屋外から屋内への伝播をモデリングする際の未知のレイアウト制限の克服

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シナリオのジオメトリの不確実性は、都市のシナリオをモデル化するために使用されるレイトレース法の精度に関する基本的な制限です。都市を通るエネルギーの伝播をモデル化し、建物の内部にモデリングする場合、完全な3d レイトレーシングモデルでは、建物の内部平面図が既知であり、フロアプランの正確な表示がモデルに入力されている必要があります。経験的モデルは、内部が既知である必要はないという代替手段を提供しますが、都市のシナリオにおける他の要素がエネルギーの伝播に与える影響を完全にモデル化していないという欠点があります。これらの要素には、エネルギーと建物の間の相互作用、または目的の建物に向かう途中で発生するエネルギーと地盤との相互関係が含まれます。内部構造内の不確実性をモデル化する能力を維持しながら、この制限を克服するために、ワイヤレス InSite には、「未知のレイアウトレシーバ」と呼ばれる特定のレシーバタイプを使用して呼び出されるハイブリッド方式があります。

ハイブリッド方式では、光線が建物の外側に当たるまで、X3D が使用されます。X3D は、均一な回折理論に基づいて正確なパス補正を行う撮影およびバウンスレイ法を採用しています。この方法は、光線が目的の建物の外壁を透過するまで、都市全体で使用されます。この方法では、修正コスト231の経験的モデルを使用して、建物内の内部構造によって生じる残りのエネルギー損失をモデル化します。ハイブリッドの経験的/レイトレーシングアプローチの利点は、関心のある建物までのコヒーレントなマルチパス計算と、都市環境内の構造的および物質的な変化を考慮する能力を含みます。この2つのモデルを1つのハイブリッド方式に組み合わせることで、ワイヤレス InSite は両方の独立したモデルの制限を克服することができます。

次の例は、建物の内部レイアウトが不明である、一般的な屋外から屋内への伝播シナリオを示しています。このモデルは建物の内部の区域の建物の外の2つの独立した送信機の影響を模倣している。

図1に示すように、都市ファイルはワイヤレス InSite 内に開き、平らな地形に配置されます。2つのトランスミッタは、目的の建物の2つの異なる側面に配置されています。トランスミッタは、図2に示すように25dBm の入力電力で 2.4 ghz で動作する短い双極子として定義されます。

図 1: 無線 InSite 内の都市都市と地形

図 2: ワイヤレス InSite 内の建物周辺のトランスミッタの位置

図3に示すように、[設定] メニューの [拡張機能] タブで [不明なレイアウト] オプションがオンになっています。このオプションをオンにすると、不明なレイアウトレシーバーを追加する機能にアクセスできるようになります。[プロジェクトビュー] ウィンドウで、不明なレイアウトレシーバを追加する構造を選択するために、[選択-> 構造] に移動します。送信機に最も近い建物構造を選択します。図4に示すように、黄色に変わります。右クリックすると、「不明なレイアウト Rx セットを追加」というオプションを持つコンテンツメニューが表示されます。このオプションは、選択された建物の内部を覆うレシーバセットを作成します。これらのレシーバは、図5に示すように紫色のボックスで表されます。このシナリオでは、ワイヤレス InSite の X3D モデルを2つの反射と1回の回折で使用しました。

図 3: [不明なレイアウト] オプションが選択されている [拡張] タブを表示する [ワイヤレス InSite] 設定メニュー

図 4: 構造を選択して、シーン内に不明なレイアウトレシーバを追加します。

Figure 5: Unknown layout receivers within the building structure.

図 5: 建物構造内の不明なレイアウトレシーバ

計算が完了すると、左側の送信機から建物内部の受信電力を調べることができます。この結果は、図6に示されています。下部の送信機から建物の内部の受信電力を図7に見ることができます。結果は、建物に入るとエネルギーがどのようにフェードするかを予測します。受信電力に加えて、ユーザは建物の外部のレイパスを調べることができます。これらのレイパスは、X3D モデルの計算からのものであり、経験的モデルへの入力として使用されます。図8は、左側の送信機からの伝搬経路を示しています。この情報は、計算のマルチパス部分の明確化のために、建物に入るエネルギーがどこから来るかについてのフィードバックを提供します。パスが建物に衝突すると、この情報は、建物内の電力を計算するために使用される経験的モデルに供給されます。このように、サイト固有の情報を使用して経験的計算を行う機能は、2つの方法を組み合わせる力を示しています。

図 6: 左側の送信機から建物の電力を受信した。

図 7: 下部の送信機から建物内の電力を受信した。

図 8: 左側の送信機からの伝播経路

コスト231経験的モデルと X3D フル3d モデルを組み合わせることによって、ワイヤレス InSite は、建物の正確な内部が不明な場合に建物を通るエネルギー伝達の典型的問題を克服する方法を提供しています。ハイブリッドモデルでは、X3D からの詳細な分析結果を使用して、対象となる建物の外部で最も精度の高い結果を生成してから、経験的モデルを使用してシナリオの他の欠落している部分を処理することができます。