Um einige der Möglichkeiten von Wireless InSite zur Vorhersage der Wellenausbreitung in Innenräumen zu demonstrieren, wird es auf das erste Beispiel aus dem Artikel "A Ray-Tracing Method for Modeling Indoor Wave Propagation and Penetration" von Yang, Wu und Ko, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Juni 1998, angewendet. Die Geometrie und das Wandmaterial sind in Abbildung 1 dargestellt. Für den Wandabstand und die Wanddicke sind keine Abmessungen angegeben, so dass diese anhand der Abbildung geschätzt werden müssen.
Abbildung 1
Abbildung 2
Um die Wireless InSite Berechnung zu starten, starten wir WI und beginnen ein neues Projekt unter Projekt>Neu>Projekt. Als nächstes fügen wir einen Grundriss hinzu: Projekt>Neu>Funktion>Grundriss. Bei einer Bodenhöhe von 0 Metern und einer Deckenhöhe von 3 Metern öffnet sich das Fenster des Grundrisseditors. Zunächst definieren wir die erforderlichen Wandtypen in Wireless InSite anhand der Informationen in Abbildung 1, wobei wir verschiedene Farben zur Unterscheidung der Wandmaterialien verwenden. Die Spezifikation für eine dicke Stahlbetonwand ist in Abbildung 2 dargestellt.
Sie erhalten dieses Fenster, indem Sie mit der rechten Maustaste auf den entsprechenden Eintrag in der Projekthierarchie klicken (siehe Abbildung 3).
Nach dem Festlegen der Wandmaterialien und -dicken werden die Wände im Grundrisseditor gezeichnet. Der Boden und die Decke werden ebenfalls mit diesem Editor hinzugefügt. Das Ergebnis ist in Abbildung 4 dargestellt.
Abbildung 3
Abbildung 4
Der nächste Schritt besteht darin, die Sender- und Empfängerstandorte (Antennen) zu addieren. Bevor wir die Berechnung für die in Abbildung 1 gezeigten Sender-/Empfänger-Sets durchführen, wollen wir zunächst die Sendeleistung kalibrieren, wie in der Arbeit beschrieben. Bei dieser Kalibrierung werden die Sende- und Empfangsantennen im Abstand von 1 m und in einer Höhe von 1,3 m über dem Boden im offenen Bereich des Flurs aufgestellt. Diese Antennen werden in ähnlicher Weise wie die Wände mit Hilfe von Editor-Fenstern positioniert, die sich über Projekt>Neu>Senderset>Punkte und Projekt>Neu>Empfängerset>Punkte öffnen. Die Geometrie mit den für die Kalibrierungsberechnung platzierten Sendern und Empfängern ist in Abbildung 5 dargestellt.
Die Decke ist auf "unsichtbar" eingestellt, so dass die Wände und der Boden zu sehen sind. Für die Berechnungen geben wir vertikale lineare Dipolantennen, eine schmalbandige Wellenform mit einer Frequenz von 900 MHz und ein Untersuchungsgebiet an. Dies alles entspricht den Registerkarten oben im Hauptfenster von Wireless InSite, wie in Abbildung 6 dargestellt.
Abbildung 5
Abbildung 6
Der Untersuchungsbereich wird manuell so gezeichnet, dass er den gesamten Grundriss vollständig umschließt. Die Berechnung erfolgt mit dem 3D-Strahlenmodell mit 4 Wandtransmissionen, 2 Wandreflexionen und vollständiger Korrelation. Die Eigenschaften der anderen Berechnungsparameter sind alle über das Hauptfenster von Wireless InSite verfügbar, indem Sie die entsprechende Registerkarte auswählen und mit der rechten Maustaste auf das Element klicken.
