გაუმჯობესებული ანტენური მესერები
5G სისტემების შესაძლებლობების მისაღწევად გამოყენებული იქნება ფაზური ანტენური მესერები. MIMI ტექნოლოგია მოითხოვს ფამ გამოყენებას სიგნალის აუცილებელი დონის მისაღწევად და დაფარვის ზონის გაზრდისთვის. ამ სისტემებს საშუალება ექნება რამოდენიმე სხივის ერთდროული გენერაციის, რომელთაგან თითოეული მიმართული იქნება კონკრეტული მომხმარებლისკენ ან მცირე ფართობის მქონე ტერიტორიაზე. სხივების წერტილოვანი გენერაცია მოითხოვს დინამიურ პოზიციონირებას, იმისათვის, რომ უწყვეტად გაყვეს აბონენტს, რომელიც მოძრაობს დაფარვის ზონაში. გარდა ამისა დამატებითი სხივები შესაძლებელი გამოყენებული იყოს ხარვეზების დასახშობად. რაც უფრო დიდი იქნება ანტენური მესერი, მით უფრო მეტი სხივის გენერაცია იქნება შესაძლებელი, ამავდროულად ეს ფაქტორი მოითხოვს მესერების უფრო მჭიდრო განლაგებას. ფამ პროექტირება ასევე ითვალისწინებს გარშემო რადიოსიხშირული ხარვეზების ზემოქმედებას დაუკუკავშირს სისტემის ელემენტებს შორის
ქვემოთ მოყვანილ სურათზე ნაჩვენებია FAR მოდელირების პროცესი ANSYS HFSS სისტემაში:
თავიდან წარმოიქმნება ანტენური მესერის ერთეული ელემენტი, ხოლო შემდგომ ხდება სრული მესერის ერთ სისტემაში მოდელირება.
ANSYS HFSS პროგრამული პროდუქტი საშუალებას იძლევა ელემენტების მატრიცების ურთიერთქმედების და ანტენური მესერის გარშემო ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების ჩვენებას.
სხივის მართვის სიმულაცია კრიტიკულად მნიშვნელოვანია აბონენტებს და საბაზო სადგურებს შორის ოპტიმალური კავშირებისთვის. მოცემული პროცესი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე:
5G ანტენების კონსტრუქციის თვისებები
ანტენების უმეტესობის კონსტრუქციული ნაწილია დამცავი გარსი, რომელიც ისაცს ანტენას გარეშე ფაქტორების ზემოქმედებისაგან როგორებიცაა წვიმა, ყინული მტვერი.
მილიმეტრული ტალღური დიაპაზონის გამოყენებისასს განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა გარსის პროექტირებას, რათა მინიმუმამდე დავიყვანოთ გარსის გავლენა გამოსხივების ენერგიაზე. მატერიალის სისქე, რომლისგანაც მზადდება გარსი დაახლოებით ტოლია ტალღის სიგრძის, რომელიც გენერირდება ამ სიხშირეებზე, რის გამოც ჩნდება არასასურველი ელექტრომაგნიტური ზემოქმედება მთელ ანტენურ სისტემაზე. სურათზე ქვემოთ ნაჩვენებია ანტენის გარსის ანტენური მესერის მიმართულების დიაგრამაზე გავლენის გრაფიკული სიმულაცია.
მოდელირების საშუალებით შეგვიძლია გავთვალოთ დამცავი კორპუსის გავლენა ანტენის ენერგეტიულ პარამეტრებზე. მოდელის წყალობით შეგვიძლიათ გავაკეთოთ დასკვნა მასზედ, რომ, ანტენის გარსი გამოიწვევს მაღალ დანაკარგებს უკუკავშირის შემთხვევაში, ასევე მიმართულების დიაგრამის ფორმა შეიცვლება. ამიტომ, შეგვიძლია გავაკეთოთ დასკვნა თუ რა მასალისგან რა ფორმის და სისქის გარსი უნდა იყოს დამზადებული დანაკარგების შესამცირებლად.
