Priebe, Sebastian;Kannicht, Marius;Jacob, Martin;Kurner, Thomas
Journal of Communications and Networks
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제15권6호
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pp.547-558
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2013
Ultra broadband communication systems operated at THz frequencies will require the thorough knowledge of the propagation channel. Therefore, an extensive measurement campaign of 50 GHz wide indoor radio channels is presented for the frequencies between 275 and 325 GHz. Individual ray paths are resolved spatially according to angle of arrival and departure. A MIMO channel is recorded in a $2{\times}2$ configuration. An advanced frequency domain ray tracing approach is used to deterministically simulate the THz indoor propagation channel. The ray tracing results are validated with the measurement data. Moreover, the measurements are utilized for the calibration of the ray tracing algorithm. Resulting ray tracing accuracies are discussed.
본 논문에서는 ISM 대역에서의 실내 무선 랜 서비스를 위한 실내 전파 모델을 제시하였다. 실내의 벽과 바닥, 천장에 의해 발생하는 다중경로에 의한 전파의 감쇄 현상은 3차원 광선추적법을 이용하였으며, 실내 집기에 의한 산란현상은 패치산란모델을 적용하였다. 실내 전파 모델의 입력파라미터로는 실내 환경 파라미터와 안테나의 종류 및 편파를 고려했으며, 그 결과로 페이딩 특성과 시간지연확산을 도출하였다. 모델링의 정확성을 검증하기 위해 좁은 실내 공간과 넓은 실내 공간으로 나누어서 각각 페이딩 특성과 시간지연확산을 측정하였고 시뮬레이션 결과와 비교하여 유사함을 확인하였다. 이러한 결과를 통해서 본 논문에서 제시한 실내 전파 모델의 유효성을 확인하였다.
본 논문에서는 3D 광선추적법에 기반한 전파 예측 모델을 이용하여 MIMO 채널 특성을 해석적으로 분석하는 방법을 제시한다. 경로들의 위상차를 고려하여 채널간 discrete spatial correlation을 계산하고 이를 이용하여 젠센 부등식을 이용해 평균 MIMO채널 용량의 최대치를 추정한다. 본 해석 모델은 측정을 통한 통계적 접근이나 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통한 확률적 접근을 하지 않는 결정적인 모델이므로 시간과 비용측면에서 큰 효율을 가진다. 또한 전파 이론에 기초한 방법이므로 채널 용량에 영향을 미칠 수 있는 안테나 패턴이나 편파, 상호간섭, 안테나 구조 등의 파라미터를 정량적으로 분석 할 수 있는 장점이 있다. 본 모델은 MIMO 시스템에 적합한 안테나 구조 등의 개발에 이용될 수 있을 것이다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제1권1호
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pp.30-36
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2001
Whereas it is well known that microwave propagation around corners of urban area is estimated well by the uniform geometrical theory of diffraction (UTD), it is not clear how much depolarization occurs at a given receiver position and how much transmission through walls affects to total path loss. This paper presents the results of the ray tracing simulation to answer these questions. Simulations of microwave propagation around corners were performed for various line-of-sight (LOS) and out-of-sight(OOS) positions of a receiver, by summing the electrical fields of reflected, diffracted and transmitted rays coherently. Since height difference between transmitter and receiver, as well as ground plane, causes depolarization, the ray tracing simulation estimates the cross-polarization coupling. It was found that the cross-polarization coupling decreases as receiver moves away from transmitter. Another part of the study focused on the signal transmitted through building walls of the corner. It was found that the transmitted field is dominant at OOS region when the conductivity of the walls is low (for example, lower than 0.0l S/m). The simulation results of the ray tracing technique in this study agreed well with an experimental measurement around corners.
We present a novel method to implement time-delayed propagation of radiation fields in cosmological radiative transfer simulations. Time-delayed propagation of radiation fields requires construction of retarded-time fields by tracking the location and lifetime of radiation sources along the corresponding light-cones. Cosmological radiative transfer simulations have, until now, ignored this "light-cone effect" or implemented ray-tracing methods that are computationally demanding. We show that radiative transfer calculation of the time-delayed fields can be easily achieved in numerical simulations when periodic boundary conditions are used, by calculating the time-discretized retarded-time Green's function using the Fast Fourier Transform (FFT) method and convolving it with the source distribution. We also present a direct application of this method to the long-range radiation field of Lyman-Werner band photons, which is important in the high-redshift astrophysics with first stars.
