عناصر مشابهة
تقييم أداء إنتاجية منظومة الجيل الخامس باستخدام تقنية الـ "MIMO" الكثيفة مع نموذج قناة "CDL" بحالة عدم وجود خط نظر
| العنوان بلغة أخرى: | 5G System Throughput Performance Evaluation Using Massive-MIMO Technology with Cluster Delay Line "CDL" Channel Model and Non-Line of Sight "NLOS" Scenarios |
|---|---|
| المصدر: | مجلة صوت الجامعة |
| الناشر: |
الجامعة الإسلامية
|
| المؤلف الرئيسي: | |
| المجلد/العدد: | ع15 |
| محكمة: | نعم |
| الدولة: | لبنان |
| التاريخ الميلادي: | 2021 |
| التاريخ الهجري: | 1442 |
| الصفحات: | 145 - 176 |
| ISSN: | 2227-0442 |
| رقم MD: | 1197351 |
| نوع المحتوى: | بحوث ومقالات |
| اللغة: | Arabic |
| قواعد المعلومات: | IslamicInfo |
| مواضيع: | |
| رابط المحتوى: |
| المستخلص: | حققت منظومة الجيل الرابع للاتصالات الخلوية النقالة (4G) تطورات كبيرة، والمشكلة الأساسية هنا هي أنه مع مرور الزمن والتطور التقني ظهرت الحاجة إلى تطبيقات وخدمات جديدة، وبالتالي أصبحنا بحاجة إلى منظومة جديدة تدعم هذه الأمور، بالإضافة إلى المشكلات التي لم تتمكن منظومة الجيل الرابع من إيجاد حلول لها. من التحديات الأساسية التي تعاني منها منظومة الجيل الرابع (4G) هي إمكانية دعم عدد تجهيزات أكبر، زمن التأخير المنخفض، العمل في الزمن الحقيقي، تأمين سعة أكبر، بالإضافة إلى تأمين معدل نقل بيانات مرتفع والذي تقف عنده هذه المنظومة عاجزة عن دعم العديد من التطبيقات الجديدة. وهذا ما جعل الباحثين يطمحون للتخلص من هذه المشكلات أو تخفيض أثرها إلى أقصى حد، وهذا ما نتوقع تحقيقه في منظومة الجيل الجديد (5G). منظومة الجيل الخامس (5G) هو الاسم الذي يطلق على الجيل الجديد من الاتصالات اللاسلكية الخلوية النقالة. وكما هو متوقع فإن هذه المنظومة الجديدة ستوفر سرعات عالية تتراوح تقريبا بين (Gbps 10) و(Gbps 100) مستقبلا، وهذا ما يعتبر من أهم أسس قوة هذه المنظومة، بالإضافة إلى السعة الكافية والأكبر مما سبق، والتأخير المنخفض، حيث يتراوح زمن التأخير الذي تم توفيره بواسطة منظومة الجيل الرابع (4G) بين 40 msec إلى 60 msec، في حين أنه في (5G) سيكون زمن التأخير بين 1 msec و msec 10. ومن أهم التقنيات الحديثة التي سيتم استخدامها في هذه المنظومة الجديدة هي الـ (Multiple Input and Multiple Output) MIMO الكثيفة التي سيكون لها العديد من الفوائد، مثل تحقيق زيادة في السعة والإنتاجية للمنظومة الجديدة، وهذا ما تحققنا منه في هذا البحث. تم الانطلاق بهذا البحث بداية لتقييم أداء منظومة الجيل الخامس من الاتصالات الخلوية النقالة المعول عليها في حل العديد من المشكلات التي وقف الجيل الرابع عاجزا عن حلها، وإحداها سرعة نقل البيانات والإنتاجية، التي كانت المشكلة البحثية في هذا العمل. تم في هذا البحث دراسة نظام اتصالات الجيل الخامس الخلوي وتقنية (تعدد المداخل والمخارج) MIMO الكثيفة وبعض المفاهيم الأخرى المتعلقة بها، مثل الإنتاجية، وسيناريو اتصال عدم وجود خط نظر، والكفاءة الطيفية، ونموذج قناة الاتصال الجديد المستخدم. يهدف هذا البحث إلى دراسة أداء هذه المنظومة الجديدة (5G) وذلك بالتركيز على معامل سرعة نقل البيانات الواصلة للمستخدم (الطرفية النقالة- mobile station) والذي يقاس في هذه المنظومة بواحدة (Mbps) كونه المعامل الأهم، والذي تم التركيز عليه عالميا عند البدء بوضع معايير هذه المنظومة وتنفيذها، وهو أحد المعاملات المعول عليها لتحقيق العديد من التطبيقات الجديدة التي لن يكون بالإمكان تحقيقها بدونه. ومن أجل الحصول على قيم دقيقة ومعيارية، تم تنفيذ هذه المنظومة برمجيا باستخدام برمجيات Matlab & Simulink بشكل أساس، خصوصا عند القيام برسم المنحنيات، حيث تم الاعتماد على المواصفات الدقيقة للمنظومة كما أصدرتها مجموعة GPP 3، خصوصا في ما يتعلق بموضوع نموذج القناة المستخدم، وقد اعتمدنا على نموذج خاص بهذه المنظومة وفق المعيار المستخدم (5G- New Radio)، ويعتبر بالمقارنة مع النماذج السابقة للأجيال الأخرى التي تمت دراستها بشكل كبير وجديد نسبياً. تم تنفيذ التجارب برمجيا عبر عمليات المحاكاة وقياس النتائج لنماذج CDL الثلاثة والمقارنة بينها بشكل مفصل، والتوصل إلى النموذج الأفضل، ودراسة أثر استخدام تقنية MIMO العادية والكثيفة على سرعة نقل البيانات الواصلة للمستخدم، والتأكيد على أهمية هذه التقنية بالمقارنة مع التقنيات السابقة لها (MIMO العادية) للحصول على أداء وترجمة مستخدم وجودة خدمة أفضل. The fourth-generation