ანტენის გარსის გავლენა დანაკარგებზე
მიმართული დიაგრამების შედარება გარსით და გარსის გარეშე
ანტენური სისტემის წარმადობა მნიშვნელოვნად დამოკიდებულია პლატფორმაზე და განთავსების ადგილზე, ასევე გარემოზე. ამ საკითხების გადაწყვეტაში ასევე მნიშვნელოვან როლს თამაშობს მოდელირება. ვიზუალიზაციის წყალობით შეგვიძლია გავიგოთ როგორ არის მიმართული ანტენის სხივის გავრცელება, როდესაც ანტენა ამა თუ იმ ზედაპირზეა მოთავსებული.
5G V2X და V2V სისტემებში
FAR-სისტემის შექმნისას უნდა გავითვალისწინოთ სირთულეეები დაკავშირებული მის გარშემომყოფი ინფრასტრუქტურასთან. სურათებზე ნაჩვენებია ინტენსიური მოძრაობის გზაჯვარედინთან ანტენების განთავსების მაგალითი.
Vehicle-to-everything (V2X) სატრანსპორტო საშუალება-ყველასთან) და vehicle-to-vehicle (V2V) (სატრანსპორტო საშუალება-სატრანსპორტო საშუალებასთან) კავშირს რეალურ დროში საშუალებას გვაძლევს შევაფასოთ 5G სისტემების წარმადობა ურბანული მოძრაობის პირობებში. ასევე ნაჩვენებია შენობაზე დამონტაჟებული ანტენის გამოსხივება.
5G და V2X, V2Vსისტემების ურთიერთქმედება
მოცემული გადაწყვეტილებები კროტოკულად აუცელებელია V2X და V2V და მათი გამოყენება მნიშვნელოვნად იმოქმედებს უპილოტო ავტომობილების უსაფრთხოებაზე.
5G და უპილოტო ავტომობილის ურთიერთქმედება
სიგნალის გავრცელება რთულ პირობებში
ანტენის შრომისუნარიანობის შეფასების შემდგომ, ასევე დასათვლელია გარე ფაქტორების ზემოქმედება. ვინაიდან 5G გამოიყენება მაღალი სიხშირეები, ანტენური სისტემები შედგება მრავალი მცირე ანტენური ელემენტისგან. ანტენური სისტემის შემადგენლობა შესაძლებელი იყოს დამონტაჟებული დამხმარე ინფრასტრუქტურაზე როგორიცაა შუქნიშნები, განათების ბოძები.
ქვემოთ ნაჩვენებია 28 გიგაჰერციანი სიგნალის გავრცელების სიმულაცია მჭიდრო ურბანული განაშენიანების შემთხვევაში. მოდელირებისას გამოიყენება სიგნალის ცხივური გავრცელების მოდელი ურბანულ სივრცეში.
ასეთი სიმულაცია აუცილებელია შემდეგი მონაცემების მიღებისათვის:.
- სხივის ფორმირება და გავრცელება, ანტენური მესერის წარმადობა და სიგნალის დონე, რომელიც მომხმარების დანადგარზე მიიღება.
- სიგნალის ინტერფერენცია საბაზო სადგურებს შორის, ხარვეზები, და გარე ელექტრომაგნიტური გავლენები.
სიგნალის გავრცელების სიმულაცია მჭიდრო ურბანული განაშენიანების შემთხვევაში.
ასევე ადაპტიური ფამ სხივის გავრცელების მოდელირება 28 გიგაჰერციან დიაპაზონშია შესაძლებელი, რომელშიც ავტომობილები ურთიერთქმედებაშია სხვა მოძრავ ობიექტთან. ამ მოდელში მომხმარებლის დანადგარი და ავტოპილოტირებული ავტომობილები განლაგდება 200 დან 500 მეტრამდე მანძილზე საბაზო სადგურიდან, ამასთან თითოეული მათგანი არ მდებარეობს პირდაპირი ხედვის მიმართულებით მარშრუტზე მოძრაობის სრულ პერიოდში. მაქსიმალური გადაცემის მქონე სხივის ფორმირება გამოიყენება ანტენის თითოეულ ელემენტთან მიმართებაში, იმისთივს, რომ სხივი ფოკუსირებული იყოს მოძრავ აბონენტზე, მიუხედავად იმისა თუ რა ზემოქმედებას ახდენს გარე წყარო. ზოგიერთ შემთხვევაში სხივი შეილება არ იყოს პირდაპირ მიმართული აბონენტის დანადგარზე, მაშინ ოპტიმალური გზა, რომლის შემთხვევაში სიგნალი აირეკლება მაქსიმალური სიმძლავრით, რომელიც იძლევა მისი სტაბულურად მიღების საშუალებას აბონენტის ხელსაწყოზე.
