見れないのかもしれません。

eor = zeros(0,91);

ではなく

eor = zeros(1,91);

のように変更してみてください。

[N/A]

変更してみましたが、改善されませんでした。

[Jiro Doke]

Mizukiさんの回答にある手順に沿ってプロファイリングを行ってみてください。するとどの行に時間がかかっているかが分かりますので、その情報を記載してみてください。

[N/A]

了解しました。

Answer 3

[Atsushi Matsumoto]

5重のFor Loopがあって、それぞれ結構大きなループ回数なのでかなりの計算時間がかかりますね。 &nbsp

ループ回数を減らすようにステップサイズを大きく取るわけには行きませんか？

例えば　for sitay=0:pi/90:pi/2　といったように。

&nbsp

また、Forループをベクター化すると速くなるかもしれません。

https://jp.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/vectorization.html

[N/A]

正確な理論検討をしたいので、スッテプサイズは細かく取らなければならないのですよ。