ในการเดินทางของคลื่นวิทยุ (Radio wave propagation) หรือบางที่อาจจะเรียกว่า RF radio frequency propagation คือการใช้ประโยชน์ของคลื่นวิทยุในย่านความถี่ต่างๆ ในการสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับและผู้ส่ง ซึ่งในกรณีที่ต้องการวัดและทดสอบคุณภาพของสัญญาณนั้นจะต้องมีการทดลองในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน ทั้งในพื้นที่ปิดหรือในสถานที่ที่มีการกำหนด หรือจำลองขึ้น (Indoor Environment) เช่น ภายในตึกหรืออาคาร เป็นต้น และพื้นที่เปิดโล่ง (Outdoor Environment) เช่น ถนน หรือสนามต่างๆ ฯลฯ โดยคำนึงถึงคุณภาพของสัญญาณและปัจจัยอื่นๆมาคำนวนออกมาเป็นรูปแบบจำลองหรือโมเดล เพื่อนำไปสู่การพัฒนาและแก้ไขปัญหาในการสื่อสารให้ดียิ่งขึ้นต่อไป

ประเภทของรูปแบบจำลองโมเดล

ความแตกต่างของแต่ละโมเดลนั้นได้มีการพัฒนาออกมาในหลายๆ รูปแบบ ซึ่งจะแตกต่างกันไปจากการใช้งานและลักษณะการเดินทางของสัญญาณในสภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกัน โดยประเภทของรูปแบบจำลองโมเดลนั้นสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทดังนี้

1. รูปแบบจำลองโมเดลภายในอาคาร (Indoor Propagation Model)

2. รูปแบบจำลองโมเดลภายในอาคาร (Outdoor Propagation Model)

รูปแบบจำลองสำหรับการสื่อสารภายในอาคาร (Indoor Propagation Model)

สำหรับการสื่อสารของภายในอาคารนั้นมีความแตกต่างจากการสื่อสารทั่วไป  โดยมีสิ่งที่ต้องพิจารณาและคำนึงคือ ระยะทางที่สั้นและพื้นที่ที่จำกัด พื้นที่ที่มีการติดตั้งสายอากาศ รวมถึงการแปรผันจากปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลกระทบต่อการเดินทางของคลื่น ไม่ว่าจะเป็น รูปแบบโครงสร้างของอาคาร (Layout of building)  วัสดุของอาคาร (Construction Material) และรูปทรงของอาคาร (Type of Building) เป็นต้น ตลอดจนการจางหายไปของสัญญาณ (Fading) ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของสัญญาณเทียบกับระยะที่สั้นหรือช่วงของเวลา นอกจากนี้ต้องมีการศึกษาถึงการเดินทางของคลื่นในลักษณธ Multipath Effect ที่มีผลต่อความเข้มของสัญญาณที่มีลักษณะของการเสริมกัน( Constructive) หรือการหักล้างกัน (Phase Cancellation) ซึ่งโดยทั่วไปการสื่อสารภายในอาคารนั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะการเดินทางของคลื่นในระดับสายตา (Line of Sight: LOS) และสิ่งกีดขวาง OBS (Obstructed Paths)

ลักษณะโมเดลแบบ Indoor

รูปแบบจำลองโมเดลภายในอาคารนี้ จะคำนึงการลดทอนของสัญญาณ (Attenuation) เป็นหลักเพราะเนื่องจากมีสิ่งรบกวนและปัจจัยอื่นๆมาเป็นตัวแปรที่ส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณ โดยปกติจะใช้โมเดลหลักๆ 3 โมเดล คือ

• ITU Model สำหรับการลดทอนของสัญญาณที่เกิดขึ้นภายในอาคาร (Indoor Attenuation) หรือ ITU Indoor Path Loss Model

• Long-Distance Path Loss Model การคำนวณหา Path Loss

• Ericsson Multiple Breakpoint Model เป็นต้น

ภาพแสดง ตัวอย่างความเข้มของสัญญาณจากการวัดภายในอาคารตามระยะทาง

รูปแบบจำลองสำหรับการสื่อสารภายนอกอาคาร (Outdoor Propagation Model)

ในการสื่อสารของวิทยุ โทรศัพท์ หรือสัญญาณอินเทอร์เน็ต สามารถทำการจำลองออกมาในรูปแบบของโมเดลได้หลากหลายวิธีเพื่อที่จะสามารถคาดคะเนลักษณะหรือคุณภาพของสัญญาณได้โดยเทียบกับพื้นที่สภาพแวดล้อมต่างๆ ในที่นี้ ในลักษณะของรูปแบบจำลองสำหรับการสื่อสารภายนอกอาคาร ( Outdoor Application) นั้น ต้องมีการคำนึงถึง Path loss หรือความสูญเสียที่เกิดขึ้นในการสื่อสารโดยขึ้นอยู่กับระยะทางเป็นหลัก ตลอดจนวิธีการที่จะคำนวณหาความเข้มของสัญญาณ (Signal Strength) ซึ่งมีความซับซ้อนแต่ก็มีความแม่นยำ และสามารถนำมาวิเคราะห์จนถึงการแปลผลต่อไปได้

ลักษณะโมเดลแบบ Outdoor

• City Models เช่น Young Model, Okumura Model มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการวัดความเข้มของสัญญาณ, Hata Model for Urban Area, Suburban Area, Open Area ซึ่งมีการสูตรคำนวณอย่างง่ายนำมาพิจารณาร่วมกับ Model ของ Okumura, นอกจากนี้ยังมีโมเดล COST Model เป็นต้น

• Terrain Models เช่น Egi Model, Longley-Rice Model พัฒนามาจาก Okamura for urban, และ ITU Terrain Model

• Environmental Attenuation Models

• P2P หรือ Point to Point Propagation Models

• Ground Wave Propagation Models

• Sky Wave Propagation Models

นอกจากนี้ยังมีการจำลองโมเดลที่กำหนดช่วงความถี่ เช่น ISM Band, Green-Obaidat Model เป็นการจำลองโมเดล เพื่อวัตถุประสงค์ในการหาความสามารถของ WIFI

         อย่างไรก็ตามสิ่งที่ขาดไม่ได้เลยคือความเข้าใจในการกระบวนการเดินทางของคลื่นวิทยุ (Radio Propagation Mechanisms) ที่เป็นพื้นฐานของทั้ง 2 รูปแบบโมเดล Indoor และ Outdoor ไม่ว่าจะเป็น การหักเหของแสง (Refraction) กล่าวคือ วัสดุที่มีผลต่อการเดินทางของคลื่น เช่น  Conductor และ Dielectric Material ฯลฯ รวมทั้ง การเลี้ยวเบน (Diffraction) ซึ่งต้องพิจารณาสมการของ Fresnel Zones หรือการเดินทางของคลื่นในพื้นที่มีสิ่งกีดขวาง และมีการโค้งงอ ตลอดจนการกระเจิงของคลื่น (Scattering) ที่มีรายละเอียดเกี่ยวเนื่องกับความยาวคลื่น ดังเช่น Clutter เป็นต้น ดังนั้นการจำลองโมเดลทั้งภายในอาคารและนอกอาคารจึงต้องมีการศึกษาและเข้าใจในทฤษฎีของการสื่อสารที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการนำมาโมเดลมาวิเคราะห์ถึงคุณภาพของสัญญาณต่อไป

‍