コンテンツへスキップ
応用例

ー室内伝播のののののの

屋内伝搬予測のためのWireless InSiteの機能の一部を実証するために、Yang、Wu、Koによる論文「A Ray-Tracing Method for Modeling Indoor Wave Propagation and Penetration」(IEEE Transactions on Antennas and Propagation、1998年6月)の最初の例に適用した。形状と壁の材質は図1に示されている。壁の間隔と厚さについては寸法が示されていないため、図から推定する必要がある。

図1

図2

図2

Wireless InSiteの計算を開始するには、WIを起動し、Project>New>Projectから新しいプロジェクトを開始する。次に、Project>New>Feature>Floor Planでフロアプランを追加する。床の高さを0メートル、天井の高さを3メートルとして、フロアプランエディターウィンドウが開きます。まず、Wireless InSiteで図1の情報から必要な壁の種類を定義し、異なる色を使って壁の材質を区別します。厚い鉄筋コンクリートの壁の仕様を図2に示します。

このウィンドウは、プロジェクト階層の該当するエントリーを右クリックすることで表示されます(図3参照)。

壁の材質と厚さを定義した後、フロアプランエディタウィンドウを使って壁を描く。床と天井もこのエディターを使って追加する。結果を図4に示す。

図3

図3

図4

図4

次のステップは、送信機と受信機(アンテナ)の位置を追加することである。図1に示した送受信機セットの計算を行う前に、まず論文で説明されているように、送信出力を校正したい。この較正では、送受信アンテナを1m離して床上1.3mの廊下の空き地に設置する。Project>New>Transmitter Set>PointsとProject>New>Receiver Set>Pointsから開くエディタウィンドウを使って、壁と同じようにこれらのアンテナの位置を決める。較正計算のために送信機と受信機を配置したジオメトリを図5に示す。

天井は「不可視」に設定し、壁と床が見えるようにした。計算を行うために、垂直リニアダイポールアンテナ、周波数900MHzの狭帯域波形、調査エリアを指定します。これらはすべて、図 6 に示す Wireless InSite メイン・ウィンドウの上部にあるタブに対応しています。

図5

図5

図6

図6

スタディエリアは、フロアプラン全体を完全に囲むように手動で描画されます。計算は、4つの壁面透過、2つの壁面反射、完全相関の3Dレイシューティングモデルで行われます。計算の他のパラメータのプロパティは、適切なタブを選択し、項目を右クリックすることにより、Wireless InSiteメインウィンドウからすべて利用可能です。

すべてのファイルを適切なファイル名で保存した後、Project>Run>Newからキャリブレーション計算を行う準備が整いました。数秒後に完了する。受信機でのパワーは、プロジェクト階層ツリー "Study Areas and Output">"Point-to-Multipoint">"Transmitter#1-Receiver#1 "をクリックして取得します。このエントリーを右クリックして "properties "を選択すると、受信電力が-29.66dBmと表示される。これは論文で示した結果の0 dB校正ポイントであり、Wireless InSiteでは送信パワーを0 dBm(デフォルト)として求めたため、残りの計算では送信パワーを+29.66 dBmに設定し(メインウィンドウの送信機エントリーを右クリックし、プロパティをクリック)、この校正計算を繰り返すと受信パワーが0 dBmになるようにしました。校正計算で送信アンテナから受信アンテナに伝搬する光線を図 7 に示します。

これで、図 1 に示した送信機と受信機の位置について計算する準備ができた。これを行うには、まず校正に使用した送信機と受信機の位置を削除し、次に新しい送信機の位置と受信機の経路のペアを追加します。この単純な例では距離が短いので、レシーバの間隔と収集エリアはデフォルト値より小さくする。高さは、図 8 に示す Tx/Rx プロパティウィンドウから開く "edit control points "ウィンドウから調整する。

結果を図9に示す。

図7

図7

図8

図8

図9

図9

図11と図12では、送信アンテナの高さを図11では1.3m、図12では1.96mとし、受信アンテナの高さを常に1.3mとした場合の測定結果を示している。セクションAの受信機の測定結果は本論文の図11a、12aに、セクションBの受信機の測定結果は図11b、12bに示す。測定結果は、論文の図から手作業で読み取り、テキストファイルに書き出した。測定された受信電力のテキストファイルは、Wireless InSiteにインポートしてプロットした。

高速フェージングを含むWireless InSiteの結果(高度な調査領域のプロパティで設定された「すべての」位相情報を保持)を、図10~13で論文による測定結果と比較している。

図10

図10

図11

図11

図12

図12

図13

図13

Wireless InSiteの測定結果は、壁の位置と厚さが論文で正確に指定されていないため、測定結果の高速フェードを再現できない。この点を考慮すると、一致度は非常に高い。比較のために、異なる光線の位相を無視した無相関モードでのWireless InSiteの計算結果を図14に示す。

予想通り、この結果は、異なる位相で到来する光線によるキャンセルを含まず、すべての光線から受信アンテナに到達する電力を示し、測定値のピークに従う。送受信ペアの光線経路を図15に示す。

図14

図14

図15

図15

この例に含まれる図は、Wireless InSiteが電波伝搬計算に必要なすべてのデータを整理、制御、表示できることを示しています。Wireless InSiteの計算速度を伝えるものではありません。Yang etの全紙には、その様々な計算のためのコンピュータ時間の表が示されている。彼らのコンピュータ時間は、1つの送信機と1つの受信機セクションの結果を得るのに、通常1時間以上かかる。