Método
Jambline predice un mapa de cobertura a partir del plano y de los puntos de acceso. Después indica su error sobre mediciones que nunca vio. Las dos mitades importan. Una predicción sin error medido es un dibujo.
El modelo
El modelo parte de la pérdida en espacio libre a lo largo del trayecto directo. Después añade una pérdida por cada pared que el trayecto cruza. Las pérdidas de pared salen del modelo de capa ITU-R P.2040. Jambline evalúa ese modelo a la frecuencia en uso. No lee valores típicos de una tabla, así que un tabique de yeso de 100 mm y uno de 150 mm dan cifras distintas.
El campo renderizado añade dos efectos más: reflexión especular de primer orden en paredes, suelo y techo, y difracción simple y doble en los bordes de las paredes. Un pasillo actúa como una guía de ondas. Una puerta actúa como un borde que difracta. Un modelo de trayecto directo no tiene ninguno de los dos. Ambos cambian el resultado más que el término de pared.
Calibración
La geometría está fijada, así que el modelo multipared es lineal en sus propios parámetros. El exponente de distancia, la constante y cada pérdida por material se resuelven entonces en forma cerrada por mínimos cuadrados. No hay búsqueda iterativa ni semilla aleatoria. La misma campaña siempre da el mismo ajuste.
Por defecto el exponente queda fijado al valor del espacio libre. Los enlaces que cruzan más paredes también suelen ser más largos, así que un exponente libre puede cargar la pérdida de pared a la distancia. Puede liberarlo. Hágalo solo cuando la campaña sea lo bastante grande para separar ambas cosas.
Error medido, 5,18 GHz
Evaluamos el modelo frente a la campaña TMB (Adame, Carrascosa y Bellalta, arXiv:1812.00667). Cubre 21 enlaces en una planta de oficinas, canal 36. La potencia recibida procede de las capturas de paquetes de los propios autores. Ajustamos 14 enlaces. Excluimos 7 y los evaluamos.
| enlaces | RMSE | qué es |
|---|---|---|
| 21 | 20.40 dB | tal como se configura: espacio libre, pérdida de pared cero |
| 14 | 4.23 dB | ajustado: exponente 2.219, desplazamiento +7.59 dB, pared de oficina 4.92 dB |
| 7 | 6.47 dB | excluidos del ajuste, sesgo -2.05 dB |
La pared de oficina ajustada merece una comprobación física. A 5180 MHz el modelo de capa ITU-R P.2040 da 4,5 dB para 100 mm de yeso y 6,6 dB para 150 mm. Así que 4,92 dB corresponde a unos 110 mm. Un tabique con montantes y yeso en las dos caras mide de 100 a 125 mm. El ajuste pide una pared que existe.
Veintiún enlaces en una planta de un edificio corroboran el modelo. No miden una población. El intervalo alrededor de 6,47 dB es amplio. El artículo cuenta «paredes de oficina» y no nombra ningún material. La potencia recibida procede de equipos de consumo, y un nivel comunicado por ese equipo no es una medición calibrada.
Error medido, 5,8 GHz
Esta prueba usa el informe NTIA 00-372, tabla 3, configuración de antenas 8. Esa fila es la única de omnidireccional a omnidireccional, así que es la única comparable con un transmisor isotrópico. El informe es obra del Gobierno de los Estados Unidos. Aquí no ajustamos nada. Las coordenadas proceden del plano publicado. El modelo funciona tal como se entrega. Un número positivo significa que el modelo cargó más pérdida que la medición.
