Staubsturm- und Beugungsmodellierung für 5G-Spektrum drahtlose Festverbindungen in ariden Regionen

Die ariden Klimaregionen, wie in der Stadt Riyadh (Saudi-Arabien), zeichnen sich durch starke Staubstürme aus, die die Leistung drahtloser Systeme beeinträchtigen können. Darüber hinaus führt das beschleunigte Wachstum vieler hoher Gebäude in einer modernen Stadt wie Riyadh zu Bedingungen ohne Sichtverbindung (NLOS), welche durch den Beugungsmechanismus dargestellt werden, der ebenfalls Attenuationsverluste verursacht, welche die empfangenen drahtlosen Signale beeinflussen. Diese Arbeit präsentiert eine neue Modellierungsstudie zum Einfluss von Staubsturm und Beugungsmechanismus auf drahtlose Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsverbindungen in Riyadh. Diese einzigartige Studie verwendet gemessene Staubsturm-Daten und reale urbane Szenarien, um die drahtlosen Verbindungen zu simulieren und den Einfluss auf die Empfangsleistung basierend auf dem Kriterium der Empfindlichkeit des Empfängers zu untersuchen. Mehrere Frequenzen, die für Systeme der fünften Generation (5G) zugewiesen sind, wurden als Betriebsfrequenzen genutzt. Die Ergebnisse zeigten, dass eine umgekehrte Proportionalität zwischen den Attenuationsverlusten aufgrund von Beugung und der Strecke besteht, über die das Signal zwischen dem Transmitter und dem Empfänger reist, insbesondere wenn entweder der Transmitter oder der Empfänger näher am Beugungsobjekt ist. Diese Studie zeigt, dass höhere Frequenzen zu höheren Beugungsverlusten, höheren Staubsturmlosen sowie höheren freien Raumverlusten führen. Darüber hinaus erfahren bestimmte Millimeterwellenfrequenzen, wie 60 GHz, sehr hohe Verluste aufgrund atmosphärischer Absorption, die nur auf sehr kurzen Verbindungsdistanzen arbeiten können. Außerdem besteht die Notwendigkeit für hochwertige Empfänger, insbesondere für sehr hohe Betriebsfrequenzen.