Dissertação

{en_GB=5G Coverage Optimization using Lower and Higher mmWave Frequency Bands} {} EVALUATED

{pt=Desencadeada pela explosão do tráfego móvel, a 5ª geração (5G) de comunicações móveis promete profundas modificações na arquitetura de rede e nos modos de operação. O uso de bandas de frequência como as ondas milimétricas beneficiarão de maiores larguras de banda para aumentar a capacidade da rede e o débito binário, melhorando a Qualidade de Serviço e a Qualidade da Experiência, enquanto antenas mMIMO e beamforming ajudam a superar a severa atenuação de propagação a frequências mais altas, garantindo cobertura. Esta dissertação avalia modelos de propagação 5G para propagação exterior e transições Exterior-para-Interior (O2I), aplicando-os a cenários de teste em várias faixas de frequência. Como os modelos empregam diferentes equações dependendo da existência de Linha de Vista ou Não Linha de Vista, foi também desenvolvido um algoritmo para determinar deterministicamente se um utilizador tem linha de vista para uma Estação Base ou não. Além disso, esta dissertação apresenta um novo modelo de antena, que lida com beamforming tridimensional e depende exclusivamente dos parâmetros da antena. O modelo foi utilizado para modelar uma antena mMIMO, que apresentou uma melhora de ganho de 8.68 dB em média, no melhor caso, quando comparada a uma antena de tecnologia anterior. Também foi estudado o impacto de diferentes diagramas de radiação, com diversos parâmetros, na cobertura exterior e interior, bem como simulação de cobertura para uma área em Lisboa. Por fim, dados provenientes de três campanhas de medições foram analisados, processados e aplicados a um algoritmo de regressão linear para derivar dois modelos calibrados. , en=Triggered by the explosion of mobile traffic, the 5th Generation (5G) of mobile communications promises deep modifications in the network architecture and operation modes. The use of frequency bands such as Millimeter Waves (mmWaves) will benefit from larger bandwidths to boost network capacity and throughput, improving the Quality of Service (QoS) and Quality of Experience (QoE), while Massive Multiple-Input and Multiple-Output (mMIMO) antennas and beamforming help to overcome the severe attenuation experience at higher frequencies to ensure coverage. This dissertation evaluates 5G propagation models for Outdoor and Outdoor-to-Indoor (O2I) transitions, applying them to testing scenarios at several frequency bands. Since the models employ different equations depending on Line-of-Sight (LOS) or Non-Line-of-Sight (NLOS) conditions, an algorithm was also developed to determine deterministically whether a user is in LOS condition to a Base Station (BS) or not. Furthermore, this dissertation introduces a novel antenna model, which deals with 3-Dimensional (3D) beamforming and exclusively depends on the antenna parameters. It was used to model a mMIMO antenna, which showed a gain improvement of 8.68 dB on average, in the best case, when compared to a legacy-technology antenna. It was also studied the impact of different radiation patterns with diverse parameters in outdoor and indoor coverage, and as well as a coverage simulation for an area in Lisbon. Moreover, data from three measurement campaigns were analyzed, processed and employed to a Linear Regression algorithm in order to derive two calibrated models. }
{pt=5G, Beamforming, Modelos de Propagacão, Linha de Vista, Cobertura, Calibração, en=5G, Beamforming, Propagation Models, Line-of-Sight, Coverage, Calibration}

Julho 30, 2020, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

António José Castelo Branco Rodrigues

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Pedro Manuel de Almeida Carvalho Vieira

ISEL

Professor Adjunto