การจำลองการแพร่กระจายคลื่นวิทยุ สำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่ในเขตเมือง

Abstract

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมามีงานวิจัยเกี่ยวกับ แบบจำลองการแพร่กระจายคลื่นที่ใช้กรรมวิธีเชิงรังสี ได้รับการตีพิมพ์เป็นจำนวนมาก เนื่องจากความยืดหยุ่นของกรรมวิธี และความสามารถในการประยุกต์ใช้ได้กับสภาพแวดล้อมของเมืองที่แตกต่างกัน อีกทั้งแบบจำลองประเภทนี้มีความแม่นยำสูงกว่าแบบจำลองเชิงประจักษ์ ที่นิยมใช้อยู่ในปัจจุบัน สำหรับแบบจำลองการแพ่กระจายคลี่นวิทยุ ที่นิยมใช้ในกิจการสื่อสารเคลื่อนที่ของกรุงเทพมหานคร เป็นแบบจำลองเชิงประจักษ์ที่อาศัยการปรับเทียบ กับผลการวัดการแพร่กระจายจริง ทำให้สิ้นเปลืองทรัพยากรมากทั้งด้านบุคลากร อุปกรณ์ เงินและเวลาที่ต้องใช้ไปและเป็นสาเหตุหนึ่ง ที่ทำให้แบบจำลองเชิงประจักษ์ไม่มีความยืดหยุ่น และอาจไม่เหมาะกับสภาพแวดล้อมของกรุงเทพมหานครที่มีการเปลี่ยนแปลงบ่อย วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้แบบจำลองเชิงรังสี ในเขตเมืองของกรุงเทพมหานคร เพื่อทำนายความเข้มสนามไฟฟ้า โดยการจำลองตึกกีดขวางเป็นรูปทรงเรขาคณิตง่ายๆ ที่มีความสูงแตกต่างกัน และมีพื้นผิวเรียบที่กำหนดค่าคุณลักษณะทางไฟฟ้าให้เหมือนกัน ร่วมกับการพิจารณาแบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศ และทิศทางของแนวเล็งของสายอากาศ จากฐานข้อมูลของตึกกีดขวางและฐานข้อมูลสายอากาศ ประกอบกับกรรมวิธีติดตามทางเดินรังสีอย่างง่าย ที่ใช้หลักการทัศนศาสตร์เรขาคณิตและทฤษฎีเลี้ยวเบนเชิงเอกรูป ทำให้สามารถคำนวณขนาดสนามไฟฟ้าที่ตำแหน่งต่างๆ ได้ โดยฐานข้อมูลของตึกกีดขวางประมาณสัณฐานเป็นรูปทรงเรขาคณิตอย่างง่าย เช่น ทรงสี่เหลี่ยมหลายรูปประกอบกัน เพื่อช่วยลดความซับซ้อนของการติดตามทางเดินรังสีลง จากสมมุติฐานเกี่ยวกับสิ่งกีดขวางและหลักการเบื้องต้นดังที่กล่าว ทำให้สามารถจำลองลักษณะการแพร่กระจายความเข้มสนามไฟฟ้า ที่ตำแหน่งสังเกตต่างๆ ได้ และการจากการวิเคราะห์ผลเปรียบเทียบ ระหว่างผลการวัดและผลการคำนวณจะได้ฟังก์ชันชดเชยเนื่องจากสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่ละเลยไป เช่น ต้นไม้ ป้ายร้านค้า เสาไฟฟ้า ฯลฯ ซึ่งเมื่อนำมาประกอบกับผลการคำนวณจะได้แบบจำลองการแพร่กระจายคลื่น ที่ให้ค่าคำนวณใกล้เคียงกับผลการวัดจริง และสามารถนำไปใช้กับสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่มีฐานข้อมูลของตึกกีดขวางกระจายตัวแบบอื่นๆ ได้