Διερεύνηση της ακρίβειας εξομοίωσης ασύρματου καναλιού με τεχνικές Ray Tracing για εξωτερικά περιβάλλοντα

Abstract

Ο στόχος της μεταπτυχιακής διατριβής είναι να διερευνηθεί η ανακρίβεια στην εξομοίωση του ασύρματου καναλιού σε εξωτερικά περιβάλλοντα που προέρχεται είτε από την αβεβαιότητα στην ακρίβεια παραγόντων που σχετίζονται με τις κεραίες, είτε από τους μηχανισμούς διάδοσης του σήματος ή από τη γεωμετρία και μορφολογία του περιβάλλοντος. Ερευνάται ποιοι παράγοντες παίζουν ρόλο στην ακρίβεια των ντετερμινιστικών μοντέλων, ποια είναι η μέγιστη αβεβαιότητα που μπορεί να έχει κάθε παράγοντας και το είδος και ο αριθμός των μηχανισμών διάδοσης που λαμβάνονται υπόψη σε εξωτερικά περιβάλλοντα. Ένα βασικό ερώτημα είναι και το πόσο μεγάλη είναι η διαφορά μεταξύ των αποτελεσμάτων των ντετερμινιστικών μοντέλων σε σύγκριση με ένα εμπειρικό μοντέλο και το αν συνιστάται η χρήση των εμπειρικών μοντέλων χωρίς μεγάλες αποκλίσεις για μείωση του χρόνου εξομοίωσης. Δημιουργήθηκαν 3 διαφορετικά περιβάλλοντα, ένα αγροτικό, ένα αστικό και ένα πυκνό αστικό, στα οποία τίθενται οι ίδιες παράμετροι. Πραγματοποιείται εξομοίωση για το καθένα απ’ αυτά και τα αποτελέσματα που προκύπτουν θεωρούνται τα σημεία αναφοράς. Οποιαδήποτε πειραματική εξομοίωση εκτελεστεί αργότερα με την αλλαγή κάποιας παραμέτρου στο περιβάλλον, θα συγκρίνεται με τα σημεία αναφοράς. Έτσι, θα παρατηρείται αν επηρεάζεται η διάδοση του σήματος στο ασύρματο κανάλι. Συγκρίνονται τα αποτελέσματα για τη λαμβανόμενη ισχύ των κελιών του περιβάλλοντος μετά από την αλλαγή κάποιας παραμέτρου σε σχέση με τα αρχικά σενάρια αναφοράς. Για να βρεθεί η συσχέτιση στα αποτελέσματα με τη μέθοδο ray tracing και στα αποτελέσματα που δίνει το εμπειρικό μοντέλο, υπολογίζεται η απώλεια διάδοσης με το εμπειρικό μοντέλο και υπολογίζεται ξανά η απώλεια με χρήση των αποτελεσμάτων των εξομοιώσεων. Μετά εξετάζεται αν η απώλεια από το εμπειρικό μοντέλο είναι κοντά σ’ αυτή που δίνει η μέθοδος ray tracing. Τα συμπεράσματα είναι: οι επιτρεπόμενες ανακλάσεις στις εξομοιώσεις πρέπει να είναι 2 για το αγροτικό και το αστικό περιβάλλον και 3 για το πυκνό αστικό, επιτρέπεται 1 διάθλαση στις εξομοιώσεις ώστε να θεωρούνται ακριβείς, λαμβάνονται υπόψη 2 περιθλάσεις, οι εσωτερικές ανακλάσεις δεν παίζουν ρόλο στη διάδοση, η ισχύς εκπομπής επηρεάζει τη διάδοση όσο κι αν αλλάξει, η ευαισθησία του δέκτη δεν επηρεάζει την ακρίβεια της εξομοίωσης, η συχνότητα εκπομπής του σήματος παίζει ρόλο στη διάδοση όσο κι αν αλλάξει, όπως και η μεταβολή του ύψους του πομπού, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη το είδος της κυψέλης, η πόλωση των κεραιών πρέπει να είναι η ίδια με το πραγματικό περιβάλλον και μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα εμπειρικά μοντέλα χωρίς μεγάλες αποκλίσεις για να μειωθεί ο χρόνος εξομοίωσης μόνο όταν το εμπειρικό μοντέλο είναι φτιαγμένο συγκεκριμένα για το περιβάλλον που θα μελετηθεί.