人体を含めたUWB伝送路モデルの提案と特性評価

摘要

UWB（Ultra Wideband）は送受信間距離が近いほど，超高速伝送を実現できるが，更なる通信容量の向上及び通信品質の安定化をねらってMIMO（Multi-Input Multi-Output）技術との併用が検討されている．携帯無線端末に内蔵されたUWB-MIMOシステムの伝送特性はアンテナ素子指向性及び伝搬環境の統計的性質で決定づけられるが，実使用環境を考慮すると近傍に配置された人体手部，及び，人体胸腹部の影響によりアンテナの放射特性及びアンテナ近傍の伝搬特性が変化することが予想できる．本論文では，伝搬路を含めたアンテナシステムの伝送特性を効率的に計算することを目的として，人体を含めたUWB伝送路モデルを提案する．本伝送モデルでは人体の影響を含めた伝搬問題を，人体手部を含めたアンテナ系と人体胸腹部を含めた伝搬系に分離して考察するため，はじめに伝送路のモデル化のポイントとなる人体手部を含めたアンテナ伝達関数について，UWBアンテナの動作原理と関連させて評価を行う．最終的に本伝送モデルを2×2 UWB-MIMOチャネルに拡張し，伝送路の固有値分布特性の評価を行い，被験者を用いた実測例と計算モデルとが一致することを確認することにより本伝送路モデルの有効性を示す．