Zukünftige drahtlose Kommunikationssysteme werden ihren Betriebsfrequenzbereich von den Sub-6 GHz-Bändern auf die Millimeterwellenbänder ausweiten, um höhere Datenraten zu erreichen. Um die unterschiedlichen Ausbreitungseigenschaften der beiden Frequenzbänder zu untersuchen, ist es unerlässlich, mehrbandige Kanalmessungen durchzuführen. In dieser Dissertation werden dynamische Kanalmessungen mit einem Messaufbau durchgeführt, die einen fairen Vergleich zwischen den Sub-6 GHz-Bändern und Millimeterwellenbändern ermöglichen. Die Messungen werden in einer Innenraumumgebung bei Trägerfrequenzen von 2,55 GHz und 25,5 GHz bei Sendergeschwindigkeiten von 50 km/h und 100km/h durchgeführt. Basierend auf den erfassten Messdaten wird eine vergleichende Analyse der Mehrband-Ausbreitungseigenschaften durchgeführt. Insbesondere werden die Kanäle hinsichtlich der RMS-Verzögerungsverbreitung, des Rician-K-Faktors, der RMS-Doppler-Verbreiterung sowie der RMS-Winkel-Verbreiterung verglichen. Darüber hinaus bewertet diese Arbeit die Systemleistung in beiden Frequenzbändern hinsichtlich der erreichbaren spektralen Effizienz (SE), die aus den gemessenen Kanälen ermittelt wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterschiede bei den Parametern im Verzögerungsbereich (RMS-Verzögerungsverbreiterung und Rician-K-Faktor) und im Winkelbereich (RMS-Winkel-Verbreiterung) relativ gering sind und sich wahrscheinlich nicht wesentlich auf das Systemdesign auswirken. Die RMS-Doppler-Verbreiterung nimmt jedoch proportional zur Trägerfrequenz und zur Sendergeschwindigkeit zu, wodurch die Kanalzustandsinformationen bei Millimeterwellenbändern viel schneller veralten. Dies führt zu einer erheblichen Leistungsbeschränkung für Millimeterwellenbänder-Systeme, die in dynamischen Szenarien betrieben werden.Diese künftigen Millimeterwellenbänder-Systeme werden die Multiple-Input- Multiple-Output-Technologie (MIMO) integrieren, um eine ausreichende Verbindungsreserve zu gewährleisten, und sollen in Verbindung mit Sub-6- GHz-Systemen eingesetzt werden. In der Regel basiert die Konfiguration einer MIMO-Kommunikationsverbindung auf der Schätzung der Kanalzustandsinformationen. Bei Millimeterwellen-Frequenzen ist diese Schätzung aufgrund des niedrigen Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) vor der Strahlformung jedoch schwer zu ermitteln. Im zweiten Teil dieser Dissertation wird eine neuartige Methode zur Schätzung von Millimeterwellen-MIMO-Kanälen vorgeschlagen, bei der Außerbandinformationen aus einem Sub-6-GHz-Band genutzt werden. Die Leistung der vorgeschlagenen Methode wird zusammen mit den state-of-the-art In-Band-Methoden durch Simulationen mit Schwerpunkt auf der erreichbaren SE bewertet. Die Analyse untersucht den Einfluss von Parametern wie dem Rician-K- Faktor, dem SNR, der Anzahl der Antennen, der Geschwindigkeit, der Anzahl der Pilotsymbole und verschiedenen Anwendungsszenarien. Darüber hinaus wird die vorgeschlagene Methode in vollständig digitalen MIMO-Systemen mit niedriger Auflösung hinsichtlich Energieeffizienz (EE) und Leistungsverbrauch untersucht. Zusätzlich wird eine Analyse der Rechenkomplexität und des Trainings-Overheads bereitgestellt. Schließlich wird die Leistung der vorgeschlagenen Methode durch Kanalmessungen validiert, die sowohl in Sichtverbindungsszenarien (LOS) als auch in Nicht Sichtverbindungsszenarien (NLOS) durchgeführt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene Methode die In-Band-Kanalschätzung in Bezug auf die SE übertrifft, insbesondere in Szenarien mit niedrigem SNR und hohem K-Faktor.
Faruk Pasic (Sun,) studied this question.