5G Millimeter Wave Communications for High Speed Trains

Authors : Berna BULUT

Pages : 172-177

Doi:10.31590/ejosat.779652

View : 19 | Download : 18

Publication Date : 2020-08-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Araçlara kesintisiz yüksek veri hızı bağlantısı sağlamak, 5G ağları için bir ön koşuldur. 6 GHz altı bantlar kalabalıklaştığı ve yüksek veri hızı iletişimini desteklemekte zorlandığı için milimetre dalga (mmWave) bantları araştırmacıları cezbetmiştir. Bu nedenle, bu makalede, 5G'nin dikey uygulamalarından biri olarak kabul edilen yüksek hızlı trenler (HST) için mmWave teknolojisi araştırılmıştır. Özellikle, iki aday frekans bandı, yani 28 GHz ve 60 GHz, dikkate alınmıştır. Gelişmiş sistem seviyeli simulator kullanılarak, sistem performansı ulaşılabilir veri hacmi (veri hızı) ve kapsama alanı (baz istasyonları arası mesafe) açısından 2 km'lik bir ray hattı boyunca her iki aday 5G frekans bandı için değerlendirilir. Buna ilave olarak sistem performansı farklı hüzme genişliği ve tren hızları için de değerlendirilir. Sonuçlar, açık görüş hattı (LoS) senaryoları için, dar bir hüzme (12⁰ gibi) kullanılsa bile her iki frekans bandında da HST'lere yüksek veri hızları ve kesintisiz bağlantı sağlanabileceğini gösterir. Yani 28 GHz frekans bandı kullanıldığında ortalama 4.5 Gbps veri hızı ve 1700 m kapsama alanı, 60 GHz frekans bandı kullanıldığında ortalama 2 Gbps veri hızı ve 1400 m kapsama alanı elde edilmiştir. Farklı tren hızları incelendiğinde, dikkate alınan senaryo LoS olduğu için tren hızı arttığında, veri hızı sonuçlarında hafif bir azalma olduğu gözlenmektedir. Kapsamlı simülasyon sonuçları ve analizlerine dayanarak, 5G mmWave haberleşmesinin HST uygulamalarına güvenilir gigabit bağlantısı sağlamak için uygun bir çözüm olduğu sonucuna varılmıştır.
Keywords : 5G, Milimetre Dalga Haberleşmesi, V2X, Yüksek Hızlı Trenler