Nachdem alle Dateien unter einem geeigneten Dateinamen gespeichert wurden, können wir die Kalibrierungsberechnungen über Projekt>Ausführen>Neu durchführen. Nach ein paar Sekunden ist dies abgeschlossen. Die Leistung am Empfänger erhält man, indem man in der Projekthierarchie nach unten klickt: "Untersuchungsgebiete und Output">"Point-to-Multipoint">"Transmitter#1-Receiver#1". Ein Rechtsklick auf diesen Eintrag und die Auswahl von "Eigenschaften" zeigt eine Empfangsleistung von -29,66 dBm. Da dies der 0-dB-Kalibrierungspunkt für die in der Arbeit angegebenen Ergebnisse ist und von Wireless InSite für eine Sendeleistung von 0 dBm (Standardeinstellung) ermittelt wurde, setzen wir für die weiteren Berechnungen die Sendeleistung auf +29,66 dBm (Rechtsklick auf den Sendereintrag im Hauptfenster und dann Klick auf "Eigenschaften"), so dass diese Kalibrierungsberechnung bei Wiederholung eine Empfangsleistung von 0 dBm ergeben würde. Die Strahlen, die sich bei der Kalibrierungsberechnung von der Sende- zur Empfangsantenne ausbreiten, sind in Abbildung 7 dargestellt.
Wir sind nun bereit, Berechnungen für die in Abbildung 1 gezeigten Sender- und Empfängerstandorte durchzuführen. Dazu löschen wir zunächst die für die Kalibrierung verwendeten Sender- und Empfängerstandorte und fügen dann einen neuen Senderstandort und ein Paar von Empfängerstrecken hinzu. Die Empfängerabstände und der Erfassungsbereich werden gegenüber den Standardwerten verkleinert, da die Entfernungen in diesem einfachen Beispiel so gering sind. Die Höhen werden über das Fenster "Kontrollpunkte bearbeiten" angepasst, das sich über das in Abbildung 8 dargestellte Fenster "Tx/Rx-Eigenschaften" öffnet.
Das Ergebnis ist in Abbildung 9 dargestellt.
Abbildung 7
Abbildung 8
Abbildung 9
In den Abbildungen 11 und 12 des Papiers sind die Messergebnisse für die Sendeantenne in einer Höhe von 1,3 m in Abbildung 11 und 1,96 m in Abbildung 12 dargestellt, wobei die Empfänger immer 1,3 m hoch sind. Die Messergebnisse für die Empfänger in Abschnitt A sind in den Abbildungen 11a und 12a des Dokuments dargestellt, die für die Empfänger in Abschnitt B in den Abbildungen 11b und 12b. Die gemessenen Ergebnisse wurden manuell aus den Abbildungen in der Abhandlung ausgelesen und in Textdateien geschrieben. Die Textdateien mit der gemessenen Empfangsleistung wurden in Wireless InSite importiert, um sie grafisch darzustellen.
Die Ergebnisse von Wireless InSite, die schnelles Fading einschließen (Beibehaltung aller" Phaseninformationen, die in den erweiterten Studienbereichseigenschaften eingestellt sind), werden in den Abbildungen 10-13 mit den Messergebnissen aus dem Papier verglichen.
Abbildung 10
Abbildung 11
Abbildung 12
Abbildung 13
Die Ergebnisse von Wireless InSite können die schnellen Überblendungen der Messungen nicht wiedergeben, da die Wandpositionen und -dicken in dem Papier nicht genau angegeben sind. Angesichts dessen ist die Übereinstimmung recht gut. Zum Vergleich ist in Abbildung 14 eine Wireless InSite-Berechnung im unkorrelierten Modus dargestellt, bei der die Phasen der verschiedenen Strahlen ignoriert werden.
Wie erwartet zeigt dieses Ergebnis die an der Empfangsantenne ankommende Leistung aller Strahlen ohne Berücksichtigung der Auslöschung durch die mit unterschiedlicher Phase ankommenden Strahlen und folgt den Spitzenwerten der Messungen. Die Strahlengänge für ein Sender-Empfänger-Paar sind in Abbildung 15 dargestellt.
Abbildung 14
Abbildung 15
Die in diesem Beispiel enthaltenen Abbildungen zeigen die Fähigkeit von Wireless InSite, alle für eine Funkausbreitungsberechnung erforderlichen Daten zu organisieren, zu steuern und anzuzeigen. Sie sagen nichts über die Berechnungsgeschwindigkeit von Wireless InSite aus. Im Yang et all paper werden Tabellen mit Computerzeiten für die verschiedenen Berechnungen angegeben. Die Computerzeiten betragen in der Regel eine Stunde oder länger, um die Ergebnisse für einen Sender und einen der Empfängerabschnitte zu erhalten.
