ビデオショート「ワイヤレスInSite MIMOを使ったビームフォーミングの可視化"...
MIMOシミュレーション評価のコンセプトを実証するため、Wireless InSite®のMIMO機能を使用して、バージニア州ロスリンの密集した都市環境にスモールセルのシナリオを設定しました（図1）。基地局は、主要な交差点の中央分離帯にあるポストの上に、道路レベルから10メートルの高さで設置されています。比較のため、基地局は2種類の構成で定義されている：(1) シングルダイポールアンテナ、(2) 大型MIMOアンテナ。どちらも28GHzのキャリア周波数を使用する。
インポートされた都市モデルと地形には、合計約3,800の面が含まれている。ー導電率0.484 S/m、ー比誘電率5.31のー建物とー地形ー。ー図2はー2はー2はー図2ーにー8×ー8x8のー8x8交差偏波ダイポールアレイ。第1エレメントのゲインパターンがアレイビューに表示されている。ー移動端末がー西からーからー北にーにーにー西からー西からー北のー北のー北。
図1：Rosslynの3D建物と地形データは、Wireless InSteのSISOとMIMO解析用にセットアップされている。
図2：128素子のマッシブMIMOアレイは、地上数フィートのTxポイントに設置され、Rxセットはダウンタウン地区に移動している。
Wireless InSite MIMOには、n素子サイズのMIMOアレイを設計できるアレイビルダーが含まれています。このツールでは、位置決め、アンテナパターン、回転など、アレイの個々の要素を制御することもできます。図3は、アレイビルダー内の128素子アレイを示している。簡単のため、このアレイはダイポールアンテナで構築され、半波長間隔で配置され、垂直偏波と水平偏波の両方のエレメントが64の位置に配置されています。しかし、このソフトウェアは多くの異なるタイプの解析パターンを扱うことができ、Remcom社のXFdtd®のような全波ソルバーから高忠実度アレイシミュレーションによって生成されたインポートパターンを利用することもできることに留意してください。
図3：128素子のMassive MIMOアレイは、Wireless InSiteの強力なアレイビルダーで構築された。
Wireless InSiteのスタディエリアプロパティでは、物理計算とレイトレーシング計算の様々な側面を設定し、制御することができます。図4は、マッシブMIMOシミュレーションのスタディエリア設定ダイアログを示しています。スタディーエリアは、Wireless InSiteのGPUアクセラレーションによるX3D光線モデルを使用するように定義されており、光線追跡は、最大6回の反射と1回の回折を伴う伝搬経路を含むように定義されています。
図4: Study Area Propertiesウィンドウでは、実行する伝搬モデルと相互作用の数を制御できる。
その後、単一アンテナとMIMOアンテナを使用したシミュレーションが実行されます。Wireless InSiteは、受信電力、伝搬経路、到着/出発時刻など、ユーザーが要求する出力を提供します。単一送信アンテナの解析結果の代表的なものは、モバイルデバイスが受信した電力であり、あるエリアのカバレッジマップとして、あるいは経路上の距離の関数として表示されます。図5は、基地局近傍のカバレッジを示すフィールドマップである。図6は、モバイルデバイスがそのルートに沿って受信した電力のプロットを示している（シーンのビューでは赤で示されている）。第2図に示すように、移動端末が基地局に近づくにつれて電力は経路に沿って増加し、遠ざかるにつれて減少し、角を曲がって見通し線の外に出ると急激に低下する。ルートに沿って受信電力が急速にフェードするのは、建物とのマルチパス相互作用（反射と回折）によるものです。
図5：シーンのあるエリアをカバーするフィールドマップ。
図6：単一アンテナの基地局からの経路でモバイル・デバイスが受信する電力
シングルアンテナとMIMOシステムの両方に関連するもう1つの出力は、マルチパスの尺度である複素インパルス応答である。複素インパルス応答は、到着したマルチパス信号のパワーを、到着時刻または位相の関数として測定します。図7は、基地局とモバイル・デバイス間の上位25の伝搬経路を、その経路に沿って約240mの地点で示したものである。シングルアンテナ基地局のこの場所での複素インパルス応答を図8に示します。
図7: 基地局からモバイル機器までの伝搬経路の上位25経路。
図8：上記の位置にあるモバイル・デバイスの複素インパルス応答。
Wireless InSite MIMOでは、図9に示すチャネルデータ結果ブラウザを使用して、H行列、複素インパルス応答、および遅延拡散を書き出すことができます。この画像は、MIMOシステム内の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子のすべての組み合わせについて、ロスリンMIMOシナリオの受信機数の関数として受信電力をプロットするための設定を示しています。図10は、すべての送信エレメントの結果を重ねて、そのルートに沿ったモバイルデバイスでの受信電力を示しています。
図9：Wireless InSite MIMOモジュール用に作成された "Analyze Channel Data "結果ブラウザ。このブラウザでは、H行列、複素インパルス応答、遅延スプレッド、受信電力を出力できる。
図10：MIMO基地局の128個の送信素子すべてから、経路に沿ってモバイル・デバイスが受信する電力。
MIMOシミュレーションの主要な出力結果の1つは、複素チャネル行列（H行列）である。H行列は、各送信素子から各受信素子へのマルチパス伝搬特性を符号化したもので、ビームフォーミング、チャネル容量、その他のMIMOシステムレベルの解析で一般的に使用されます。Wireless InSiteのチャネルデータ結果ブラウザにより、ユーザはHマトリックスを.csvファイルにエクスポートすることができ、追加のポスト処理解析により、チャネルのマルチパスがMIMOシステムの性能にどのような影響を与えるかを判断することができます。
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