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通信システム分析

SINR、スループット、理論容量、ビット・エラー・レート(BER)を計算し、ワイヤレス・デバイスのパフォーマンスを可視化および評価します。

WI_スループット-1

Wireless InSite社の通信システムアナライザーは、レイトレーシングによるチャネルモデリングシミュレーションの結果を使用し、ポスト処理計算を適用して、さまざまな通信メトリクスを予測します。これらには、SINR、スループットと容量、ビットエラー率、および各受信点で最もパフォーマンスの高い基地局を特定し、システム全体からの全体的なカバレージを提供するサマリー結果が含まれます。 MIMOライセンスを持つユーザーは、さらに、通信解析を実行する前に、チャネルを強化したり、複数のデータストリームを作成したりするために適用できる多数のMIMO技術から選択することができます(下記参照)。 

分析のための通信システムのセットアップ

通信システムがセットアップされると、ユーザーはそのパフォーマンスを評価するために、3つの一般的な分析タイプから選ぶことができる:

  • ビット誤り率(BER)
  • スループット
  • シャノン容量

これらのすべての解析の最初のステップは、ノイズ、他のソースからの干渉、および信号対干渉プラスノイズ比(SINR)の計算です。MIMOライセンスを持つユーザーの場合、通信解析を開始する前に、MIMO技術を適用するための追加計算が行われます。

干渉とノイズの分析

どのような分析でも、最初のステップは、信号電力、干渉、ノイズを決定するために、チャネルデータとノイズの仕様を使用することです。 雑音電力は、雑音電力密度、信号帯域幅、各受信機の雑音指数と閾値から決定される。 干渉は、システム内の基地局と干渉相手(定義されたシステム外の近隣基地局)からの受信電力を使用して決定されます。 これらの入力から、アナライザは、調査中の各受信点における総雑音および干渉電力、信号対雑音比(SNR)、信号対干渉プラス雑音比(SINR)、その他多くの関連量などの量を決定します。 サマリーデータも収集され、例えば、各ポイントにおける最良のSINRと、そのSINRが達成された基地局が決定される。

スループットとキャパシティ

Wireless InSiteは、帯域幅とSINRからチャネルのスループットとキャパシティ(理論上の最大データレート)を予測することができます。以下のような複数の無線アクセス方式をサポートしています:

  • 5GNR (FR1, FR2)
  • LTE
  • 802.11n、ac、ax
  • ユーザー定義テーブル

ユーザー定義テーブルを使用して、他のアクセス方式を定義したり、SINRの関数として変調方式と符号化方式の選択をカスタマイズすることができる(多くの場合、ベンダー固有の関係)。  

無線アクセス方式が選択されると、ユーザはキャリアの許容帯域幅から選択し、アナライザは文献データ、通信規格の仕様、通信解析における各チャネルの計算SINRに基づいてスループットを計算する。

スループットカバレッジマップ+およびスループットプロット
3種類のLTE帯域幅に対するWireless InSiteのスループット計算。ルートスルーシーン(赤線)は、カバレッジのドロップアウトがあるエリアでのスループット低下の詳細を示しています。
ビット+エラー+レート+セクション
4-QAM(左)と256-QAM(右)のビット誤り率の比較は、高次変調が使用された場合、カバーエリアのより大きな割合で高いBERを示している。

ビット誤り率

Wireless InSiteは、ビットエラーレート解析に3つの方法を提供しています: 

  • AWGN:加法性白色ガウス雑音(AWGN)チャネルを想定

  • 理論的フェージング:レイリーまたはリシアンフェージングチャネルを想定

  • Semi-Analytic: チャンネルの複素インパルス応答の分析に基づいて決定される。

ビット誤り率の計算は、変調方式と符号化方式(例えば、直交振幅変調(QAM))とアルファベットサイズ(例えば、64)の選択に大きく依存する。 また、SINR、帯域幅、一部の方式では複素インパルス応答から得られるチャネル特性の詳細にも依存します。 

MIMOビームフォーミング、空間多重、ダイバーシティ

ユーザが MIMO ライセンスを持っている場合、通信システム内に存在する MIMO 基地局または UE に対して、複数の MIMO 技術がオプションとして提供されます。MIMO アンテナ(通常、送信機として定義される)を持つシステム内の 5G/6G 基地局または WiFi アクセス・ポイントについて、ユーザーは以下のオプションのいずれかを選択できます:

  • MRTを用いた適応的ビームフォーミング
  • プリコーディング/ビームフォーミングテーブル(ビームフォーミングまたはダイバーシティ技術に対応)
  • ビームフォーミング/プリコーディングなし
  • 特異値分解(SVD)を用いた閉ループ空間多重(MxN MIMO)

MIMOアンテナを持つ受信機(UE)の場合、ユーザーはこれらのオプションから選択できます:

  • セレクション・コンバイニング(SC)
  • イコール・ゲイン・コンバイニング(EGC)
  • 最大比率結合(MRC)
  • プレコーディング/ビームフォーミングテーブル
  • 特異値分解(SVD)を用いた閉ループ空間多重(MxN MIMO)

これらのオプションはそれぞれ、各ポイント・ツー・ポイント・リンクの送信機と受信機のMIMOアンテナの空間ダイバーシティを利用し、各端末で、またはSVDの場合はリンクの両端から協調して、指定されたテクニックを使用して性能の向上を試みます。 その結果、一般にビームフォーミングやダイバーシティによってSINRが向上するか、空間多重によって複数の並列データストリームが提供される。 スループットとBERの計算は、結果を決定するために、各ポイント・ツー・ポイント・リンクの結果の各データ・ストリームに適用される。  


詳しくは、ワイヤレス・インサイトのMIMOビームフォーミング、多重化、ダイバーシティをご覧ください。

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