ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РАДІОТРАКТІВ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ 5G/6G
EVALUATION OF RADIO PATH PARAMETERS OF INFOCOMMUNICATION SYSTEMS 5G/6G
Сторінки: 53-60. Номер: №6, 2022 (315) 
Автори:
ВАСИЛЬКІВСЬКИЙ Микола
Вінницький національний технічний університет
ORCID ID: 0000-0002-6586-2563
e-mail: mvasylkivskyi@gmail.com
КОЛОМІЄЦЬ Альона
Вінницький національний технічний університет
ORCID: 0000-0002-7665-6247
e-mail: alona.kolomiets.vnt@gmail.com
БУДАШ Михайло
Вінницький національний технічний університет
e-mail: mika@budash.dp.ua
VASYLKIVSKYI Mykola
KOLOMIETS Alyona
BUDASH Mykhailo
Vinnytsia National Technical University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6-53-60
Анотація мовою оригіналу
Здійснено дослідження параметрів радіотракту для обґрунтування можливості розширення інтегрованого багаторівневого спектра 5G/6G та підвищення ефективності станційного обладнання інфокомунікаційних систем наступного покоління. В роботі наведено результати досліджень пропускної здатності каналу передачі в ТГц-діапазоні, враховуючи потужність передачі та шуми компонентів сучасних телекомунікаційних систем, а також вплив атмосферного згасання. Здійснено представлення ідеї нового спектра, можливості та проблеми використання ТГц-діапазону як для зв’язку, так і для сканування. Також здійснено опис процесу моделювання та вимірювання нових каналів поряд з високочастотними діапазонами, для сценаріїв із великими апертурними решітками, неназемними мережами та скануванням у міліметрових та ТГц-діапазонах. Визначено вдосконалені методи вирішення технічних проблем, виявлених в системах 5G, такі як мобільність та покриття, а також проблеми реалізації телекомунікаційного обладнання. Визначено, що використання спектра міліметрового діапазону буде значно покращено за рахунок вдосконалення технологій, пов’язаних з матеріалами, радіочастотними компонентами та обробкою сигналів. Таким чином, з’являється можливість досягнення надвисокої швидкості передачі даних та високоточної роздільної здатності сканування.
Ключові слова: радіотракт, обладнання інфокомунікаційних систем наступного покоління, система 5G, надвисока швидкість передачі даних, високоточна роздільна здатність сканування.
Розширена анотація англійською мовою
A study of the parameters of the radio path was carried out to substantiate the possibility of expanding the integrated multi-level spectrum of 5G/6G and increasing the efficiency of the station equipment of the next generation information communication systems. The paper presents the results of research into the bandwidth of the transmission channel in the THz range, taking into account the transmission power and noise of the components of modern telecommunication systems, as well as the influence of atmospheric attenuation. The idea of a new spectrum, possibilities and problems of using the THz range for both communication and scanning were presented. It also describes the process of modeling and measuring new channels along high-frequency bands, for scenarios with large aperture arrays, non-terrestrial networks, and scanning in millimeter and THz bands.
Improved methods for solving technical problems identified in 5G systems, such as mobility and coverage, as well as implementation problems of telecommunications equipment, are identified. In particular, to facilitate the optimal design of radio technologies in 6G systems, it is necessary to model transmission channels with higher accuracy. In addition, to improve the transmission characteristics of millimeter waves, improvements are needed in the radio signal beamforming technology, in particular in beamforming during the scanning process. It is determined that the use of the millimeter range spectrum will be significantly improved due to the improvement of technologies related to materials, radio frequency components and signal processing. Thus, it becomes possible to achieve ultra-high data transfer speed and high-precision scanning resolution.
