Модели пространственной селекции с диаграммообразованием на основе позиционирования в сетях 5G. Часть 2. Управление шириной луча

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе, продолжающей исследование, посвященное пространственной селекции устройств сверхплотных сетей радиодоступа диапазона миллиметровых волн (ММВ) пятого (5G) и последующих (B5G) поколений при диаграммообразовании на основе позиционирования, решается задача моделирования процедур управления шириной луча по местоположению. Результаты моделирования позволяют научно обосновать требования к размерности антенных решеток на базовых станциях с заданной погрешностью оценок координат подвижных устройств при управлении шириной луча.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. А. Фокин

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Автор, ответственный за переписку.
Email: grihafokin@gmail.com

доктор технических наук, профессор

 

Россия

Д. Б. Волгушев

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича; ФГБУ НИИР, Санкт-Петербургский филиал "ЛОНИИР"

Email: d.volgushev@yandex.ru

исполнитель работ по гранту РНФ

Россия

А. М. Синильников

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Email: sinilam01@gmail.com

кандидат технических наук, главный инженер НТЦ Спутниковых систем связи, радиомониторинга и вещания

Россия

Список литературы

  1. Rappaport T.S., Gutierrez F., Ben-Dor E., Murdock J.N., Qiao Y., Tamir J.I. Broadband Millimeter-Wave Propagation Measurements and Models Using Adaptive-Beam Antennas for Outdoor Urban Cellular Communications // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2013. Vol. 61. Iss. 4. PP. 1850–1859.
  2. Nam Y.-H. et al. Full-dimension MIMO (FD-MIMO) for next generation cellular technology // IEEE Communications Magazine. 2013. Vol. 51. Iss. 6. PP. 172–179.
  3. Razavizadeh S.M., Ahn M., Lee I. Three-Dimensional Beamforming: A new enabling technology for 5G wireless networks // IEEE Signal Processing Magazine. 2014. Vol. 31. Iss. 6. PP. 94–101.
  4. Roh W. et al. Millimeter-wave beamforming as an enabling technology for 5G cellular communications: theoretical feasibility and prototype results // IEEE Communications Magazine. 2014. Vol. 52. Iss. 2. PP. 106–113.
  5. Sun S., Rappaport T.S., Heath R.W., Nix A., Rangan S. Mimo for millimeter-wave wireless communications: beamforming, spatial multiplexing, or both? // IEEE Communications Magazine. 2014. Vol. 52. Iss. 12. PP. 110–121.
  6. Han S., I C.-l., Xu Z., Rowell C. Large-scale antenna systems with hybrid analog and digital beamforming for millimeter wave 5G // IEEE Communications Magazine. 2015. Vol. 53. Iss. 1. PP. 186–194.
  7. Maiberger R., Ezri D., Erlihson M. Location based beamforming // 2010 IEEE 26-th Convention of Electrical and Electronics Engineers in Israel (Eilat, Israel, 17–20 November 2010). IEEE, 2010. PP. 000184-000187.
  8. Alkhateeb A., El Ayach O., Leus G., Heath R.W. Channel Estimation and Hybrid Precoding for Millimeter Wave Cellular Systems // IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing. 2014. Vol. 8. Iss. 5. PP. 831–846.
  9. Va V., Zhang X., Heath R.W. Beam Switching for Millimeter Wave Communication to Support High Speed Trains // 2015 IEEE 82nd Vehicular Technology Conference (VTC2015-Fall) (Boston, MA, USA, 06-09 September 2015). IEEE, 2015. PP. 1–5.
  10. Va V., Heath R.W. Basic Relationship between Channel Coherence Time and Beamwidth in Vehicular Channels // 2015 IEEE 82nd Vehicular Technology Conference (VTC2015-Fall) (Boston, MA, USA, 06-09 September 2015). IEEE, PP. 1–5.
  11. Va V., Choi J., Heath R.W. The Impact of Beamwidth on Temporal Channel Variation in Vehicular Channels and Its Implications // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2017. Vol. 66. Iss. 6. PP. 5014–5029.
  12. Va V., Shimizu T., Bansal G., Heath R.W. Beam design for beam switching based millimeter wave vehicle-to-infrastructure communications // 2016 IEEE International Conference on Communications (ICC) (Kuala Lumpur, Malaysia, 22–27 May 2016). IEEE, 2016. PP. 1–6.
