К анализу скорости передачи данных с учётом процедуры формирования диаграммы направленности для движущихся устройств

Начальный доступ (Initial Access) относится к процедурам, которые устанавливают начальное соединение между передатчиком и приёмником для передачи данных в радиоканале беспроводных сетей, работающих в миллиметровом диапазоне длин волн. Начальный доступ является важным компонентом всех сотовых систем и основной предпосылкой для установления соединения. Следует отметить, что для будущей системы мобильной связи 5G технология передачи данных в миллиметровом диапазоне длин волн является одной из ключевых, а процедура начального доступа - неотъемлемой частью установления соединения для передачи данных. Начальный доступ является центральной проблемой для сотовых систем миллиметрового диапазона по сравнению с существующими сотовыми системами по нескольким причинам. Во-первых, миллиметровые линии связи обычно требуют высокой направленности для достижения достаточного отношения сигнал / шум (SNR). Однако приёмник и базовая станция не знают, какие именно направления луча использовать во время цикла начального доступа. Таким образом, они должны искать соответствующие направления формирования диаграммы направленности из большого углового пространства поиска во время начального доступа, что занимает много времени. Во-вторых, передачи в миллиметровом диапазоне уязвимы для блокировок, следовательно, начальный доступ должен проводиться гораздо чаще, чем в обычных системах. В работе исследуется длительность цикла начального доступа при которой средняя достижимая скорость передачи данных в радиоканале стремится к максимальной.

Analysis of the data rate in millimeter-wave cellular networks with beamforming initial access for moving devices

Initial Access refers to the procedures that establish initial connection between the transmitter and the receiver for the data transmission in the mmWave radio channel. Initial access is an important component of all cellular systems and a basic prerequisite for establishing a connection. It should be noted that for the future 5G mobile communication system, the data transmission technology in the millimeter wave is one of the key ones, and the initial access procedure is an integral part of establishing a connection. Initial access is a central problem for mmWave cellular systems compared to existing cellular systems. First, mmWave links usually require high directivity to achieve a sufficient signal-tonoise ratio (SNR). However, the receiver and base station do not know which particular beam directions to use during the initial access cycle. Thus, they must search for the appropriate direction of beamforming from a large angular search space during initial access, which takes a long time. Secondly, the data transmission in the mmWave is vulnerable to blocking, therefore, the initial access should be carried out much more frequently than in conventional systems. The paper investigates the duration of the initial access cycle at which the average achievable data rate in the radio channel tends to the maximum.