Μελέτη και προσομοίωση επικοινωνιών με χρήση χιλιοστομετρικής ζώνης μήκους κύματος - Millimeter Waveband (mmWave)

Abstract

Η ζώνη συχνοτήτων του χιλιοστομετρικού μήκους κύματος (millimeter wave – mmWave) ή Extremely High Frequency (EHF), αναφέρεται στη φασματική περιοχή από 3 έως 300 GHz. Υπάρχει τεράστιο απόθεμα φάσματος στη συγκεκριμένη συχνοτική περιοχή, πολλές υποζώνες του οποίου παρουσιάζουν πολύ καλή συμπεριφορά αναφορικά με την ασύρματη διάδοση, επιτυγχάνοντας πολύ υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων. Η σχεδίαση συστημάτων επικοινωνιών με χρήση συχνοτήτων mmWave θα πρέπει να υπερκεράσει το βασικό περιορισμό που επιφέρει στη μετάδοση το πολύ μικρό μήκος κύματος, που είναι η μικρή εμβέλεια. Αυτό μεταξύ άλλων, μπορεί να επιτευχθεί με ανάπτυξη δεκτών υψηλής ευαισθησίας, εκπομπή υψηλής κατευθυντικότητας και χρήση κεραιών υψηλής απολαβής. Παρόλα αυτά, το βραχύ μήκος κύματος επιτρέπει σε κεραίες μικρού μεγέθους να επιτύχουν δέσμη εκπομπής πολύ μικρού πλάτους, αυξάνοντας κατά αυτό τον τρόπο τη βέλτιστη χρήση του φάσματος, μέσω της μεγαλύτερης επαναχρησιμοποίησης των συχνοτήτων και της ταυτόχρονης αποφυγής παρεμβολών από γειτονικές εκπομπές σημάτων. Για αυτό το λόγο, η χρήση συχνοτήτων mmWave στις ασύρματες επικοινωνίες αποτελεί αντικείμενο που απασχολεί την ερευνητική κοινότητα, ιδίως για την υλοποίηση των δικτύων 5ης γενιάς. Κατά συνέπεια, τα συστήματα mmWave θεωρούνται ως ένα ραγδαία εξελισσόμενο πεδίο των δικτύων νέας γενιάς και η θεωρητική μελέτη και η προσομοίωση τοπολογιών αυτών των συστημάτων θα οδηγήσουν σε μία ολοκληρωμένη αποτύπωση των ζητημάτων της συγκεκριμένης ερευνητικής περιοχής.