Исследование, опубликованное в этом месяце в IEEE Vehicular Technology Transactions, основано на обширном наборе из 30 кампаний по измерениям в диапазоне от 2 ГГц до 73 ГГц. Он был проведен с соавторами из Университета Ольборга в Дании и отраслевыми партнерами и является частью докторской степени. работа аспиранта школы инженерии Тандон Нью-Йоркского университета Шу Сун. В исследовании приводятся доводы в пользу лучшей, более простой и альтернативной модели, в которой используется только один параметр, «показатель потерь на трассе», который можно использовать в качестве глобального стандарта для прогнозирования покрытия сигнала.
Раппапорт объяснил, что исследование показывает, как современная модель ABG не подчиняется фундаментальной физике и как более простая модель предлагает большую точность прогнозов по сравнению с вариантами использования, которые никогда не были измерены изначально. Он сказал, что в ходе работы были обнаружены значительные ошибки в применении моделей потерь на трассе канала десятилетней давности к беспроводной сети 5G миллиметрового диапазона (mmWave). «Например, обычно используемая модель ABG предсказывает, что на ранней стадии без помех нарастания миллиметровой волны потребуется меньше базовых станций, когда на самом деле потребуется больше базовых станций», — сказал Раппапоорт. Он добавил, что старые модели также предсказывают необходимость меньшего количества базовых станций на зрелой стадии строительства, когда на самом деле будет гораздо больше помех и, следовательно, потребуется больше базовых станций. «По сути, канал ABG моделирует, что отрасль, вероятно, продолжит использовать слишком радужную картину как на ранней, так и на зрелой фазах развития 5G», — сказал он.
Сравнение в документе трех крупномасштабных моделей потерь на трассе распространения 3GPP в полевых исследованиях, охватывающих широкий диапазон микроволновых и миллиметровых волн и сценариев использования, показало, что:* Модель потерь в тракте ABG, которая, вероятно, будет принята 3GPP, недооценивает потери в тракте, когда они относительно близко к передатчику, что имеет значение для маломощных устройств Интернета вещей, и преувеличивает потери в тракте передачи вдали от передатчика, с последствиями для mmWave, поскольку модель ABG ошибочно предсказывает, что mmWave будет показывать относительно более слабые сигналы, чем должны на больших расстояниях, согласно Раппапорту.* Простая модель эталонного расстояния в свободном пространстве с близким расположением (CI), которая требует только одного параметра модели для описания мощности сигнала на всех частотах и расстояниях, основана на фундаментальных физических принципах и может быть обобщена на модель CI с частотно- зависимый уклон (CIF). Эти новые модели более консервативны при анализе систем с ограничением помех на расстояниях более 200 метров и более реалистичны при моделировании уровней сигнала как на дальних расстояниях (> 500 метров), так и на близких расстояниях (в пределах 50 метров от передатчика). Другими словами, по словам Раппапорта, модель CI демонстрирует более стабильное поведение параметров модели на разных частотах и расстояниях и дает меньшую ошибку прогнозирования в тестах чувствительности на расстояниях и частотах по сравнению с ABG.
* Модель CI с эталонным расстоянием в один метр, предложенная NYU WIRELESS в сентябре 2015 года в документе IEEE Transactions on Communications, подходит для наружных сред, тогда как модель CIF больше подходит для моделирования внутри помещений.Раппапорт сказал, что ключом к более простой модели является использование эталонного расстояния в открытом пространстве в первом метре излучения от антенны.
Он объяснил, что эталонное расстояние в один метр основано на фундаментальной физике распространения радиоволн, восходящей к работам Гарольда Фрииса из Bell Laboratories в 1930-х годах. "Использование только одного параметра модели, показателя потерь на трассе и стандартного эталонного расстояния в один метр делает модель CI более простой в использовании, более точной, легкой для понимания и более компактной в сложных компьютерных моделированиях, которые будут использоваться. поэкспериментировать и спроектировать будущее сотовой связи 5G », — сказал он. «И он хорошо работает от 500 мегагерц до 100 ГГц. Физика должна хорошо работать в терагерцовом диапазоне».
Раппапорт отметил, что NYU WIRELESS, ведущий в мире исследовательский центр 5G, по данным Fierce Wireless, недавно сделал симуляторы моделирования каналов с открытым исходным кодом доступными бесплатно. «Это исследование является еще одним открытием, которое, мы надеемся, внесет точность и фундаментальное обоснование в обсуждения 3GPP, которые продвигаются очень быстро. Поскольку беспроводное сообщество вносит эти коренные изменения — этот скачок к частотам, которые никогда ранее не использовались, — модели каналов опубликовали это месяц в IEEE Транспортные Технологии Транзакции предлагают путь вперед для очень простой, фундаментальной стандартной модели, которая предлагает преимущества по сравнению с тем, как это делалось в прошлом ». Он добавил, что такой подход также поможет поколениям будущих инженеров, которые попытаются связать инженерные основы с практикой беспроводной инженерии.
Внешнюю финансовую поддержку оказали все 17 промышленных аффилированных спонсоров NYU WIRELESS и Национального научного фонда.