In diesem Beispiel werden die mit den städtischen Canyon- und 3D-Ausbreitungsmodellen von InSite erstellten Wegdämpfungsprognosen mit Messungen verglichen, die zwischen Dezember 1994 und Februar 1996 in Rosslyn, Virginia, von der Gruppe der AT&T Bell Laboratories durchgeführt wurden. Diese Messungen wurden an Tausenden von Stellen entlang der Straßen mit Sendern auf Straßenebene und auf Dächern durchgeführt. Viele der Messungen wurden in dem in Abbildung 1 dargestellten, etwa 500 Meter großen Gebiet von Rosslyn durchgeführt, in dem viele der Gebäude 10 Stockwerke oder mehr hoch sind. Dieser Teil von Rosslyn wird im Folgenden als "Hochhausgebiet" bezeichnet. Messungen wurden auch in dem in Abbildung 2 dargestellten Gebiet "Colonial Terrace" durchgeführt, das hauptsächlich aus drei- bis vierstöckigen Wohngebäuden besteht. In der letzten Runde wurden die Messungen in dem gemischten Wohn- und Gewerbegebiet südlich des Wilson Blvd. durchgeführt, das in Abbildung 3 dargestellt ist.
Abbildung 1: Draufsicht auf das Hochhaus von Rosslyn mit vielen der Senderstandorte.
Abbildung 2: Planansicht des Gebiets Colonial Terrace in Rosslyn mit Angabe der Gebäudestandorte, des Straßennamens und des Standorts des Senders 7.
Abbildung 3: Gebäudegeometrie für Rosslyn, Virginia.
Abb. 4: Pfadverlust entlang der 19th St./Nash St. für den Senderstandort 2B bei 900 MHz. Der Pfad beginnt in der Nähe des Standorts 2B und endet am Wilson Blvd.
Alle hier vorgestellten Vorhersagen waren völlig blind, d. h. die Vorhersagen wurden AT&T vorgelegt, bevor Remcom Zugang zu den gemessenen Streudämpfungsdaten hatte. Weitere Informationen darüber, wie die Messungen durchgeführt wurden, finden Sie in [1].
Die meisten der Senderstandorte sind in Abbildung 1 dargestellt. Darüber hinaus sind der Standort 7 in Abbildung 2 und die Standorte 11 und 12 in Abbildung 3 dargestellt. Bei allen Standorten auf Straßenebene, mit Ausnahme von Standort 4A, wurden die Sendeantennen von einem Turm in einer Höhe von 10 m über dem örtlichen Boden getragen. Für den Standort 4A betrug die Höhe 3 m. Für die Standorte auf den Dächern befanden sich die Richtfunkantennen auf den Gebäuden an den Standorten 5 und 6 in Abbildung 1. Diese Antennen befanden sich 2 m über den Gebäudedächern und etwa 3 m von der Dachkante entfernt. Die Antennenhöhe am Standort 5 betrug ca. 42 m über dem lokalen Boden, während sie am Standort 6 ca. 43 m über dem lokalen Boden lag. Wie in Abbildung 1 zu sehen ist, befinden sich die beiden letztgenannten Höhen über vielen der nahe gelegenen Gebäude, so dass die Ausbreitung über die Gebäude wichtig ist. Die Ausrichtung der Sendeantenne 5 war direkt nach Norden und 5 Grad nach unten von der Horizontalen. Die Messungen wurden mit der Antenne 6 in nordöstlicher, östlicher und südöstlicher Richtung durchgeführt, wobei die Antenne in allen Fällen um 5 Grad aus der Horizontalen nach unten geneigt war.
Die Messungen wurden bei 900 MHz und 1,9 GHz mit allen Antennen in vertikaler Polarisation durchgeführt. Bei den Dachsendern (5 und 6) waren die Strahlungsdiagramme stark gerichtet mit einer Halbwertsbreite von etwa 50 bzw. 30 für die 900- bzw. 1900-MHz-Antennen. Das Muster ist in der vorhergesagten Streuung enthalten, ebenso wie das vertikale Dipolmuster der Empfangsantenne (sin). Bei den Straßensendern wurden die vertikalen Antennendiagramme nicht berücksichtigt, und die horizontalen Diagramme waren omnidirektional. Die Empfangsantenne befand sich auf einem Lieferwagen, etwa 2,3 m über dem Boden.