A study of the theoretical foundations of the creation of new devices, the design of electronic, photonic and hybrid receivers, large-sized antenna arrays, gratings on a common crystal or case, and new technologies for the formation of materials for the manufacture of gratings, which ensure the rapid development of communication technologies in the THz range, was carried out. time identified the need for further research in the field of designing powerful high-frequency devices, new materials for antennas and RF transistors, receiver architecture, channel modeling, grating signal processing, and energy efficiency issues. The 6G radio path has been studied, which will contain new capabilities and provide new services using new wireless technologies. It is determined that the 6G system will include many new elements, such as new spectrum, new channels, new materials, new antennas, new computing technologies and new end devices. THz spectrometry at 6G has been found to have many potential applications in health care, industry, food quality control, and the environment, as the vibrational and rotational frequencies of most molecules lie in the THz range. THz spectrometry is of considerable interest due to its ability to provide continuous real-time information through dynamic, non-invasive, passive and non-contact measurements. Of particular note is that THz spectrometry provides results comparable to professional CT or MRI machines, but with a much safer and more portable functional process.
Keywords: radio path, next-generation information communication system equipment, 5G system, ultra-high data transfer rate, high-precision scanning resolution.
Література
- Yu Z., Chen Y., Wang G., Gao W., Han C. Wideband channel measurements and temporal-spatial analysis for terahertz indoor communications, in Proc. 2020 IEEE International Conference on Communications Workshops. IEEE, 2020, pp. 1–6.
- Chen W., Bai L., Tang W., Jin S., Jiang W. X., Cui T. J. Angle-dependent phase shifter model for reconfigurable intelligent surfaces: Does the angle-reciprocity hold? IEEE Communications Letters, 2020.
- Васильківський М. В. Оцінювання енергетичних характеристик радіоканалів міліметрового діапазону / М. В. Васильківський, О. І. Мельничук, О. В. Стальченко // Матеріали I Міжнародної науково-технічної конференції “Сучасні проблеми інфокомунікацій, радіоелектроніки та наносистем (СПІРН-2019)», Вінниця, 14-16 листопада 2019 р. – С. 80–81.
- Васильківський М. В. Оптимізація параметрів інфокомунікаційних мереж п’ятого покоління / М. В. Васильківський, С. О. Болдинюк // Матеріали I Міжнародної науково-технічної конференції “Сучасні проблеми інфокомунікацій, радіоелектроніки та наносистем (СПІРН-2019)», Вінниця, 14-16 листопада 2019 р. – С. 68–69.
- Кичак В. М. Технології надпровідних приймачів терагерцового діапазону / В. М. Кичак, М. В. Васильківський // Матеріали тринадцятої міжнародної науково-технічної конференції “Перспективи телекомунікацій”, 15–19 квітня 2019 р. – Київ : Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”. – С. 222–224.
References
- Yu Z., Chen Y., Wang G., Gao W., Han C. Wideband channel measurements and temporal-spatial analysis for terahertz indoor communications, in Proc. 2020 IEEE International Conference on Communications Workshops. IEEE, 2020, pp. 1–6.
- Chen W., Bai L., Tang W., Jin S., Jiang W. X., Cui T. J. Angle-dependent phase shifter model for reconfigurable intelligent surfaces: Does the angle-reciprocity hold? IEEE Communications Letters, 2020.
- Vasylkivskyi M. V. Otsiniuvannia enerhetychnykh kharakterystyk radiokanaliv milimetrovoho diapazonu / M. V. Vasylkivskyi, O. I. Melnychuk, O. V. Stalchenko // Materialy I Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii “Suchasni problemy infokomunikatsii, radioelektroniky ta nanosystem (SPIRN-2019)», Vinnytsia, 14-16 lystopada 2019 r. – S. 80–81.
- Vasylkivskyi M. V. Optymizatsiia parametriv infokomunikatsiinykh merezh piatoho pokolinnia / M. V. Vasylkivskyi, S. O. Boldyniuk // Materialy I Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii “Suchasni problemy infokomunikatsii, radioelektroniky ta nanosystem (SPIRN-2019)», Vinnytsia, 14-16 lystopada 2019 r. – S. 68–69.
- Kychak V. M. Tekhnolohii nadprovidnykh pryimachiv terahertsovoho diapazonu / V. M. Kychak, M. V. Vasylkivskyi // Materialy trynadtsiatoi mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii “Perspektyvy telekomunikatsii”, 15–19 kvitnia 2019 r. – Kyiv : Natsionalnyi tekhnichnyi universytet Ukrainy “Kyivskyi politekhnichnyi instytut imeni Ihoria Sikorskoho”. – S. 222–224.
