Research on 6G telecommunication networks has been initiated. Among all potential technology components, the distributed multi-input multioutput (D-MIMO) technology is one of the promising enablers. Due to the new technology solutions, additional methodologies for assessment of electromagnetic field (EMF) exposure need to be developed. This study provides methodologies and results for EMF exposure from D-MIMO operating at 3.5 GHz in an indoor industrial environment using CST Studio Suite®. The D-MIMO access points (APs) are mounted on the 7 m ceiling. The EMF exposure is statistically evaluated in a subvolume that extends up to 2.5 m above the floor, using receiving antennas that are pseudorandomly distributed over space. The resulting EMF exposure levels of DMIMO were compared to those of a ceiling-mounted reference massive MIMO array, considering different receiving antenna orientations and AP densities. The results from zero forcing (ZF) precoding were compared to those based on maximum ratio transmission (MRT) precoding. For a total radiated power of 1 W, the 99th-percentile power density values in the D-MIMO deployment are found to be 2.9 mW/m2 or lower, in all studied cases using the MRT-based precoding. This is about 0.03 % of the EMF exposure limits for the general public specified in international guidelines. The corresponding results from the reference massive MIMO array are found to be 7.7 mW/m2 or lower. In the ZF precoding case, the total radiated power and the EMF exposure levels are reduced and the reduction in the D-MIMO deployment is found greater than the reduction in the massive MIMO array. At the 99th-percentile, the power density value is found to be 0.090 mW/m2 in one of the cases of D-MIMO deployment and 5.1 mW/m2 in the corresponding case with the massive MIMO array. The effects of receiving antenna orientations and AP density on the EMF exposure levels are found to be small. This work benefits further studies by providing estimates of realistic EMF exposure and by demonstrating a simulation method for EMF exposure assessment for D-MIMO. / Forskning inom 6G har påbörjats. Bland de möjliga teknologierna för 6G är distribuerad multi-input multi-output (D-MIMO) ett lovande koncept som möjliggör 6G. På grund av den nya teknologin förväntas nya metoder behövas för bedömning av exponering för elektromagnetiska fält. I denna studie utvecklades och användes metoder för simulering av elektromagnetisk exponering från D-MIMO på frekvensen 3.5 GHz i en industriell inomhusmiljö i CST Studio Suite®. En statistisk behandling av exponeringsnivåer utfördes för pseudoslumpmässiga fördelningar av mottagarantenner. Antennerna i nätverket var placerade intill taket på 7 meters höjd och exponeringsnivån mättes i en delvolym som sträcker sig från golvet till 2.5 m höjd. Jämförelser gjordes med massiv MIMO som referens, och mellan olika vinklar hos mottagarantenner och tätheter av uppkopplingspunkter i nätverket. Antennloberna riktades med zero forcing (ZF) och en metod baserad på maximum ratio transmission (MRT). Med MRT och en total utsänd effekt på 1 W, var 99th-percentilen för elektromagnetisk fältintensitet från D-MIMO 2.9 mW/m2 eller lägre i alla studerade fall, vilket är 0.03 % av den internationella referensnivån för elektromagnetisk exponering. Motsvarande nivå för massiv MIMO var 7.7 mW/m2 eller lägre. Med ZF reducerades den totala utsända effekten och reduktionen i exponeringsnivån var större för D-MIMO än för massiv MIMO. I ett av de studerade fallen var 99th-percentilen från D-MIMO 0.090 mW/m2 , och motsvarande nivå för massivt MIMO var 5.1 mW/m2 eller lägre, Effekterna av vinklar hos mottagarantenner och tätheter av uppkopplingspunkter var liten. Detta arbete bidrar till framtida studier inom ämnet genom att ange uppskattningar av realistiska exponeringsnivåer och genom att demonstrera en metod för simulering av exponeringsnivåer för D-MIMO.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-320734 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Nyberg Zou, Frans |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:526 |
Page generated in 0.0017 seconds