Milimetre dalgalarında insan vücudu gölgelemesinin modellenmesi ve karakterize edilmesi

Abstract

5G haberleşmesi Milimetre dalga (mmDalga) bantlarını kullanabileceği için kısa mesafe iç mekân haberleşme linklerinin blokaj açısından kestirimi önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışma kısa mesafe iç mekân haberleşme linklerindeki insan vücudu hareketinin etkilerini karakterize etmek için yapılan bazı ön çalışmaları sunmaktadır. Bildiğimiz kadarıyla, bu çalışma insan vücudu hareketinin bu bant aralığında etkilerini deneysel olarak inceleyen ilk çalışmadır. Bu çalışma ayrıca 28 GHz'de bir insan vücudu tarafından bloklanan bir iç mekân haberleşme linkinin çevresindeki yansıtıcı nesnelerin etkisini karakterize etmek için basit bir yaklaşım sunmaktadır. Metal reflektör ve insan vücudu ile ölçümler yapılarak linke yakın yansıtıcı nesnelerin etkisi irdelenmiştir. Burada, yansıma ve kırınım gibi dalga yayılımının temel mekanizmaları her bir yansıtıcı nesne için hesaba katılmıştır. Metalik reflektör tarafından üretilen zayıflamayı tahmin etmek için yansıma modellemesinde düzgün yansıma modeli kullanılmıştır. Kırınım modellemesinde ise, öte yandan, insan vücudunun neden olduğu zayıylamayı tahmin etmek için Çift Bıçak Kenarlı Kırınım (ÇBKK) modelinden faydalanılmıştır. Sonrasında modellerin tahmin doğruluğunu kestirebilmek için benzetimler ile ölçümler karşılaştırılmıştır. Sonuçlar sunulan basit modellerin iç mekân haberleşme linkleri için düzgün çalıştığını göstermektedir. Dolayısıyla, bu çalışma beşinci nesil (5G) sistemlerin iç mekân haberleşme linkleri yakınındaki çoklu insan vücudunu modellemek için genişletilebilir.

As 5G communication may use Millimetre waves (mmWave) bands, it is essential to estimate short range indoor links from blockage point of view. This study presents some initial studies for characterizing effects of human body movement on short range link. To the best of our knowledge, this study is the first to experimentally examine the effects of human body movement at this band. This study also presents a simple approach to characterize the effects of scattering objects around indoor links at 28 GHz while the link is fully blocked by human body. The effects of scattering objects close to the link were carried out by performing measurements with a metallic reflector and human body. Here, fundamental mechanisms of wave propagation such as reflection and diffraction were accounted for each scattering object. To predict the attenuation produced by metallic reflector, specular reflection model was used in reflection modelling. In diffraction modelling, on the other hand, the double knife-edge diffraction (DKED) model was exploited to predict the attenuation by human body. Simulations were then compared with measurements to estimate the prediction accuracy of the models. Results indicate that presented simple models work well for indoor links. Therefore, the results of this study could be extended to model multiple human body near the indoor links of fifth generation (5G) systems.