بهبود کارایی محاسباتی پس‌پردازش فرکانسی در مدل‌سازی انتشار فرا‌پهن‌باند با استفاده از توابع درون یاب چند‌جمله‌ای

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شریف

2 صنعتی شریف

3 دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

یکی از عمده‌ترین چالش‌های مدل‌سازی معین انتشار فرا‌پهن­باند در محیط داخل ساختمان، هزینۀ محاسباتی سنگین مسئله می‌باشد. در حقیقت پهنای باند بزرگ در مسئله مدل‌سازی انتشار فراپهن باند باعث وابستگی فرکانسی قابل ملاحظه‌ای در سازوکار‌های انتشاری و الگوی تابشی آنتن‌ها می‌شود که باید به­صورت دقیقی درنظر گرفته شوند. در این پژوهش با هدف بالابردن کارایی محاسباتی مدل‌سازی انتشار فراپهن­‌باند معین داخل ساختمان از توابع درون­یاب چندجمله‌ای نیوتن در روش ره­گیری پرتو استفاده خواهد شد. بنابراین می‌توان تعداد فرکانس‌هایی که باید محاسبات در آن‌ها انجام شود را تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش داد و با استفاده از توابع درون­یاب مناسب حجم زیادی از محاسبات سنگین مرحلۀ پس‌پردازش که باید انجام شود بدون کم­شدن دقت نتایج کاهش می‌یابد. بنابراین همان­طور که در قسمت نتایج عددی نشان داده شده ‌است با استفاده از روش معرفی­شده در این پژوهش کارایی محاسباتی نسبت به روش مرجع بهبود هفت برابری داشته ‌است.

کلیدواژه‌ها


[1]     S. K. Yong and C.-C. Chong, "An overview of multigigabit wireless through millimeter wave technology: potentials and technical challenges," EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, no. 1(2006), pp.078907, 2007.##

[2]     M. Boozari and A. Shishegar, "Indoor ultrawideband propagation modelling using Chebyshev interpolation in 60 GHz band based on ray tracing technique."  in Millimeter-Wave and Terahertz Technologies (MMWATT), 2014 third conference on, pp. 1-4, 2014.##                    

[3]     G. L. Turin, F. D. Clapp, T. L. Johnston, S. B. Fine, and D. Lavry, "A statistical model of urban multipath propagation," Vehicular Technology, IEEE Transactions on, vol. 21, pp. 1-9, 1972.##

[4]     H. Xu, V. Kukshya, and T. S. Rappaport, "Spatial and temporal characteristics of 60-GHz indoor channels," Selected Areas in Communications, IEEE Journal on, vol. 20, pp. 620-630, 2002.##

[5]     S. Y. Seidel and T. S. Rappaport, "Site-specific propagation prediction for wireless in-building personal communication system design," Vehicular Technology, IEEE Transactions on, vol. 43, pp. 879-891, 1994.##

[6]     S.-H. Chen and S.-K. Jeng, "An SBR/image approach for radio wave propagation in indoor environments with metallic furniture," Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol. 45, pp. 98-106, 1997.##

[7]     E. J. Rothwell, "Efficient computation of the time-domain TM plane-wave reflection coefficient," IEEE transactions on antennas and propagation, vol. 53, pp. 3417-3419, 2005.##

[8]     F. Saez de Adana, O. Gutiérrez, M. Navarro, and A. Mohan, "Efficient time-domain ray-tracing technique for the analysis of ultra-wideband indoor environments including lossy materials and multiple effects," International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2009, 2010.##

[9]     R. Hoppe, P. Wertz, G. Wolfle, and F. M. Landstorfer, "Wideband propagation modelling for indoor environments and for radio transmission into buildings," in Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2000. PIMRC 2000. The 11th IEEE International Symposium on, pp. 282-286, 2000.##

[10]  G. G. Raju, Dielectrics in electric fields vol. 19: CRC press, 2003.##

[11]  G. Tiberi, S. Bertini, W. Q. Malik, A. Monorchio, D. J. Edwards, and G. Manara, "Analysis of Realistic Ultrawideband Indoor Communication Channels by Using an Efficient Ray-Tracing Based Method,"  Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol. 57, pp. 777-785, 2009.##

[12]  G. Tiberi, S. Bertini, A. Monorchio, F. Giannetti, and G. Manara, "Computationally efficient ray-tracing technique for modelling ultrawideband indoor propagation channels," Microwaves, Antennas & Propagation, IET, vol. 3, pp. 395-401, 2009.##

[13]  V. Mohtashami and A. Shishegar, "Efficient ultrawideband propagation modelling by using the cubic B-spline function in ray tracing calculations," IET microwaves, antennas & propagation, vol. 6, pp. 1347-1358, 2012.##

[14]  Å. Björck and G. Dahlquist, Numerical methods in scientific computing: Society for Industrial and Applied Mathematics, 2008.##

[15]  C. A. Balanis, Advanced engineering electromagnetics vol. 20: Wiley New York, 1989.##

[16]  A. Muqaibel, A. Safaai-Jazi, A. Bayram, A. Attiya, and S. Riad, "Ultrawideband through-the-wall propagation," IEE Proceedings-Microwaves, Antennas and Propagation, vol. 152, pp. 581-588, 2005.##