Evaluation von Pfadverlustmodellen für den Innenbereich sowie deren Eignung für gebäudespezifische Dämpfungsvorhersagen

In den letzten Jahren hat der Anteil eingebetteter drahtlos kommunizierender Geräte stark zugenommen. Durch Standards wie IEEE 802.15.4 bzw. ZigBee wurden 2003 erstmals einheitliche Richtlinien zur Kommunikation geschaffen. Ein grundlegendes Problem bei der Drahtloskommunikation bleibt das geteilte Medium. Dem Vorteil der bequemen Installation und flexiblen Nachrüstbarkeit steht bei drahtlosen Netzwerken stets der Nachteil der nicht vorhersehbaren Abdeckung entgegen. Eine Vorhersagbarkeit im Planungsprozess ist daher wünschenswert.

Es existieren diverse Modelle, um die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen beschreiben respektive vorhersagen zu können. Die meisten dieser Modelle wurden allerdings für den Außenbereich entwickelt und berücksichtigen den Einfluss von Vegetation und Terrain (ländlich) oder Gebäuden (urban). Für den Innenbereich existieren im Wesentlichen zwei Modelle, das Planungsmodell der ITU (empirisch) und das "Log-Normal Pathloss Model" (heuristisch). Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Wellenausbreitung für ein konkretes Gebäudeszenario numerisch (z. B. "Finite Integration Theorie"/FIT) oder mittels Ray-Tracing bzw. Ray-Launching zu bestimmen. Beide Verfahren, besonders FIT, liefern präzise Ergebnisse, haben allerdings einen großen Bedarf an Rechenzeit, der sie unflexibel macht.

Herr Volpini erhält die Aufgabe, zunächst im Rahmen einer Messkampagne einen Referenzdatensatz mit gebäudespezifischen Dämpfungsmesswerten anzulegen. Im Anschluss soll das genutzte Gebäude als Modell für die Verwendung mit dem Netzwerksimulator OMNeT++ umgesetzt werden, um einen Vergleich der Messwerte und der durch die existenten Ausbreitungsmodelle berechneten Dämpfungswerte zu ermöglichen. Die Ausbreitungsmodelle sind bezüglich ihrer Übereinstimmung mit den Messwerten zu vergleichen und hinsichtlich der Anforderungen an einzustellende Parameter sowie Rechenzeit zu bewerten. Abschließend soll eines der Modelle gewählt und angepasst bzw. erweitert werden, um eine größtmögliche Übereinstimmung mit dem Referenzdatensatz zu erzielen.