„Entwicklung von Mess-und Berechnungsverfahren zur ... - BMU

Seite 25 von 77 zum Zwischenbericht "Literaturstudie Mess- und Berechnungsverfahren Mobilfunk"
durchgeführt werden. Dabei bleiben Inhomogenitäten senkrecht zum Grundriss (z.B. Inneneinrichtung)
unberücksichtigt [LAU 94, LAU 95].
2.3.2.2.4 Integralgleichungsmethode (Integral Equations, IE)
Diese Methode beginnt mit der Ableitung von Integralausdrücken für das elektrische und das
magnetische Feld aus den Maxwellschen Gleichungen unter Zuhilfenahme von Greenschen
Funktionen.
Es gibt eine Reihe von direkten und iterativen Algorithmen zur Lösung des entstehenden
Integralgleichungssystems. Am bekanntesten sind dabei die Momentenmethode (Method of
Moments, MoM), Galerkin Methode, Point Matching Methode und Boundary Element
Methode (BEM).
IE Methoden werden vorzugsweise für offene Probleme eingesetzt, d.h. wenn die Abstrahlung
in den Raum berücksichtigt werden soll.
2.3.2.3 Hybridmethoden
Bei solchen Modellen wird versucht zwei oder mehr Methoden zu kombinieren, um die
Nachteile der einen Methode durch die Vorteile einer anderen auszugleichen. So lässt sich
beispielsweise zuerst FDTD im Nahbereich (wenige Wellenlängen) um die Antenne einsetzen,
um ein effektives Strahlungsdiagramm unter Berücksichtigung der Montageumgebung zu
berechnen [KOI 97], und anschließend ein strahlenoptisches Modell anwenden, um die
"großen" Strecken bis zum Beobachtungsgebiet zu überbrücken, um schließlich wieder
mittels FDTD die kleinräumige Struktur im Beobachtungsgebiet (wenige Wellenlängen) zu
berechnen [BCP 00]. Die entstehenden Gleichungssysteme werden mittels geeigneter Kontinuitätsbedingungen
an den gemeinsamen Bereichsgrenzen verbunden.
In [BAS 02, AHS 01] werden 3 Methoden, FEM/BEM/UTD, kombiniert, um beliebig geformte,
inhomogene und elektrisch große Szenarien zu berechnen. Diese Methode wurde
vorgeschlagen, um die Feldstärken in der Nähe von Basisstationsantennen (bis zu etwa 10 m)
unter Berücksichtigung der tatsächlichen Installationsumgebung zu bestimmen.
Diese Verfahren sind zur Zeit noch nicht sehr fortgeschritten und es liegen keine Angaben
zum benötigten Rechenaufwand vor. Darüber hinaus gilt wie für jedes analytische Modell
auch hier, dass die Qualität des Berechnungsergebnisses stark von der Verfügbarkeit und
Qualität der benötigten detaillierten Umgebungsdaten abhängt.
2.3.3 Out-to-indoor Modelle
In der Nähe von Basisstationen sind vielfach auch die innerhalb von Gebäuden auftretenden
Feldstärken von Interesse. Sofern exakte Daten zur Innenraumarchitektur der Gebäude sowie
zu den Materialparametern von Wänden und Decken verfügbar sind, lassen sich hierfür im
Prinzip ebenfalls strahlenoptische Verfahren verwenden [ALE 82, AMC 89, CMN 85, LLL
94, SEI 91, YEK 91]. Aufgrund der Notwendigkeit, auch transmittierte Strahlen zu berück-