| enlace | medido | solo trayecto directo | tal como se renderiza |
|---|---|---|---|
| en la sala, con visión directa, 5,0 a 6,8 m | 58.2 dB | +4.94 dB | +1.93 dB |
| en el pasillo, con visión directa, 12,2 a 14,0 m | 62.9 dB | +7.16 dB | +1.36 dB |
| en el pasillo, con visión directa, 45,7 a 47,5 m | 69.8 dB | +11.29 dB | +4.34 dB |
| esquina de pasillo, obstruida, 8,3 a 10,1 m | 75.3 dB | +30.95 dB | +14.33 dB |
De esas cuatro filas salen dos cosas. Primero, a 46,6 m el modelo de trayecto directo es 11,3 dB pesimista. El espacio libre no tiene guía de ondas, y un pasillo de hormigón de 2,4 m sí lo es. Las reflexiones reducen ese error a 4,3 dB. Segundo, la esquina es el caso extremo, con 14,3 dB. El informe eligió ese punto para aislar la difracción. El modelo carga demasiado al girar una esquina: lleva un solo orden de difracción de borde, y nada guiado viene con él. Ese límite ya tiene un tamaño.
Lo que nada de esto demuestra
- Ningún enlace de las dos campañas cruza una pared siguiendo geometría trazada. La batería de pruebas comprueba el cruce de paredes frente a una búsqueda exhaustiva sobre todas las paredes. No lo comprueba frente a una medición.
- 2,4 GHz y 6 GHz no están comprobados frente a mediciones. Las campañas publicadas anteriores están a 5,18 y 5,8 GHz.
- Ninguna campaña publicada usada aquí identifica sus materiales de pared. La biblioteca de materiales se apoya por tanto en el modelo de capa P.2040 y no en un ajuste por material.
- El mapa de enlace ascendente ejecuta el modelo descendente al revés, con una potencia de transmisión que usted indica. La pérdida de trayecto es recíproca, así que la geometría se mantiene. El modelo no dice nada sobre lo que hace un terminal real con su antena o con su control de potencia.
- El nivel de ruido lo indica usted. Jambline nunca lo resuelve. El mapa de margen sobre ruido y su objetivo leen el nivel predicho frente al número que usted escribe. Ese número empieza en -95 dBm, que es lo que oye un receptor tranquilo en 20 MHz. Es incorrecto allí donde el edificio no está tranquilo.
- Una predicción no es una campaña de medición. Le dice por dónde caminar. También le dice al cliente qué esperar antes de que nadie compre el equipo.
Velocidad
Apple M2, 8 núcleos de GPU, la mejor de 20 ejecuciones. La planta de referencia mide 40 por 25 m. Tiene 12 salas por lado, 122 paredes y 4 puntos de acceso a 5,2 GHz. Física completa significa trayecto directo más reflexión de primer orden y difracción de borde.
| escena | píxeles | CPU | GPU |
|---|---|---|---|
| 0,25 m/px, física completa | 168 x 112 | 454 ms | 10.3 ms |
| 0,10 m/px, física completa | 420 x 280 | 2651 ms | 44.5 ms |
| 0,10 m/px, solo trayecto directo | 420 x 280 | 85.7 ms | 1.8 ms |
La columna CPU es el solucionador propio de este proyecto. Existe para comprobar el núcleo de GPU, no para ser rápido. No dice nada sobre ninguna otra herramienta.
Corrección
Tres capas comprueban el trabajo, cada una comprueba la de debajo.
- Los casos analíticos se ejecutan frente a formas cerradas.
- La rejilla debe cambiar el coste, nunca el resultado. Jambline lo comprueba evaluando cada rayo frente a una búsqueda exhaustiva que prueba todas las paredes. Una búsqueda exhaustiva no puede perder una pared por un error de pertenencia de celda.
- El núcleo de GPU debe reproducir el solucionador de CPU. Ese contrato impide que la versión del navegador y la versión validada se separen.
En la planta de referencia ambos coinciden exactamente en los 117 600 píxeles. En una planta del doble de tamaño, 9 píxeles de 426 400 difieren. Cada uno es un rayo que pasa exactamente por un vértice donde se juntan dos paredes. Ahí el parámetro del segmento cae sobre su propio límite, hasta el último bit. El campo es continuo a través de esos rayos, así que ambas respuestas son defendibles. Por eso la prueba acota cuántos píxeles pueden diferir, y en cuánto. No finge que coinciden.