IEEE802.11n無線LANによるRSSIと平均throughputの関係

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  • Relations of RSSI and Average Throughput of IEEE802.11n Wireless LAN System
  • IEEE802.11n ムセン LAN ニ ヨル RSSI ト ヘイキン throughput ノ カンケイ

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最近，無線LANシステムとして高出力かつ高速データ伝送を実現するIEEE802.11n規格に準拠した機器が流通している．この装置をアクセスポイントとして利用することで，屋内での同一フロア部屋間あるいは複数階での大容量情報伝送が可能である．本論文では，市販の2.4GHz帯無線LANシステムを利用して，屋内伝搬特性測定を行い，受信電界強度（RSSI）と平均スループットの関係を明らかにする．小規模および大規模オフィス環境，戸建住宅での測定と考察から，これら2つの特性には線形の関係があり，測定環境によらず同一の直線で近似できることを示す．このことは，市販製品がMIMO特性を実現していないことを意味し，動作周波数が2.4GHz帯であることおよび小型無線子機の構造上の制約が原因と考えられる．この場合，導出した関係式を利用することで，RSSI値からスループット値を推定できる．RSSIはスループットに比較して測定が容易で，数値シミュレーションでの評価にも適している．そこで，FDTD法によりRSSI分布を求め，その結果と測定結果を比較検討し，両者がよく一致することを確認した．以上のことから，数値解析で得られたRSSI分布と実験から導出したRSSIとスループットの関係を表す近似直線を組み合わせることで，任意の場所でのスループット値を推定することができる．したがって，導出した結論はアクセスポイントの設置位置や設置台数を見積もる際の有効な設計手法となる．

Recently, a high-power and high-speed wireless LAN router based on IEEE802.11n standard with a data transmission rate of 300Mbps has been developed. Using this equipment as an access point makes it possible to build easily wireless networks including a few floors in the adjacent as well as several rooms in the same floor. This paper discusses indoor propagation characteristics of a commercial wireless LAN system operating in the 2.4GHz band and derives the relationship between received signal strength indication (RSSI) and average throughput based on the measured and calculated indoor propagation characteristics in several radio environments. As a result, we obtain a linear relationship between them. It means that the device does not give sufficient MIMO characteristics because of the operating frequency band and the structural constraints of compact wireless handset. However the derived formula predicts values of data throughput in arbitrary places from the RSSI distributions simulated numerically. The manner combining the approximate equation with the numerical simulation is useful to design the number of access points as well as their locations required to build a wireless network.

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