Моделювання радіоканалу зв’язку міліметрового діапазону хвиль з використанням технології RоF

DOI №______

Анотація

В роботі запропоновано підхід до моделювання радіоканалів в міліметровому діапазоні на основі квазіоптичного розрахунку енергетичного бюджету радіолінії, а також на основі аналізу незалежних складових шуму, які виникають при генерації радіосигналів фотонними методами, а також створюються інтерференційними завадами сигналу. Показане, що сучасні математичні моделі каналів ММД часто використовують не фундаментальні фізичні підходи, а емпіричні імовірнісні моделі, засновані на вимірюванні характеристик каналів, або наближені до моделей втрат у вільному просторі. Показане, що найбільше значення в розрахунках бюджету і втрат радіоканалу міліметрового діапазону хвиль має відношення сигнал/шум, а також фазова складова шуму. Відзначено, що нові концепції розробки моделей енергетичного покриття для систем 5G і наступних поколінь, повинні ґрунтуватися на моделях наближених до фізичних закономірностей поширення радіохвиль та аналізу шумових параметрів.

Ключові слова: міліметрові хвилі, радіо фотоніка, пропускна здатність, енергетичний бюджет радіолінії, відношення сигнал/шум.

Список використаної літератури
1. Shannon C. E., “A mathematical theory of communication,” Bell Sys. Tech. J., 27(3) (1948): 379–423.
2. Verdu S., “Spectral efficiency in the wideband regime,” IEEE Trans. Inf. Theory, 48(6) (2002): 1319–1343.
3. Fodor G, “Performance Comparison of Practical Resource Allocation Schemes for Device-to-Device Communications,” Wireless Communications and Mobile Computing 2018file:///C:/Users/%D0%9F%D0%9A/Downloads/3623075%20(2).pdf.
4. Dahlman E., Parkvall S., Skold J., and Beming P., “3G Evolution HSPA and LTE for Mobile Broadband,” Oxford: Academic Press. (2008): 648.
5. Urick V. J., McKinney J. D. and Williams K. J., “Fundamentals of Microwave Photonics,” Hoboken, NJ, USA, Wiley (2015): 488.
6. Rappaport T. S., Xing Y., MacCartney G. R., Molisch Jr., A. F., Mellios E., and Zhang J., “Overview of millimeter wave communications for fifth-generation (5G) wireless networks,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 65 (12) (2017): 6213-6230. 7. Долуханов М. П., “Распространение радиоволн,” М.: Сов. радио (1972): 152.
8. Rappaport T. S., MacCartney G. R., Samimi Jr., M. K. and Sun S., “Wideband millimeter-wave propagation measurements and channel models for future wireless communication system design,” IEEE Transactions on Communications, 63(9) (2015): 3029-3056.
9. Rothman L. S. et al., “High-resolution transmission molecular absorption database harvard-smithson center for astrophysics,” 2014: - https://www.cfa.harvard.edu. 10. Rappaport T. S. et al, “Millimeter wave mobile communications for 5G cellular: it will work!,” Proceedings IEEE, 1(10) (2013): 335-349. 11. Хансен Р. С., “Фазированные антенные решетки,” М. : Техносфера (2012): 560. 12. Скляр Б., “Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение”, М.: Вильямс (2003): 1104. 13. Razavi B., “Design of Millimeter-Wave CMOS Radios: A Tutorial,” IEEE Transactions on Circuits and Systems, 56(1) 2009: 4-16. 14. Yong S. K., Xia P., and Valdes-Garcia A., “60GHz Technology for Gbps WLAN and WPAN,” John Wiley & Sons, (2011): 1-16. 15. Niknejad A. M. and Hashemi H., “Mm-Wave Silicon Technology, 60 GHz and Beyond,” Springer, ISBN 978-0-387-76558-7, USA, (2008): 1-302. 16. Кременецька Я.А., Фелінський Г.С., Мельник Ю.В., Бондаренко Є.О., “Особливості формування сигналів міліметрового та терагерцового діапазонів,” Наукові записки УНДІЗ, 3(47) (2017): 50 – 63. 17. Wolf R., Ellinger F., and Eickhoff R., “On the Maximum Efficiency of Power Amplifiers in OFDM Broadcast Systems with Envelope Following,” Springer- Mobile Lightweight Wireless Systems of the series Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, 45 (2010): 160-170.
18. Qi G., Yao J., Seregelyi J., Paquet S., Bélisle C., Zhang X., Wu K., and Kashyap R., “Phase-Noise Analysis of Optically Generated Millimeter-Wave Signals With External Optical Modulation Techniques,” J. Lightwave Technol, 24 (2006): 4861-4875. 19. “Digital Video Broadcasting (DVB): Framing Structure, Channel Coding and Modulation for Digital Terrestrial Television,” ETSI EN 300 744, V.1.5.1, European Telecommunications Standards Institute, 2004. 20. Yang H., Smulders P.F.M., Herben M.H.A.J., “Channel characteristics and transmission performance for various channel configurations at 60 GHz,” EURASIP J. Wireless Commun. Networking, (2007): 1-15. 21. Andrews J. G., Bai T., Kulkarni M. N., Alkhateeb A., Gupta A., Heath R. W., "Modeling and analyzing millimeter wave cellular systems," IEEE Transactions on Communications, 65(1) (2017): 403-430. 22. Petrov V., Komarov M., Moltchanov D., Jornet J. M. and Koucheryavy Y., “Interference and SINR in Millimeter Wave and Terahertz Communication Systems with Blocking and Directional Antennas,” IEEE Transactions on Wireless Communications, 16 (3) (2017): 1791-1808.