  13. Va V., Choi J., Shimizu T., Bansal G., Heath R.W. Inverse Multipath Fingerprinting for Millimeter Wave V2I Beam Alignment // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2018. Vol. 67. Iss. 5. PP. 4042–4058.
  14. Фокин Г.А., Волгушев Д.Б., Синильников А.М. Модели пространственной селекции с диаграммообразованием на основе позиционирования в сетях 5G. Часть 1. Управление формой луча // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2024. № 3 (119). С. 34–41.
  15. Фокин Г.А. Комплекс моделей и методов позиционирования устройств в сетях пятого поколения. Дис. ... докт. техн. наук. СПб: СПбГУТ, 2021. 499 с.
  16. Фокин Г.А. Концепция диаграммообразования на основе позиционирования в сетях 5G // Вестник связи. 2022. № 10. С. 1–7.
  17. Фокин Г.А. Диаграммообразование на основе позиционирования в сверхплотных сетях радиодоступа миллиметрового диапазона. Часть 1. Модель двух радиолиний // Труды учебных заведений связи. 2023. Т. 9. № 4. С. 44–63.
  18. Фокин Г.А. Диаграммообразование на основе позиционирования в сверхплотных сетях радиодоступа миллиметрового диапазона. Часть 2. Модель совокупности радиолиний // Труды учебных заведений связи. 2023. Т. 9. № 5. С. 43–64.
  19. Фокин Г.А. Модели диаграммообразования в сверхплотных сетях радиодоступа 5G. Часть 1. Оценка помех // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2021. № 3 (95). С. 66–73.
  20. Фокин Г.А. Модели диаграммообразования в сверхплотных сетях радиодоступа 5G. Часть 2. Оценка разноса устройств // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2021. № 4 (96). С. 66–73.
  21. Фокин Г.А. Процедуры выравнивания лучей устройств 5G NR // Электросвязь. 2022. № 2. С. 26–31.
  22. Фокин Г.А. Модели управления лучом в сетях 5G NR. Часть 1. Выравнивание лучей при установлении соединения // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 1 (101). С. 42–49.
  23. Фокин Г. Модели управления лучом в сетях 5G NR. Часть 2. Выравнивание лучей при ведении радиосвязи // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 3 (103). С. 62–69.
  24. Фокин Г.А., Волгушев Д.Б. Имитационная модель двух радиолиний с диаграммообразованием на основе позиционирования в сетях 5G // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2023. № 7 (115). С. 38–47.
  25. Фокин Г.А. Моделирование сверхплотных сетей радиодоступа 5G с диаграммообразованием // T-Comm-Телекоммуникации и Транспорт. 2021. Т. 15. № 5. С. 4–21.
  26. Gross F. Smart Antennas for Wireless Communications: With MATLAB. McGraw-Hill Professional. 2005. 288 P.
  27. Balanis C.A. Antenna theory: analysis and design. John Wiley & Sons. 2016. 1104 P.
  28. Mailloux R.J. Phased Array Antenna Handbook. 3rd Ed. Artech House. 2017. 691 P.
  29. Trees Van H.L. Optimum array processing: Part IV of detection, estimation, and modulation theory. John Wiley & Sons. 2004. 1472 P.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Сценарий пространственной селекции двух UE одной gNB с ДО на основе позиционирования

Скачать (83KB)
Метаданные
3. Рис.2. Требования к ширине луча gNB по неопределенности оценки координат UE на плоскости

Скачать (127KB)
Метаданные
4. Рис.3. Требования к ширине луча с прямоугольной ДН

Скачать (71KB)
Метаданные
5. Рис.4. Требования к ширине луча с ДН Гаусса

Скачать (71KB)
Метаданные
6. Рис.5. Управление шириной луча с прямоугольной ДН

Скачать (56KB)
Метаданные
7. Рис.6. Управление шириной луча с ДН Гаусса

Скачать (56KB)
Метаданные
8. Рис.7. Мощность принятого сигнала при управлении шириной луча по оценке координат с погрешностью 2 м

Скачать (133KB)
Метаданные
9. Рис.8. Мощность принятого сигнала при управлении шириной луча по оценке координат с погрешностью 10 м

Скачать (194KB)
Метаданные
10. Рис.9. Эффективность управления шириной прямоугольной ДН

Скачать (221KB)
Метаданные
11. Рис.10. Эффективность управления шириной ДН Гаусса

Скачать (192KB)
Метаданные

© Фокин Г.А., Волгушев Д.Б., Синильников А.М., 2024