Анализ непрерывности пользовательской сессии в беспроводных системах терагерцевого диапазона

В настоящее время внимание производителей оборудования и операторов связи обращено на сети следующего, шестого (6G), поколения, работающие на частотах терагерцевого (ТГц) диапазона. Однако использование диапазона чрезвычайно высоких частот приводит к существенным потерям при распространении сигнала, для сокращения которых приходится использовать меньшую ширину диаграммы направленности как на стороне базовой станции (БС), так и на стороне пользовательского устройства (ПУ), что позволяет добиться высоких коэффициентов усиления сигнала. В результате эти системы оказываются подвержены влиянию не только динамической блокировки линии прямой видимости до БС, но и микромобильности, т. е. незначительного изменения ориентации устройства относительно своего центра. Негативные эффекты этих явлений можно смягчить, используя функциональные возможности множественного подключения, или принципа мультисвязности, позволяющего пользователям подключаться к нескольким БС одновременно, а затем переключаться между ними в случае потери сигнала. В работе представлена математическая модель для анализа вероятности успешного завершения сессии в условиях блокировки прямой видимости и микромобильности, построенная с учетом особенностей распространения сигнала в ТГц-диапазоне, плотности развертывания БС, а также функциональных возможностей множественного подключения. Полученные результаты показывают, что положительный эффект от множественного подключения наблюдается при одновременном использовании до 5 каналов связи и существенно зависит от длительности допустимого интервала отсутствия связи, вызванного процедурой поиска луча.

Terahertz (THz) band is considered as the main candidate for new radio access technology in sixth-generation (6G) cellular systems. Requiring large antenna arrays at base station (BS) and user equipment (UE) sides to compensate for extreme path losses, THz systems will utilize extremely directional antenna radiation patterns. As a result, the performance of these systems will be severely affected by not only blockage but also UE micromobility in hands of a user. The negative effects of these phenomena can be alleviated by utilizing the multiconnectivity functionality that allows UE to maintain two or more links to nearby BSs and use them when the currently active link is lost. By accounting for THz specific propagation, antenna and beam searching design, the density of THz BS deployment, and multiconnectivity operation, the successful session completion probability under both types of impairments has been investigated. The present results indicate that the gains of multiconnectivity are observed up to 5 simultaneously supported links and heavily depend on the application outage tolerance time and are mostly affected by micromobility. To improve it, one needs to ensure that the application may tolerate outage caused by beam searching time which is of the order of milliseconds.