2019 Fiscal Year Research-status Report
3D Environment Modeling for IoT Wireless Network Planning
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19K04369
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
齋藤 健太郎 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (40756665)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 潤一 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (90222083)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 無線ネットワーク / 電波伝搬 / 伝搬シミュレーション / 物理光学近似 / 散乱特性 / ポイントクラウド / ミリ波帯伝搬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は，レーザスキャナによる周辺環境の3次元モデリングと，取得した点群データを用いた電波伝搬シミュレーション技術の研究を行った．本研究では，家具等の複雑な形状を持つ構造物による電波の散乱特性を予測するため，物理光学近似に基づく電波伝搬シミュレーション手法の検討を行った．レーザスキャナにより取得されるポイントクラウドデータには数mm程度の計測誤差があるため，構造物の正確な表面プロファイルを取得するためには，ポイントデータの空間平均処理等を行い，計測誤差を抑える必要がある．本研究では，上記の処理により得られた平滑化されたポイントクラウドデータに対し，物理光学近似に基づく電波伝搬シミュレーションを適用した．
上記のシミュレーション結果の精度評価のため，32GHzの周波数帯で仮想アレー方式に基づくチャネルサウンダを構築した．屋内環境において，開発したチャネルサウンダを用いて，黒板・ウィンドウブライド等の様々な表面形状を持つ構造物による電波の散乱角度特性を計測した．ウィンドウブライド等の周期的な表面形状を持つ構造物では，ブラッグ散乱等の無線周波数帯により異なる散乱特性を有するが，提案するシミュレーション手法による予測結果と比較を行い，十分な精度で電波の散乱角度特性が得られている事を確認した．電波の到来角度特性まで含んだ詳細な伝搬特性をポイントクラウドデータから予測する手法を確立した事の学術的意義は大きく，無線ネットワークの自動構築技術への適用が期待できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度はレーザスキャナとチャネルサウンダによる周辺環境の同時計測を行うためのシステム構築を行い，計画通り実験を行う事ができた．提案する伝搬シミュレーション手法では当初期待以上の推定精度が得られており，欧州科学技術研究協力機構(COST)への寄書を行っており，成果の展開も概ね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，本年度に開発した計測システムを用い屋内・屋外の様々な環境で計測実験を行ってゆく予定である．電波の反射・散乱特性は散乱物の表面形状に加えて，散乱物の誘電率・導電率等の材料特性パラメータにも依存するが，本研究で検討している物理光学近似を用いたシミュレーション結果とチャネルサウンディングの結果を比較する事で，これらのパラメータを推定する手法を確立する予定である．
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| Causes of Carryover |
本年度購入予定であった計測器に関して，別プロジェクトで購入した機材を利用する事ができたため．また，コロナウィルスの流行に伴い出張が取りやめになったため．
本差額は次年度の伝搬実験及び学会出張旅費として使用予定である．
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