MODELING AND CHARACTERIZATION OF HUMAN BODY SHADOWING AT MILLIMETER WAVES
Date
2022-01-26
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
As 5G communication may use Millimetre waves (mmWave) bands, it is essential to
estimate short range indoor links from blockage point of view. This study presents
some initial studies for characterizing effects of human body movement on short range
link. To the best of our knowledge, this study is the first to experimentally examine
the effects of human body movement at this band. This study also presents a simple
approach to characterize the effects of scattering objects around indoor links at 28 GHz
while the link is fully blocked by human body. The effects of scattering objects close
to the link were carried out by performing measurements with a metallic reflector and
human body. Here, fundamental mechanisms of wave propagation such as reflection
and diffraction were accounted for each scattering object. To predict the attenuation
produced by metallic reflector, specular reflection model was used in reflection
modelling. In diffraction modelling, on the other hand, the double knife-edge
diffraction (DKED) model was exploited to predict the attenuation by human body.
Simulations were then compared with measurements to estimate the prediction
accuracy of the models. Results indicate that presented simple models work well for
indoor links. Therefore, the results of this study could be extended to model multiple
human body near the indoor links of fifth generation (5G) systems.
Description
MİLİMETRE DALGALARINDA İNSAN VÜCUDU GÖLGELEMESİNİN
MODELLENMESİ VE KARAKTERİZE EDİLMESİ
ÖZ: 5G haberleşmesi Milimetre dalga (mmDalga) bantlarını kullanabileceği için kısa mesafe iç mekân haberleşme linklerinin blokaj açısından kestirimi önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışma kısa mesafe iç mekân haberleşme linklerindeki insan vücudu hareketinin etkilerini karakterize etmek için yapılan bazı ön çalışmaları sunmaktadır. Bildiğimiz kadarıyla, bu çalışma insan vücudu hareketinin bu bant aralığında etkilerini deneysel olarak inceleyen ilk çalışmadır. Bu çalışma ayrıca 28 GHz’de bir insan vücudu tarafından bloklanan bir iç mekân haberleşme linkinin çevresindeki yansıtıcı nesnelerin etkisini karakterize etmek için basit bir yaklaşım sunmaktadır. Metal reflektör ve insan vücudu ile ölçümler yapılarak linke yakın yansıtıcı nesnelerin etkisi irdelenmiştir. Burada, yansıma ve kırınım gibi dalga yayılımının temel mekanizmaları her bir yansıtıcı nesne için hesaba katılmıştır. Metalik reflektör tarafından üretilen zayıflamayı tahmin etmek için yansıma modellemesinde düzgün yansıma modeli kullanılmıştır. Kırınım modellemesinde ise, öte yandan, insan vücudunun neden olduğu zayıflamayı tahmin etmek için Çift Bıçak Kenarlı Kırınım (ÇBKK) modelinden faydalanılmıştır. Sonrasında modellerin tahmin doğruluğunu kestirebilmek için benzetimler ile ölçümler karşılaştırılmıştır. Sonuçlar sunulan basit modellerin iç mekân haberleşme linkleri için düzgün çalıştığını göstermektedir. Dolayısıyla, bu çalışma beşinci nesil (5G) sistemlerin iç mekân haberleşme linkleri yakınındaki çoklu insan vücudunu modellemek için genişletilebilir.
ÖZ: 5G haberleşmesi Milimetre dalga (mmDalga) bantlarını kullanabileceği için kısa mesafe iç mekân haberleşme linklerinin blokaj açısından kestirimi önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışma kısa mesafe iç mekân haberleşme linklerindeki insan vücudu hareketinin etkilerini karakterize etmek için yapılan bazı ön çalışmaları sunmaktadır. Bildiğimiz kadarıyla, bu çalışma insan vücudu hareketinin bu bant aralığında etkilerini deneysel olarak inceleyen ilk çalışmadır. Bu çalışma ayrıca 28 GHz’de bir insan vücudu tarafından bloklanan bir iç mekân haberleşme linkinin çevresindeki yansıtıcı nesnelerin etkisini karakterize etmek için basit bir yaklaşım sunmaktadır. Metal reflektör ve insan vücudu ile ölçümler yapılarak linke yakın yansıtıcı nesnelerin etkisi irdelenmiştir. Burada, yansıma ve kırınım gibi dalga yayılımının temel mekanizmaları her bir yansıtıcı nesne için hesaba katılmıştır. Metalik reflektör tarafından üretilen zayıflamayı tahmin etmek için yansıma modellemesinde düzgün yansıma modeli kullanılmıştır. Kırınım modellemesinde ise, öte yandan, insan vücudunun neden olduğu zayıflamayı tahmin etmek için Çift Bıçak Kenarlı Kırınım (ÇBKK) modelinden faydalanılmıştır. Sonrasında modellerin tahmin doğruluğunu kestirebilmek için benzetimler ile ölçümler karşılaştırılmıştır. Sonuçlar sunulan basit modellerin iç mekân haberleşme linkleri için düzgün çalıştığını göstermektedir. Dolayısıyla, bu çalışma beşinci nesil (5G) sistemlerin iç mekân haberleşme linkleri yakınındaki çoklu insan vücudunu modellemek için genişletilebilir.
Keywords
engineering systems