室内無線通信環境における簡易3次元電波伝搬解析手法の提案およびその応用

室内无线通信环境中简单的三维电波传播分析方法的提出及其应用

• 批准号: 16760294
• 负责人: 佐藤 亮一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760294/
• 关键词: 室内伝搬; 簡易3次元解析; 光線追跡法; SBR法; レイランチング法; 内部多重散乱; 複素屈折角; 電磁波伝搬シミュレーション; FDTD法; 木構造; 節番号

1.レイランチング法を基とした高速室内伝搬解析手法の改良光線追跡法(レイランチング法)を基とした室内伝搬解析手法のさらなる高速化,高効率化を実現した.昨年度に開発した解析手法において,電磁波強度計算後の可視化の際における2つの問題:1)遠方でのピクセル抜け,2)ダブルカウントの2つの問題をより効率的に解決するために,伝搬方向の微小光路長をアダプティブに変化させるアルゴリズムを適用した.その結果,これまでのレイランチング法と比較して1/8程度まで(FDTD法と比べて1/80程度まで)計算時間の短縮が可能となった.2.室内壁の内部多重散乱効果による補正1.で開発した高速室内伝搬手法の応用例として,室内モデルに対してMIMO解析を行った.その結果,送受信点が異なる部屋にある場合,すなわち壁を透過する波が伝搬チャネル行列に含まれる場合,壁からの反射波のみならず,透過波の寄与もMIMO容量にかなり影響を与えることがわかった.特に壁の損失がほとんどない場合,壁内部の多重反射波の有無によってもMIMO容量が変化することを確認した.そこで次に,1.のレイランチング法を基とした解析手法に,Collective Ray Approachにより求めた補正項を含めるとにより,壁内部の多重反射波の寄与も近似的に解析できるように改良した.3.損失をもつ室内壁を透過する場合の適切なレイランチング・アルゴリズムの提案2.とは逆に,壁に損失がある場合,壁内部への屈折角は理論上複素数となる.しかしながら,レイランチング法では,この屈折角を実数の屈折角で計算しなければならず,損失の大きな場合に誤差原因となっていた.そこで,本研究では,壁内部で複素屈折角を用いた場合と同等の精度を保障する実数の屈折角を導出し,レイランチング・アルゴリズムに組込むことにより,レイランチング伝搬解析手法の精度向上を実現した.

1. 基于射线发射法的改进的高速室内传播分析方法 我们在基于射线追踪法（射线发射法）的室内传播分析方法中实现了进一步的加速和效率。在去年开发的一种分析方法中，电磁波强度计算后的可视化存在两个问题：1）远处的像素。为了更有效地解决光线缺失和2）重复计算两个问题，我们应用了自适应改变传播方向上微小光程长度的算法。因此，与传统的光线发射方法相比，计算时间缩短了可以减少到约1/8（与FDTD方法相比约1/80）。 2. 由于室内墙壁内部多重散射效应引起的校正作为1.中开发的高速室内传播方法的应用示例，我们对室内模型进行了MIMO分析。因此，我们对室内模型进行了MIMO分析在某些情况下，即当穿过墙壁传播的波包含在传播通道矩阵中时，从墙壁反射的波为 。此外，我们发现发射波的贡献对 MIMO 容量有相当大的影响。特别是，当几乎没有墙体损耗时，我们确认 MIMO 容量会根据墙内是否存在多个反射波而变化。因此，我们接下来应用基于1中射线发射方法的分析方法。射线通过包含由 Approach 确定的校正项，我们提高了近似分析墙壁内多个反射波的贡献的能力。 3. 提出了一种适当的射线发射算法，用于通过有损室内墙壁传输。相反，如果有损耗。理论上，进入墙壁的折射角是一个复数，但是光线。在折射法中，必须将这个折射角计算为真实折射角，当损耗较大时会产生误差。通过推导保证射线发射精度的真实折射角，并将其纳入射线发射算法中。提高了射线发射传播分析方法的准确性。

项目成果

Polarimetric Scattering Analysis for a Finite Dihedral Corner Reflector

• DOI: 10.1093/ietcom/e89-b.1.191
• 发表时间: 2006
• 期刊: IEICE Trans. Commun.
• 作者: K. Hayashi;R. Sato;Y. Yamaguchi;Hiroyoshi Yamada

斜め方向から見た誘電体2面コーナリフレクタからの散乱特性

从倾斜方向观察电介质两侧角反射器的散射特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: 電子情報通信学会 信学技報 AP2004-98 Vol.104,No.203
• 作者: 林圭;佐藤亮一;山口芳雄;山田寛喜
• 通讯作者: 山田寛喜