საბაზო სადგურის გადაცემის მაქსიმალური კოეფიციენტი რამოდენიმე აბონენტთან ურთიერთობისას ურბანული განაშენიანობის პირობებში
სურათზე ნაჩვენებია საბაზო სადგურის გადაცემის მაქსიმალური კოეფიციენტის დადგენის მაგალითი იმ შემთხვევებისთვის, როდესაც ფორმირდება არხი საბაზო სადგურსა და რამოდენიმე აბონენტს შორის. გრაფიკიდან ჩანს, რომ სიგნალის დონე საგრძნობლად იცვლება და დამოკიდებულია აბონენტის მდებარეობაზე. ასეთი გამოთვლები აუცილებელია და საშუალებას იცვლება შევაფასოთ რამდენად მდგრადი და სტაბილური იქნება კავშირი სხვადასხვა პირობებში და მრავალი აბონენთის არსებობის შემთხვევაში. ამ გამოთვლების მიხედვით იქნება არჩეული სიგნალის გავრცელების ოპტიმალური ზრდა.
რადიოდაგეგმარების სფეროში მნიშვნელოვან ხელსაწყოს წარმოადგენს ASSET Radio (TEOCO).
პროგრამული პლატფორმა საშუალებას იძლევა გამოვთვალოთ რადიოსიხშირული დაფარვა, მონაცემების გადაცემის მოცულობა, ფიჭის პარამეტრები და მოზობელ დანადგარებს შორის უღთიერთქმედება.
პროგრამული უზრუნველყოფა გამოიყენება უსადენო მობილური ფიჭური ქსელებისთვის GSM, UMTS, LTE, 5G. ასევე 2G, 3G и 4G, სისტემების მხარდაჭერის გარდა ASSET 2018 წლიდან არის სრულფასოვანი ინსტრუმენტი 5 G სისტემების დაგეგმარებისთვისაც.
ავტოპილოტირებული ავტომობილების და 5G სიმულაცია
მოდელირება საშუალებას გვაძლევს გავაერთიანოთ ისეთი რთული არეალის მქონე მიმართულება, როგორიცაა 5G და უპილოტო ტრანსპორტი. საბაზო სადგურთან მუდმივი კავშირის უზრუნველყოფა მრავალ-სხივურ გარემოში კრიტიკულია ავტოლიპოტირებადი სატრანსპორტო საშუალებების ნავიგაციისა და უსაფრთხოებისათვის. სურათზე მოცემულია ავტომობილის მარშრუტი მრავალ-სხივურ გარემოში.
ნახატის ზედა მხარეს ნაჩვენები სხივები შეღებილია თითოეული სეგმენტის არეკვლის რაოდენობის მიხედვით. გრაფიკზე ნაჩვენებია სიგნალის გავრცელება ავტომობილის მდგომარეობის ცვლილების (მარშრუტის) მიხედვით. სურათზე კარგად ჩანს რომ სუსტი სიგნალი წარმოიშობა მაშინ, როდესაც ავტომობილი გადის საბაზო სადგურის პირდაპირი ხედვის ზონიდან, ასევე ნაჩვენებია სხივების ურთიერთდადებსი ეფექტის და დიფრაქციის გამო.
ავტომობილის მდებარეობის შესაბამისად სიგნალის დონის დამოკიდებულება
დასასრული
მეხუთე თაობის ქსელზე გადასხვა საკმაოდ საინტერესოამავ დროულად მასშტაბული, მრავალი კომპონენტისგან და ამოცანისგან შემდგარი მასშტაბული პროცესია. ამ ამოცანების ამოხსნის საკითხები აღწერილი იყო მოცემულ სტატიაში. ძირითადად გამოიყენებასიგნალის პარამეტრების, ეფექტების და გავრცელების მიმართულების და გზების კომპიუტერული მოდელირება V2V და V2X სისტემებისათვის, ასევე ჩვეულებრივი მოხმარების დანადგარებისთვის.