Моделювання безпроводового радіоканалу в міліметровому діапазоні з урахуванням ефектів відбиття та розсіювання

DOI: 10.31673/2412-4338.2020.011560

Анотація

Прогнозування траєкторних і енергетичних характеристик каналів прямої видимості так і у відсутності прямої видимості необхідно для реалізації телекомунікаційних систем в міліметровому діапазоні хвиль. Для прогнозування були проаналізовані методи, засновані на особливостях поширення міліметрових хвиль в навколишньому середовищі. Розроблено метод на основі квазі-оптичної моделі поширення з урахуванням ефектів множинного відбиття і багатопроменевого поширення сигналу. Так як за рахунок малої довжини хвилі міліметрового діапазону можлива реалізація вузько спрямованого випромінювання, то можливо забезпечення одночасного формування зображень, зв'язку та позиціонування. Розглянуто можливість посилення радіоканалу в міліметровому діапазоні за допомогою штучних відбивачів для формування одного вузького променя, який багато разів відбивається, а також багатопроменеве поширення сигналу для одного відображення. Наведені результати розрахунків показують, що моделювання, а також реалізація, радіоканалів з використанням штучних відбивачів може привести до підсилення сигналу в каналі, збільшення доступності, дальності зв'язку. На основі врахування точної геометрії забудови або зовнішнього середовища всередині приміщень можна знайти енерго і спектрально ефективні рішення, що особливо важливо при проектуванні телекомунікаційних мереж в міліметровому діапазоні, а в майбутньому терагерцовому діапазоні, і особливо при застосуванні технології МIМО. Вивчення фундаментальних ефектів відображення, розсіювання, дифракції для міліметрових хвиль може привести до розробки більш точних моделей енергетичного покриття, розрахунків затримки сигналу, когерентності, поляризації, шуму і т.д. Такі підходи необхідні для розвитку майбутніх надшвидкісних мобільних телекомунікаційних систем з різними додатками та послугами.

Ключові слова: телекомунікаційні системи, міліметрові хвилі, 5G, моделювання каналу, поширення сигналу, пряма видимість, відбиття, розсіювання, штучні відбивачі, посилення каналу, прогнозування каналу.

Список використаної літератури
1. Ju S., Shah S., Javed M., J. Li, G. Palteru, Robin J., Xing Y., Kanhere O. and Rappaport T. S. (2019) Scattering мechanisms and мodeling for terahertz wireless communications. IEEE International Communications Conference (ICC), Shanghai, May 2019 Р. 1-7.
2. Xiao M. et al. (2017) Millimeter wave communications for future mobile networks. IEEE J. Sel. Areas Commun., Sep 2017.vol. 35, no. 9. Р. 1909-1935.
3. Järveläinen J., Haneda K. and Karttunen A. Indoor propagation channel simulations at 60 GHz using point cloud data. IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 64, no. 10, Oct 2016. Р. 4457–4467.
4. Balanis C. (2012) Advanced Eng. Electromagnetics, 2nd ed. Wiley. 1040 р.
5. Rappaport T. S. (2002) Wireless Communications: Principles and Practice, 2nd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 707 р.
6. Kremenetskaya Y. A., Liskovskiy I. O., Zhukova E. R. (2017) Quasioptical approach to the analysis of the energy model of millimeter wave propagation and antenna characteristics. IEEE International Conference on Antenna Theory and Techniques, Ukraine, Kyiv. Р. 395-398.