都市環境における受信電力と遅延拡散の比較

次の例は、都市環境内にあるマイクロセルラーシステムの受信電力と遅延スプレッドを計算するワイヤレス InSite の機能を示しています。ワイヤレス InSite の結果は [1] に示された測定値と比較される。このペーパーは、フィンランドのヘルシンキのダウンタウンで行われた測定キャンペーン中に収集されたデータを提供します。カートに取り付けられたモバイルトランスミッタは、ヘルシンキの6つの異なるルートに沿って移動しました。測定は、固定受信基地局で行われました。送信機ルートと基地局の位置は図1に示されています。収集したデータは、各送信機ルートの受信電力対距離を提供するように配置されました。

問題のセットアップ

ワイヤレス InSite の都市エディタを使用して、ヘルシンキのダウンタウンのモデルは、図1に示された情報から作成されました。[2、3] の情報から、建物の高さと追加の建物が含まれていました。図2に、都市モデルの3-d 投影法を示します。特定の建材が与えられていないので、すべての建物は、誘電率5の単一の材料タイプとしてモデル化されました。これは、Sallabi、et によって使用されるのと同じ値です。その数値シミュレーションでは [1]。

トランスミッタ/レシーバ

ヘルシンキのモデルでは、送信機と受信機の位置を指定できるようになりました。実際の測定キャンペーンでは、固定受信機の位置とモバイルアンテナを利用してデータを収集しました。簡単にするために、システムは、送信機が通過するパスに沿って基地局と受信機のルートにある単一のトランスミッタを持つものとしてモデル化されました。送信機と受信機の位置を交換すると、類似の問題が発生し、任意の2点間の伝搬経路がトランスミッタまたはレシーバとして指定されている点とは無関係であるため、シミュレーションの結果には影響しません。

図3に、ベースステーション (緑のドット) と受信機のルート (赤線) の位置を示します。送信アンテナには垂直偏波指向性アンテナを用いた.100 MHz の帯域幅を持つ 2.154 GHz 正弦波が、出力波形として使用されました。レシーバルートは、垂直偏波全方向アンテナとしてモデル化されました。図4および5は、送信機と受信機のアンテナパターンを定義するためにワイヤレス InSite で使用される追加パラメータを示しています。

図 1.ヘルシンキの地図, フィンランド.

図 2.ヘルシンキのダウンタウンのワイヤレス InSite モデル。

図 3.受信機のルートと基地局の場所。
 

図 4.アンテナの説明。

図 5.レシーバアンテナの説明。

信号伝搬は、最大10反射、2回折、および回折間の5つの反射を許容する都市キャニオンモデルを使用して計算されました。建物の上部や建物を経由したトランスミッションは考慮されませんでした。この仮定は、周囲の建物の高さ (〜25メートル) と比較して、トランスミッタ (3m) とレシーバ (1.8 m) の比較的低い高さを考慮すると妥当です。

垂直道路の結果–ルート CD、GH、LM、および PQ

無線 InSite を用いて、受信電力と遅延拡散予測を、Sallabi の論文で提示された測定値および数値結果と比較した。 [1].グラフの赤い線はワイヤレス InSite 出力を表し、黒い線は測定値です。次のグラフは、図6-9 は、送信アンテナの方向に垂直な路上で受信した測定電力を照合するワイヤレス InSite の機能を示しています。建築材料の特性と正確な建物の位置に関する特定の情報の欠如を考慮すると、結果は、精度よく測定を再現します。

図 6.ルート CD に沿って電力を受信しました。

図 7.ルート GH に沿って受信電力。

図 8.ルート LM に沿って受信した電力。

図 8.ルート LM に沿って受信した電力。

図 9.ルート PQ に沿って電力を受信しました。

平行道路-ルート IJ

ワイヤレス InSite 結果の比較指向性トランスミッタと平行に走るルート IJ を図10に示します。ルート IJ のために受信された電力のための数値結果は、ピーク値でいくつかの小さな偏差を持つ測定値とよく一致します。

ルート IJ の葉の効果のモデリング

Sallabi は、経路に平行に走る木の列の効果について、ルート IJ に沿った予測された受信電力の数値的な過剰予測を帰因した。無線 InSite は、伝播モデルにおいて葉の影響を含むことができる。この機能を説明するために、ルート IJ の横にある通りの中央にリーフフィーチャが追加されました (図11を参照)。この機能は幅 10 m で、0.25 デシベル/メートルの減衰が割り当てられています。葉を含む InSite の結果と測定値との間の合意を増加させる, 特に 50-125 m. 図18, 緑の線は、葉を考慮して受信電力を表します, 赤は葉のないまま.

図 10.ルート IJ に沿って受信した電力。

図 11.ルート IJ 付近の紅葉の特徴。

図 12.ルート IJ に沿って葉の効果で電力を受信しました。

参照

  1. m. エル・ Sallabi、梁、・ベルトーニ、Rekanos、Vainikainen、「都市マイクロセルにおける電力および遅延広がりの光線予測における回折係数とコーナ形状の影響」、IEEE トランスアンテナ Propagat、vol 50、703-712、2002。。。。。。。。。。
  2. 奘、「都市マイクロセルラー環境におけるサイト固有の伝搬予測のための高速二次元回折モデリング」, IEEE Veh.テクノ、vol 49、428-436、3月2000。
  3. カリオラ、Sulonen、Laitinen、o. Kivekas、Krogerus、および Vainikainen、「異なる伝搬環境における移動体アンテナの角度出力分布と平均実効利得」、IEEE トランス Veh。テクノ、vol 51、823-838、Septemeber 2002.