Kolmiulotteinen geometriaan perustuva stokastinen radiokanavamalli: parametrointi ja validointi 10 GHz:n taajuusalueella

Väitöstilaisuuden tiedot

Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika

Väitöstilaisuuden paikka

Linnanmaa, Kaljusensali (KTK112)

Väitöksen aihe

Kolmiulotteinen geometriaan perustuva stokastinen radiokanavamalli: parametrointi ja validointi 10 GHz:n taajuusalueella

Väittelijä

Diplomi-insinööri Antti Roivainen

Tiedekunta ja yksikkö

Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, CWC – Radioteknologiat

Oppiaine

Tietoliikennetekniikka

Vastaväittäjä

Professori Luis M. Correia, Telecommunications at the Department of Electrical and Computer Engineering (DEEC), IST, University of Lisbon, Lisbon Portugal

Kustos

Akatemiaprofessori Matti Latva-aho, Oulun yliopisto

Lisää tapahtuma kalenteriin

Mittauksiin perustuva tilastollinen radiokanavan karakterisointi 10 GHz:n taajuusalueella

Nykyiset yleisesti käytössä olevat radiokanavamallit on toteutettu pääasiassa alle 6 GHz:n taajuusalueelle. Tiedonsiirtomäärän valtava kasvaminen ja tietoliikenneverkkojen ruuhkautuminen pakottavat uusien taajuusalueiden käyttöönottamista tulevaisuuden langattomissa viidennen sukupolven tietoliikennejärjestelmissä.

Väitöskirjassa määritetään tilastolliset parametrit kolmiulotteiselle geometriaan perustuvalle stokastiselle radiokanavamallille 10 GHz:n taajuusalueella perustuen mitattuun radiokanavaan. Väitöskirja koostuu kolmesta pääalueesta: radiokanavamittaukset, radiokanavamallin tilastollisten parametrien määrittäminen ja mallin varmentaminen määritellyillä parametreilla.

Moniantennijärjestelmällä (MIMO) tehdyt kanavamittaukset toteutettiin kaksikerroksisessa aulaympäristössä sekä kaupunkipiensoluympäristössä. Mittaukset tehtiin vektoripiirianalysaattorilla ja kaksoispolaroiduilla virtuaaliantenniryhmillä 500 MHz kaistanleveydellä. Jälkikäsiteltyä dataa, jossa mittausantennien vaikutukset on poistettu, verrattiin mittausympäristön karttaan pohjautuvasta deterministisestä radiokanavamallista saatuun dataan. Tulokset osoittivat hyvän yhteensopivuuden mitattujen ja mallista saatujen radioaallon etenemisteiden välillä. Lisäksi monikerroksisen lasin ja betoniseinän läpäisyvaimennusta tutkittiin toteuttamalla radiokanavamittaukset lähetinantennin ollessa ulkona ja vastaanotinantennin ollessa sisällä.

Tuloksista havaitaan, että radioaallon etenemisteiden viive- ja kulmahajonnat ovat pienemmät verrattaessa niitä yleisesti käytössä oleviin matalampien taajuuksien malleihin. Tulokset osoittavat myös peiliheijastuksen olevan diffuusisirontaa merkitsevämpi radioaallon etenemismekanismi. Monikerroksisen lasin läpäisyvaimennus on samankaltainen kuin alemmilla taajuuksilla, kun sitä vastoin betoniseinän vaimennus on hieman suurempi kuin alemmilla (< 6 GHz) taajuuksilla.

Lopulta varsinainen radiokanavamalli varmennetaan määritellyillä tilastollisilla parametreilla. Radiokanavasimuloinnit suoritetaan käyttäen määriteltyjä mallin tilastollisia parametreja ja simuloitua radiokanavaa verrataan mitattuun radiokanavaan eri vertailumittareiden avulla. Tulosten perusteella todetaan että simuloimalla saavutettu radiokanava on yhteensopiva mitatun radiokanavan kanssa. Täten työssä määriteltyä tilastollista radiokanavamallia voidaan hyödyntää tulevaisuuden viidennen sukupolven tietoliikennejärjestelmien suunnittelussa 10 GHz:n taajuusalueella.
Viimeksi päivitetty: 27.4.2017