レイトレース法を活用したフェージングシミュレーション
解析条件
解析モデル
- 解析モデルは、図１に示す500×500mの典型的な都市環境を対象とする。
- 紫の■が送信点(Tx)を表す。
- 送信点(Tx)アンテナは図の左方向に指向している。
- ユーザ端末(UE)が、赤点線に沿って、送信点に近づく移動を想定する。
| 項目 | 値 |
|---|---|
| 周波数 | 28.3 GHz |
| 最大反射回数 | 3 |
| 最大回折回数 | 1 |
| Txアンテナ | 指向性アンテナ(8 [dBi]) (3GPP TR38.901モデル) |
| Rxアンテナ | Isotropic(0 [dBi]) |
| UE移動速度 | 1[m/sec.] |
| レイトレース法の計算点 | 2m間隔に配置 |
解析結果
- フェージングシミュレーション結果について、考察する。
- 従来使われてきたGSCMとも比較する。
フェージングシミュレーション結果
- 全体を通して、送信点に近づくほど、受信レベルが大きくなる傾向が見られる。
- フェージングは時刻によって変動するため、レイトレース法の計算結果よりも大きくなる時刻と小さくなる時刻が存在する。
- フェージング計算は、試行(乱数シード)ごとにランダムに変化する。
- グラフ全体の傾向は変わらないものの、各時刻で異なるフェージング環境をシミュレーション可能である。
GSCMとの比較
- 従来のGSCM(QuaDRiGa)[3]では試行間で、受信レベルが大幅に変動する。
- この傾向は、GSCMはレイトレース法と異なり、その環境の建物等の影響を考慮してないために生じる。
- 特定の環境で、複数回のシミュレーションから統計評価を行う場合、レイトレース法を用いたフェージングシミュレーションの方が、検証したい建物環境での変動を適切に考慮できると考えられる。
まとめ
- レイトレース法を活用したフェージングシミュレーションは、特定環境の建物等を考慮した通信品質を統計的に予測する場合に、効果的なことが分かった。
- フェージングシミュレーションには、Fading Tool for Wireless InSiteを使用した。
- レイトレース法による電波伝搬シミュレーションには、3次元電波伝搬シミュレータWireless InSiteを用いた。
参考文献
- [1] 3rd Generation Partnership Project(3GPP)Technical Report(TR) 38.901 v17.0.0 (2022)“Study on channel model for frequencies from 0.5 to 100 GHz”
- [2] 山倉裕和，江森洋都，関 幸一，吉敷由起子，“3GPP map-based hybrid channel modelフェージングシミュレータの開発, “信学技報, vol. 122, no. 399, RCS2022-282, pp. 190-195, March 2023.
- [3] F. Burkhardt, S. Jaeckel, E. Eberlein and R. Prieto-Cerdeira, “QuaDRiGa: A MIMO channel model for land mobile satellite,” The 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2014), 2014, pp. 1274-1278, doi: 10.1109/EuCAP.2014.6902008.
