Wireless InSite RF-Ausbreitung im Freien - Lehrgangsreihe

Bei der Planung eines drahtlosen Netzwerks müssen HF-Ausbreitungsexperten die Kanaleigenschaften in komplexen, dichten Umgebungen verstehen. Effekte wie Mehrwegeffekte, Antennenpolarisation, konstruktive und destruktive Interferenzen und vieles mehr sind für eine erfolgreiche und optimale Netzwerkleistung unerlässlich. Darüber hinaus können Beamforming-Simulationen den Kanal durch Gewichtung der H-Matrix für MIMO-Systeme maximieren. In dieser Video-Tutorial-Serie gehen wir Schritt für Schritt durch eine HF-Ausbreitungsanalyse im Freien mit Wireless InSite MIMO.

Geometrie Import und Materialien:

Benutzer der Wireless InSite EM Propagation Software können viele Formate von 3D-CAD-Geometrie importieren, um eine Außenszene mit Gelände, Gebäuden und Blättern zu erstellen. Mehrere dieser Formate, wie GeoTiff und Shapefile, ermöglichen eine genaue Geolokalisierung der Geometrie.

Nach dem Import der Geometrieebenen können die Benutzer der Geometrie Materialeigenschaften, einschließlich Dielektrizitätskonstante, Leitfähigkeit und Dicke, aus einer vordefinierten Bibliothek zuweisen. Auch mehrschichtige Dielektrika, Monte-Carlo-Materialien und benutzerdefinierte Materialien mit Reflexions- und Transmissionskoeffizienten (basierend auf Messungen) können zugewiesen werden. Wireless InSite umfasst frequenzspezifische Varianten gängiger Baustoffeigenschaften wie Glas, Beton, Ziegel und mehrschichtige Trockenbauwände von 100 MHz bis 100 GHz.

Wellenformen, Antennen und Sender/Empfänger-Sets:

In diesem Szenario wird eine 28-GHz-Wellenform von einem 4x4-MIMO-Array mit benutzerdefinierten Antennenverstärkungsmustern für jedes der Elemente übertragen. Die sendende Basisstation befindet sich in der Nähe einer Gebäudeecke in 12 Metern Höhe über dem Gelände und wird so gedreht, dass sie nach außen über einen offenen Bereich der Szene zeigt. Ein Netz von Empfängern, die mit Halbwellendipolantennen konfiguriert sind, wird verwendet, um die Abdeckung der Basisstation in der Szene zu messen. Adjacent Path Generation (APG) wird als Laufzeitoptimierung auf dem Empfängerset verwendet, um die Dichte des Empfängernetzes während der Simulation zu reduzieren und dann die Ergebnisse auf nahegelegene Empfänger im voll aufgelösten Netz zu extrapolieren.

Studienbereiche, Kommunikationssysteme und Outputs:

Für die Ausbreitung im Freien wird der X3D GPU-fähige Raytracer von Wireless InSite verwendet. Dieser Raytracer unterstützt Frequenzen von 100 MHz bis 100 GHz und für LOS bis zu 1 THz. Die Benutzer haben die Möglichkeit, den Strahlenabstand, die Anzahl der Reflexionen, Übertragungen und Beugungen für jeden erzeugten Strahl anzugeben. Das Tool generiert Strahlenpfade mit der Shooting-and-Bounceing-Strahlentechnik (100% deterministischer Ansatz) auf der Grundlage der Kartendaten im Projekt. Die erzeugten Strahlen werden mit dem Algorithmus zur exakten Pfadberechnung korrigiert, um sicherzustellen, dass sie das Zentrum des Rx-Punkts treffen und Leistung und Phase genau erfasst werden. Die Benutzer erhalten die Kerndaten des Strahlengangs, die auch die Auswirkungen von Phasenänderungen durch die Umgebung und die Antennenpolarisation berücksichtigen. In diesem Szenario wird das Weissberger-Modell zur Berechnung der Laubdämpfung verwendet.

Mit dem in Wireless InSite integrierten Tool zur Analyse von Kommunikationssystemen können Benutzer BER-, Durchsatz- und Kapazitätsberechnungen an den Kernausgängen durchführen, um RSSI oder die Auswirkungen von Interferenzen zwischen Sendern auf die Gesamtabdeckung zu ermitteln. Diese Ausgaben sind für WiFi, LTE, 5G NR und benutzerdefinierte Protokolle verfügbar. 

Für MIMO-Systeme stehen neben SVD auch Strahlformungstechniken einschließlich benutzerdefinierter gewichteter Tabellen zur Verfügung, um Gewichtungsfaktoren auf die erzeugte Kanalmatrix (H-Matrix) anzuwenden. Für die UE-Seite sind Kombinationstechniken wie Selection Combining und MRC verfügbar.