Einige typische Vorhersageergebnisse unter Verwendung des Urban-Canyon-Modells für die Sendeantenne am Standort 2B bei 900 MHz sind in den Abbildungen 4-6 dargestellt. Abbildung 4 zeigt die Messungen und Vorhersagen für den Empfangswagen, der entlang der 19th St./Nash St. gefahren wird. Aus Abbildung 1 ist ersichtlich, dass die ersten 225 m dieses Weges ein LOS-Gebiet (Line-of-Sight) sind und der Rest durch Mehrfachreflexion/Beugung erreicht werden muss. Die Ergebnisse für Lynn St. und Moore St. sind in Abbildung 5 bzw. Abbildung 6 dargestellt. Beide Strecken enthalten einen LOS-Bereich von etwa 200 m bis 250 m, während der restliche Teil der Strecke durch Mehrfachreflexion/Beugung erreicht wird. Einige typische Stadtschluchten im Vergleich zu den Messungen für den Senderstandort 4B sind in Abbildung 7 und Abbildung 8 zu sehen. Ein Vergleich mit den Messungen für den Senderstandort 7 in der Gegend der Colonial Terrace ist in Abbildung 9 dargestellt.
Abbildung 5: Pfaddämpfung entlang der Lynn St. für den Senderstandort 2B bei 900 MHz. Der Pfad beginnt am Wilson Blvd. und endet am Lee Hwy.
Abbildung 6: Pfaddämpfung entlang der Moore St. für den Senderstandort 2B bei 900 MHz. Der Pfad beginnt am Wilson Blvd. und endet am Lee Hwy.
Abbildung 7: Pfaddämpfung entlang der Nash St./19th St. für den Senderstandort 4B bei 900 MHz. Der Pfad beginnt am Wilson Blvd. und endet in der Nähe des Standorts 2B.
Abbildung 8: Pfaddämpfung entlang der Kent St. für den Senderstandort 4B bei 900 MHz. Der Pfad beginnt am Wilson Blvd. und endet in der Nähe des Standorts 2B.
Abbildung 9: Streudämpfung entlang der 19th St./Colonial Terrace für den Senderstandort 7 bei 900 MHz. Der Pfad verläuft im Uhrzeigersinn und beginnt in der Nähe der Ode St. und endet in der 19th St.
Einige Vorhersagen, die mit dem vollständigen 3D-Ausbreitungsmodell im Hochhausbereich gemacht wurden, sind in Abbildung 10 und Abbildung 11 dargestellt.
Vergleiche des vorhergesagten mit dem gemessenen Pfadverlust für den Senderstandort 8 bei 900 MHz sind in Abbildung 12 und Abbildung 13 dargestellt. Die Übereinstimmung ist für die meisten Empfängerstandorte recht gut. Der Freiraum (1/r?2) Pfadverlust ist ebenfalls in diesen Diagrammen dargestellt. In diesen Abbildungen ist der starke Einfluss der Gebäude auf die Signalstärke zu erkennen. Es gibt beispielsweise viele Stellen, an denen die Signalstärke um drei Größenordnungen geringer ist als im freien Raum.
Abbildung 10: Pfaddämpfung entlang der Kent St. für den Senderstandort 6 bei 1,9 GHz. Der Pfad beginnt am Wilson Blvd. und endet in der Nähe des Senderstandorts 2B.
Abbildung 11: Pfaddämpfung entlang der Lynn St. für den Senderstandort 6 bei 1,9 GHz. Der Pfad beginnt am Wilson Blvd. und endet in der Nähe des Lee Hwy.
Abbildung 12: Pfadverlust entlang der 19th St./Nash St. für den Senderstandort 8 bei 900 MHz. Der Pfad beginnt in der Nähe des Wilson Blvd. und endet in der Nähe des Senderstandorts 2B.
Abbildung 13: Pfadverlust entlang der Moore St. für den Senderstandort 8 bei 900 MHz. Der Pfad beginnt in der Nähe des Lee Hwy. und endet am Wilson Blvd.
Referenzen
- S. C. Kim, B. J. Guarino, T. M. Willis, V. Erceg, S. J. Fortune, R. A. Valenzuela, L. W. Thomas, J. Ling und J. D. Moore, "Radio propagation measurements and prediction using three-dimensional ray tracing in urban environments at 908 MHz and 1.9 GHz," IEEE Trans. Veh. Technol., Bd. 48, S. 931-936, Mai 1999.