system for mobile cellular communications (4G) has achieved great developments. The main problem here is that with time and technology development, the need for new applications and services has emerged. Therefore, we need a new system that supports these matters and the problems that the fourth-generation system could not find solutions to. One of the main challenges faced by the fourth generation (4G) system is the possibility of supporting a larger number of equipment, low delay time, working in real-time, securing greater capacity, in addition to securing a high data transfer rate, at which this system is unable to support many new applications. This is what made researchers aspire to eliminate these problems or reduce their impact to the maximum extent, which we expect to achieve in the new generation (5G) system. The fifth-generation (5G) is the name given to the new generation of mobile cellular wireless communications. As expected, this new system will provide high speeds ranging approximately between 10 Gbps and 100 Gbps in the future. This is considered one of the most important foundations of the strength of this system, in addition to the sufficient and larger capacity than the previous one and the low delay, as the delay time that was provided by the fourth generation (4G) system ranges between 40 msec to 60 msec, while in (5G) The delay time will be between 1 msec and 10 msec. One of the most important modern technologies that will be used in this new system is the dense (Multiple Input and Multiple Output) MIMO, which will have many benefits, such as achieving an increase in the capacity and productivity of the new system, and this is what we verified in this research. This research was started initially to assess the performance of the fifth generation of reliable mobile cellular communications in solving many problems that the fourth generation has been unable to solve, one of which is the speed of data transmission and productivity, which was the research problem in this work. In this paper, the fifth generation cellular communication system and dense MIMO technology and some other related concepts such as throughput, no line of sight communication scenario, spectral efficiency, and the new communication channel model used were studied. This research aims to study the performance of this new system (5G) by focusing on the coefficient of data transmission speed for the user (mobile station), which is measured in this system by one (Mbps) as it is the most important parameter, which was focused on globally when starting to set and implement the standards of this system, and it is one of the reliable transactions to achieve many new applications that would not be possible without it. In order to obtain accurate and standard values, this system was implemented programmatically using Matlab & Simulink software mainly, especially when drawing curves. The exact specifications of the system as issued by the GPP 3 group were relied upon, especially with regard to the issue of the channel model used. We have relied on a special model for this system according to the standard used (5G- New Radio), and it is compared to previous models of other generations that have been studied in a large and relatively new way. The experiments were implemented programmatically through simulations, measuring the results of the three CDL models and comparing them in detail, arriving at the best model, studying the impact of using regular and dense MIMO technology on the speed of data transmission for the user, and emphasizing the importance of this technology compared to its previous technologies (regular MIMO), for better performance, user explanation and quality of service. This abstract was translated by Dar AlMandumah Inc |
|---|
