Информация о работе
Подробнее о работе
вкр Использование датчиков смартфона для борьбы с эффектами микромобильности в терагерцовом диапазоне частот
- 45 страниц
- 2022 год
- 0 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Актуальность данной работы обусловлена быстрым развитием и
созданием новых технологий, которые с каждым годом требуют все более
высокие скорости передачи данных. Активная разработка сетей 6-го поколения
началась уже несколько лет назад. В прошлом году этим озаботились крупные
компании, например, Apple, Intel и т.д.
По оценкам экспертов Терагерцовый диапазон частот(0,3ТГц-300ТГц)
будет использоваться в сетях следующего поколения, а именно 6G. В связи с
уменьшением длины волны станет возможным передавать большие объемы
информации за единицу времени, но с другой стороны это приведет к
появлению определенных проблем. Разработчики уже сталкивались с
данными особенностями при создании сетей пятого поколения, но при
использовании терагерцового диапазона частот эти эффекты будут
усиливаться. Существует целый ряд задач, которые необходимо решить перед
запуском сети шестого поколения в массовое использование:
– Сверхвысокие потери распространения сигнала, которые придется
компенсировать сверхнаправленными антенными решетками.
– Атмосферная абсорбция молекулами воды, на некоторых частотах
потери достигают более 100Дб, эти значения являются критическими для
нормальной передачи данных.
– При создании миниатюрных антенных решеток может возникнуть
проблема перегрева, так как расстояние между антенными элементами будет
порядка 0,5мкм.
– Блокировка прямой видимости, сигнал все еще имеет не нулевое
значение отражения, препятствием для передачи может стать тело человека,
стена и т.д.
Наравне с уже существующими проблемами в сетях шестого поколения
возникает новая, еще не изученная – микромобильность. В процессе использования мобильного устройства пользователь неизбежно вращает его
или смещает по осям, что приводит к периодической потере связи.
Подводя итог, изучение микромобильности абонентских устройств
является одной из самых главных задач в обеспечении качественной
беспроводной связи.
Целью работы является моделирование эффектов микромобильности,
вычисление показателей качества связи и анализ эффективности
использования датчиков смартфона для борьбы с негативными последствиями
данного эффекта.
Список используемых сокращений ................................................................... 4
Введение .................................................................................................................. 5
Глава 1. Эффекты микромобильности в терагерцовом диапазоне частот. 8
1.1. Основные свойства микромобильности ....................................................................... 9
1.2. Эффекты микромобильности при различных сценариях применения
пользовательского устройства ................................................................................................ 13
1.3. Постановка задачи исследования ................................................................................ 17
Глава 2. Алгоритмы моделирования эффектов микромобильности с
поиском луча ........................................................................................................ 19
2.1. Теоретические основы для разработки алгоритма ....................................................... 19
2.2. Алгоритмы движения пользовательского устройства .................................................. 26
2.3. Методы расчета вероятностно-временных характеристик .......................................... 29
Глава 3. Анализ показателей качества ............................................................ 31
3.1. Система без внешней помощи в поиске луча ................................................................ 31
3.2. Система с внешней помощью в поиске луча ................................................................. 35
Заключение ........................................................................................................... 40
Литература ............................................................................................................ 42
Приложение. Листинг программы .................................................................. 45
Оригинальность по АП.Вуз на 27 февраля 2023 года более 70%.
В данной работе проведено математическое моделирование эффектов
микромобильности абонентских устройств в зависимости от различных
показателей (расстояние от базовой станции до пользовательского устройства,
скорость движения пользовательского устройства, вероятности дрифта
смартфона в центр, точности датчиков позиционирования), а также проведен
анализ качества соединения. Данное исследование может быть полезно при
оценке влияния микромобильности на качество связи в сетях терагерцового
диапазона частот и для разработки алгоритмов, которые с помощью датчиков
позиционирования мобильных устройств могут минимизировать негативное
влияние данного эффекта.
1. Moltchanov D. et al. Uninterrupted Connectivity Time in THz Systems
Under User Micromobility and Blockage //2021 IEEE Global
Communications Conference (GLOBECOM). – IEEE, 2021. – С. 01-06.
2. Gerasimenko M. et al. Capacity of multiconnectivity mmWave systems with
dynamic blockage and directional antennas //IEEE Transactions on
Vehicular Technology. – 2019. – Т. 68. – №. 4. – С. 3534-3549.
3. Jornet J. M., Akyildiz I. F. Channel modeling and capacity analysis for
electromagnetic wireless nanonetworks in the terahertz band //IEEE
Transactions on Wireless Communications. – 2011. – Т. 10. – №. 10. – С.
3211-3221.
4. Boronin P. et al. Capacity and throughput analysis of nanoscale machine
communication through transparency windows in the terahertz band //Nano
Communication Networks. – 2014. – Т. 5. – №. 3. – С. 72-82.
5. Moltchanov D. et al. Ergodic Outage and Capacity of Terahertz Systems
Under Micromobility and Blockage Impairments //IEEE Transactions on
Wireless Communications. – 2021.
6. Petrov V. et al. The effect of small-scale mobility on terahertz band
communications //Proceedings of the 5th ACM International Conference on
Nanoscale Computing and Communication. – 2018. – С. 1-2.
7. Stepanov N. V. et al. Statistical Analysis and Modeling of User
Micromobility for THz Cellular Communications //IEEE Transactions on
Vehicular Technology. – 2021.
8. Petrov V. et al. Capacity and outage of terahertz communications with user
micro-mobility and beam misalignment //IEEE Transactions on Vehicular
Technology. – 2020. – Т. 69. – №. 6. – С. 6822-6827.
9. Free-space path loss [Электронный ресурс]: Wikipedia. -URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/Free-space_path_loss // (дата обращения:
10.03.2022)
10. Rappaport T. S. et al. Wireless communications: principles and practice. –
New Jersey : prentice hall PTR, 1996. – Т. 2.
11. Stepanov N. et al. Accuracy assessment of user micromobility models for
THz cellular systems //Proceedings of the 5th ACM Workshop on
Millimeter-Wave and Terahertz Networks and Sensing Systems. – 2021. – С.
37-42.
12. Nain P. et al. Properties of random direction models //Proceedings IEEE 24th
Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications
Societies. – IEEE, 2005. – Т. 3. – С. 1897-1907.
13. Elarabi T., Suprem A. Orientation and displacement detection for
smartphone device based inertial measurement units //2015 IEEE
International Symposium on Signal Processing and Information Technology
(ISSPIT). – IEEE, 2015. – С. 122-126.
14. Elias M., Maas H. G. Investigation on multi-sensor fusion strategies for
improved orientation determination in mobile phone imaging applications
//ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information
Sciences. – 2020. – Т. 5. – №. 1.
15. Kuhlmann T., Garaizar P., Reips U. D. Smartphone sensor accuracy varies
from device to device in mobile research: The case of spatial orientation
//Behavior research methods. – 2021. – Т. 53. – №. 1. – С. 22-33.
16. Дугаева С.А., Молчанов Д.А., Бегишев В.О. // Имитационная модель
поиска луча в системах связи терагерцового диапазона частот в
условиях микромобильности абонентских терминалов//
Информационно-телекоммуникационные технологии и
математическое моделирование высокотехнологичных систем:
материалы Всероссийской конференции с международным участием.
Москва, РУДН, 18–22 апреля 2022 г., стр.102-104. — Москва: РУДН,
2022. — 453 с. : ил.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
