Аналіз показників електромагнітної сумісності мереж зв’язку 5G

Abstract

UK: Актуальність. Технологія нового покоління 5G / IMT-2020, як і будь-яка нова технологія, привносить свої специфічні особливості в усі аспекти, що стосуються практики її впровадження. Одним з таких особливо важливих аспектів є електромагнітна сумісність. На етапі підготовки до впровадження радіомереж технології 5G, необхідно завчасно потурбуватися про вжиття заходів щодо ефективної оцінки умов ЕМС для цих мереж на основі ретельного аналізу особливостей технології 5G, а також правильно і точно оцінивши ці умови – успішно забезпечити електромагнітну сумісність радіозасобів нових мереж. Мета. Метою даної роботи є проведення аналізу електромагнітної сумісності мереж зв’язку 5G. Метод. Аналіз головних особливостей радіоінтерфейсу 5G дозволяє вказати на очікувані особливості процедур оцінки умов ЕМС для цих мереж. Ці особливості головним чином стосуються урахування сумарної завади від мережі при її особливій архітектурі і динаміці змін, вибору нових моделей втрат (моделей каналу) при просторово-розподіленому випромінюванні багатовимірних антен MIMO і різнорідному середовищі поширення сигналу, а також урахування спектральних властивостей нових форм сигналу і характеру випромінювання при нових неортогональних методах радіодоступу. Для аналізу ЕМС використана модель ослаблення сигналів в радіоканалах міліметрового діапазону, що враховує ослаблення радіохвиль у вільному просторі; втрати енергії радіохвиль при поширенні через дощі; ослаблення сигналу міліметрового діапазону при поширенні через листя дерев; ослаблення сигналів при проходженні через щільні перешкоди (будівлі, споруди, тощо). Результати. Проведено аналіз ослаблення сигналу міліметрового діапазону у вільному просторі від інтенсивності опадів при різних значеннях оптичної видимості. Проведено аналіз ослаблення сигналу міліметрового діапазону при поширенні сигналу через перешкоди у вигляді стін від відстані при різних значеннях товщини стіни. Проведено аналіз ослаблення сигналу міліметрового діапазону від глибини шару листя, що перекриває поширення сигналу при різних значеннях частоти несійної. Проведено аналіз значення потужності сигналу міліметрового діапазону на вході приймача від інтенсивності опадів при різних значеннях оптичної видимості. Проведено аналіз значення потужності сигналу міліметрового діапазону на вході приймача при поширенні сигналу через перешкоди у вигляді стін від відстані при різних значеннях товщини стіни. Проведено аналіз значення потужності сигналу міліметрового діапазону на вході приймача від глибини шару листя, що перекриває поширення сигналу при різних значеннях частоти несійної. Висновки. Проведені дослідження показників ЕМС дозволяють дати рекомендації щодо застосування технології 5G в конкретних практичних ситуаціях. EN: Context. The next generation 5G / IMT-2020 technology, like any new technology, brings its own specific features to all aspects of the practice of its application. One of these particularly important aspects is electromagnetic compatibility. At the stage of preparation for the introduction of 5G radio networks, it is necessary to take early measures to effectively assess the EMC conditions for these networks based on a thorough analysis of the features of 5G technology, and by correctly and accurately assessing these conditions, successfully ensure the electromagnetic compatibility of radio equipment of new networks. Objective. The purpose of this work is to analyze the electromagnetic compatibility of the 5G communication network. Method. An analysis of the main features of the 5G radio interface provides an indication of the expected features of the EMC assessment procedures for these networks. These features mainly relate to taking into account the total interference from the network with its special architecture and dynamics of changes, the choice of new loss models (channel models) for spatially distributed radiation of multidimensional MIMO antennas and a heterogeneous signal propagation medium, as well as taking into account the spectral properties of new signal shapes and character radiation with new non-orthogonal radio access methods. For EMC analysis, a model of signal attenuation in millimeter-wave radio channels was used, taking into account attenuation of radio waves in free space; loss of energy of radio waves when propagating through rains; attenuation of a millimeter wave signal when propagating through the leaves of trees; attenuation of signals when passing through dense obstacles (buildings, structures, etc.). Results. The analysis of attenuation of the millimeter-wave signal in free space from the intensity of precipitation is carried out at various values of optical visibility. The analysis of the attenuation of the millimeter-wave signal from the distance when the signal propagates through obstacles in the form of walls at various values of the wall thickness is carried out. The analysis of the attenuation of the millimeter-wave signal from the depth of the leaf layer is carried out; it covers the signal propagation at different values of the carrier frequency. The analysis of the value of the power of the millimeter-wave signal at the input of the receiver on the intensity of precipitation is carried out at various values of optical visibility. The analysis of the value of the power of the millimeter-wave signal at the input of the receiver versus the distance when the signal propagates through obstacles in the form of walls at various values of the wall thickness is carried out. The analysis of the power value of the millimeter-wave signal at the receiver input from the depth of the leaf layer is carried out, overlaps the signal propagation at various values of the carrier frequency. Conclusions. The conducted studies of EMC indicators allow us to give recommendations on the application of 5G technology in specific practical situations.