Исследование ортогональности лучей антенной решетки
https://doi.org/10.55648/1998-6920-2025-19-3-76-94
Аннотация
Технология множественного ввода - множественного вывода (MIMO) благодаря системе формирования луча и управления направлением луча (beamforming) является ключевой технологией, которая оказывает существенное влияние на повышение спектральной эффективности систем беспроводной связи пятого поколения (5G). Основная идея данной технологии - пространственное разделение пользователей, одновременная передача символов нескольких пользователей на одном элементе частотно-временного ресурса за счет их пространственного мультиплексирования. Благодаря возможности многократного использования одинаковых частотно-временных ресурсов в различных лучах общей антенной системы растет эффективность использования полосы частот. Однако широкое использование в соседних лучах одинаковых частотно-временных ресурсов приводит к возникновению помех между соседними лучами (межлучевая интерференция) в антенной системе. Оценка уровня этой интерференции является одной из наиболее важных процедур при пространственном планировании современных беспроводных сетей. В данной статье предложены методика определения влияния направления и ширины соседних лучей на уровень интерференции между этими лучами, позволяющая путём деления диаграммы направленности луча на доли, снижать уровень таких помех. Предложен также новый метод расположения соседних лучей, позволяющий уменьшить уровень интерференции между лучами. На основе проведённых исследований определён выигрыш от предложенной методики в скорости передачи в луче.
Об авторах
Исфандиёр Вакосович Алиев
Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Россия
Россия
аспирант кафедры цифрового телерадиовещания и систем радиосвязи СибГУТИ
Владимир Иванович Носов
Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Россия
Россия
ЦТРВ и СРС, профессор, 5119-0176
Список литературы
1. Ахмед, И.; Хаммари, Х.; Шахид, А.; Муса, А.; Ким, К.С.; Портер, Э.Д.; Моерман, И. Обзор гибридных методов формирования луча в 5G: перспективы архитектуры и системной модели. IEEE Commun. Surv. Tutor. 2018, 20, 3060–3097.
2. Махмуд, Н.Х.; Педерсен, К.И.; Могенсен, П. Межсотовая координация с учетом помех для систем 5G. IEEE Access 2017, 5, 2339–2350
3. Фернандес, Ф.; Ашихмин, А.; Марцетта, Т.Л. Межсотовые помехи в неинтегрированных крупномасштабных антенных системах TDD. IEEE J. Sel. Areas Commun. 2013, 31, 192–201
4. Сюэ, К.; Ли, Б.; Цзо, К.; Янь, З.; Ян, М. Пропускная способность сотовой сети 5G с межлучевыми помехами. В материалах Международной конференции IEEE 2016 по обработке сигналов, коммуникациям и вычислениям (ICSPCC), Гонконг, Китай, 5–8 августа 2016 г.; стр. 1–5
5. Томас Л. Марцетта. Несогласованная сотовая связь с неограниченным количеством антенн базовых станций // IEEE Transactions on Wireless Communications, том 9, № 11, ноябрь 2010 г.
6. Али Э., Исмаил М., Нордин Р. и Абдула Н. Ф. (2017). Методы формирования луча для систем Massive MIMO в 5G: обзор, классификация и тенденции для будущих исследований. Границы информационных технологий и электронной инженерии.
7. Слюсар, В. И. Цифровое формирование луча в системах связи: будущее рождается сегодня / В. И. Слюсар // Электроника. – НТБ, 2001. – №1. – С. 6-12.
8. Кубанов В. П. Направленные свойства антенных решеток. — Самара: ПГУТИ, 2011. – 56 с.
9. Баланис, К. А. Теория антенн: анализ и проектирование: второе издание / К. А. Баланис. – Нью-Йорк: John Willey & Sons, 1997. – 941 с.
10. Хансен, Р. С. Антенны с фазированной решеткой / Р. С. Хансен. – Нью-Йорк: John Willey & Sons, 2001. – 489 с.
11. Гениатулин, К. А. Частотно-территориальное планирование системы подвижной спутниковой связи с зональным обслуживанием / К. А. Гениатулин, В. И. Носов // Вестник СибГУТИ: научный журнал. – Новосибирск, 2011, – № 1 (13). – С. 17-27.
12. Гениатулин, К. А. Планирование систем спутниковой связи с зональным обслуживанием / К. А. Гениатулин, В. И. Носов // Вестник СибГУТИ: научный журнал. – Новосибирск, 2009, – № 4. – С. 11-22.
13. Эль-Джабу, Б. Сотовая связь с использованием воздушных платформ / Б. Эль-Джабу, Р. Стил // IEEE Transactions on Vehicular Technology. – 2001. – т. 50. – С. 686-700.
14. 64 ИЛИ 128 АНТЕНН? URL: https://ma-mimo.ellintech.se/2018/08/22/64-or-128-antennas/ (дата обращения 15.02.2024).
15. Эриксон Дж., Карванен Дж. и Койвунен В. (2000), Адаптивная оценка максимального правдоподобия распределения источников в модели ICA, Материалы второго международного семинара по анализу независимых компонентов и слепому разделению источников (ICA 2000), 227–232.
16. Data sheet 3GPP TS 38.214 version 16.2.0 Release 18 URL: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.214 (дата обращения 15.04.2025).
17. Алиев И. В., Носов В. И. Анализ проблемы развертывания при планировании покрытия сети 5G // Вестник СибГУТИ. 2024. Т. 18, № 2. С. 13–31.
18. Носов В.И., Красиков М.С. Исследование влияния боковых лепестков кольцевых антенных решеток на соотношение сигнал/шум в сетях подвижной спутниковой связи на основе технологии IMT-Advanced // Телекоммуникации. — 2018. — № 11, с. 23–29
19. Harry L. Van Trees Optimum Array Processing Part IV of Detection, Estimation, and Modulation Theory; John Wiley & Sons, Inc.: New York, NY, USA, 2002, p. 1470
20. T. L. Marzetta, “Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas,” IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 9, no. 11, pp. 3590-3600, Nov. 2010.
21. Vieira, J., Malkowsky, S., Nieman, K., Miers, Z., Kundargi, N., Liu, L., ... & Tufvesson, F. (2014, December). A flexible 100 antenna testbed for massive MIMO. In Globecom Workshops (GC Wkshps), 2014 (pp. 287-293).
Рецензия
Для цитирования:
Алиев И.В., Носов В.И. Исследование ортогональности лучей антенной решетки. Вестник СибГУТИ. 2025;19(3):76-94. https://doi.org/10.55648/1998-6920-2025-19-3-76-94
For citation:
Aliev I.V., Nosov V.I. Investigation of the orthogonality of antenna array beams. The Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science. 2025;19(3):76-94. (In Russ.) https://doi.org/10.55648/1998-6920-2025-19-3-76-94
Просмотров:
38
Послать статью по эл. почте 
