Šíření vln v zástavbě - modely pro plánování mobilních rádiových systémů

S příchodem mobilních komunikačních systémů vznikla v rámci oboru šíření elektromagnetických vln speciální problematika: šíření vln v zástavbě, tzn. vně i uvnitř budov v městském prostředí. S bouřlivým rozvojem rádiových komunikací vedle sebe existuje stále větší množství rádiových sítí s různými typy použitých technologií i poskytovaných služeb. Zatímco plánováním veřejných mobilních systémů např. NMT, GSM či UTMS v licencovaných frekvenčních pásmech se zabývá úzká skupinka specializovaných plánovačů jednotlivých mobilních operátorů s plošnou celostátní působností, u dalších systémů typu bezšňůrových telefonů DECT a bezdrátových sítí WLAN se zodpovědnost vhodné implementace a plánování přesouvá na v podstatě koncové uživatele. To platí především pro posledně jmenované sítě WLAN, a to ať již se jedná o větší sítě pro celé městské části, administrativní budovy, či jen malou síť pro potřeby pouze jediné kanceláře. V dnešní době je potřeba vhodného plánování rozmístění základnových stanic (přístupových bodů), volby antén, parametrů pokrytí apod. zvláště naléhavá, jelikož živelná a překotná instalace velkého počtu rádiových sítí ve volném, nelicencovaném frekvenčním pásmu přináší velké problémy z hlediska vzájemných rušení. Cílem této monografie je poskytnout pro tyto účely přehledným a praktickým způsobem vhodné výpočetní nástroje. Pro potřeby implementace rádiové buňkové sítě v dané lokalitě, tzn. plánování pokrytí, rozmístění základnových stanic, určení interferencí atd., jsou zde popsány konkrétní modely šíření vlny (signálu) k predikci prostorového rozložení úrovně signálu.Počátek knihy přináší stručný úvod do problematiky šíření elektromagnetických vln v městské zástavbě. Neklade si za cíl hlubší teoretický rozbor šíření vln obecně či diskusi, k dalšímu studiu je k dispozici seznam literatury. Dále následuje popis jednotlivých modelů. Výběr byl proveden s ohledem na možnosti uplatnění, tj. přednost získaly modely vhodné pro rychlé plánování menších sítí (např. WLAN) uvnitř budov či malých městských buňkách. Jsou zde však zastoupeny i klasické modely šíření v makrobuňkách použitelné i pro velké systémy typu veřejných mobilních sítí. Důraz byl kladen na praktický popis použití jednotlivých modelů. Zájemcům o hlubší teoretické rozbory jednotlivých modelů včetně jejich odvození jsou vždy k dispozici odkazy na použitou literaturu. Pro rychlou volbu vhodného modelu ke konkrétní úloze lze využít podrobné přehledové tabulky. Většině modelů byl ponechán anglický název, pod kterým jsou ve světě rozšířeny.Výběr modelů a některé jejich modifikace, parametry a způsoby implementace vycházejí ze zkušeností a vědeckovýzkumné činnosti autora a jeho kolegů na katedře elektromagnetického pole ČVUT FEL v Praze.Stručný obsah 1. Úvod 2. Šíření vln v zástavbě pro mobilní buňkové systémy 3. Základní empirický model 1/dn 4. One-Slope Model 5. Model ITU-R P.1238 6. Multi-Wall Model 7. Dual-Slope Model 8. Model ITU-R P.1411 pro mikrobuňky 9. Bergův rekurzivní model 10. Hatův model 11. Lee Model 12. Walfish-Ikegami Model 13. Optické modely 14. COST231 modely penetrace signálu do budov 15. Závěr 16. Použitá literatura