본 논문에서는 도심과 같이 전기적으로 큰 환경에서 광선 추적법의 광선 추적을 통한 트리 구성 및 부트리 사용에 있어서 부트리 재사용을 통한 트리 생성 효율을 높이기 위해 신호원 독립 부트리 방법을 제안하였다. 신호원 독립 부트리 방법의 적용 결과, 피코셀 및 마이크로셀에서의 노드 개수가 트리 깊이 6에서 100배 감소하는 것을 확인하였으며, 노드 재사용 효율 분석을 통해 송신 위치가 변해도 전체 노드 중 88~98 %가 재사용되는 것을 확인하였다. 그러므로 제안된 신호원 독립 부트리 적용을 통해 광선 추적법 성능 개선은 물론 다중 안테나 또는 기지국 최적화와 같은 다중 송신기 사용 시 노드 재사용으로 인한 성능 개선에 유용하다.
본 논문에서는 동해에서의 가상해저지진에 의한 지진해일의 예단적 특성에 대해 논하였는데 재해를 유발시킬 수 있는 지진해일의 근원역은 공백역이론으로부터 선택되었다. 선형장파이론에 근거한 수치모형과 구면좌표계상의 파향선방정식에 근거한 파향선추적산정모형을 채택하여 28개의 선정된 가상지진(4 경우 실제지진 포함)에 의한 지진해일 전파를 산정하는 데 적용되었다. 결과로서 동해안에 전파되는 지진해일 특성과 동해안의 해안역위치에서의 지진해일 분포가 산정되어 지진해일 재해위험도가 상대적으로 낮은 지리적 위치를 구획화하였다.
본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 다중 안테나 시스템의 링크레벨 성능 분석을 위하여 실제 전파 환경과 유사한 특성을 갖는 Ray-tracing 방식 채널의 하나인 SCM(Spatial Channel Model) 채널을 구현한다. 3GPP & 3GPP2 Spatial Channel AHG(Ad-hoc Group)에서 시스템레벨 성능 비교용으로 제안한 SCM 채널을 링크레벨 성능의 비교 분석을 위하여, 본 논문에서는 시스템레벨 채널에 대한 채널 계수 및 파라메터들을 링크레벨 성능 비교용으로 변환하여 구현한다. 모의실험을 통하여 구현한 SCM 채널의 특성을 검증하고, 이를 이용하여 기존의 OFDM 기반 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 적용 시스템 및 스마트 안테나 적용 시스템에서의 실제적인 링크레벨 성능을 분석하고, 정확한 비교 검증을 위하여 SCM 채널과 동일한 파라메터를 적용한 I-METRA 채널 및 독립 채널 상황에서의 링크 레벨 성능을 함께 비교 분석한다. MIMO 및 스마트 안테나 적용 시스템에 대하여 여러 채널 환경에서 채널 상관도에 따른 링크레벨 성능을 분석함으로써, 채널 상관도의 영향에 따라 주어진 환경에 적합한 다중 안테나 시스템을 제안한다.
본 논문에서는 선추적법과 전달측정을 통하여, 지면반사파가 우세한 도로 개방환경에서 1, 3, 6 GHz의 전파 감쇄 특성을 분석하였다. 바닥면의 재질과 송신 안테나 높이와 수신안테나의 높이를 변화시키면서 특성을 관찰하였다. 실제 측정은 개방환경에서 10미터 높이에 설치한 지향성 송신 안테나와 1.5미터 높이에 설치한 전방향성 수신 안테나로 수행하였다. 모의실험과 측정 결과의 비교를 통하여 수신기의 최대 감쇄가 발생하는 지점의 변화 현상을 분석하였다. 비롯 넓은 도로 환경의 결과이지만, 본 연구의 결과는 향후 도로 개방환경에서 송신기와 수신기를 배치할 때 원활한 통신을 위하여 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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