| タイトル |
City-scale Spatio-Temporal Modelling of 5G Downlink Exposure of Users and Non-users by Ray-Tracing in a Real Urban Environment
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| 日本語タイトル |
実際の都市環境におけるレイトレーシングによる 5G ダウンリンク ユーザーと非ユーザーのばく露の都市規模の時空間モデリング
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| 著者 |
Leeman M, Wydeaeghe R, van der Straeten J, Goegebeur S, Vermeeren G, Joseph W
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| 所属 |
Department of Information Technology, Ghent University
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資料区分 |
論文
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| 雑誌名 |
IEEE Access
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文献区分 |
原著論文・短報
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| 発表年 |
2025
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周波数区分 |
高周波(300kHz-30GHz)
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| 巻/ISSN(号):ページ |
13: 30894-30906
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研究区分 |
ドシメトリ
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| 国 |
Belgium
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PubMed ID |
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| 論文情報入手日 |
2025-02-16
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DOI |
10.1109/ACCESS.2025.3541352
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| キーワード |
5G; agent-based model; exposure; massive MIMO; precoding; ray-tracing; spatio-temporal
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| 概要 |
5Gネットワークにおいては、基地局が利用者に向けて指向性ビームを動的に形成し、電波ばく露の空間的および時間的変動が相互に関連する。この相互依存性は、空間的および時間的要素が別々に評価されることが多いため、ばく露モデリングに大きな課題をもたらす。この研究は、現実的な5Gばく露シミュレーションにおいて、アクティブユーザーと非ユーザーの両方を考慮した、新規な時空間的手法を提案する。歩行者の移動はエージェントベースモデルを用いてモデル化し、レイトレーシング技術を用いて電界強度をシミュレートした。先行研究が主に静的シナリオ、またはプリコーディング効果を考慮しない動的環境に焦点を当てているのに対し、この研究ではプリコーディング技術とアクティブユーザーを統合した。さらに、ユーザーと非ユーザーに対するばく露レベルの包括的な比較も行った。提案した手法を、単一ユーザー、2ユーザー、および複数ユーザー（10-50）のシナリオにおいて検証した。加えて、異なるプリコーディング技術およびアンテナ構成についても調査した。その結果、8×8アンテナアレイは4×4アレイと比較して、ユーザーが5.2 dBから3.7 dB高い電界強度を経験することが示され、より大きなアレイの指向性が高まっていることが明らかになった。非ユーザーもばく露が増加し、中央値の差は最大2.4 dBであった。複数ユーザー環境においては、ゼロフォーシングプリコーディングは、最大比伝送プリコーディングと比較して、ユーザーのばく露中央値を最大9.6 dB、非ユーザーのばく露中央値を1.1 dB低減した。重要なことに、アンテナ電力を最大にしても、すべてのばく露レベルは国際非電離放射線防護委員会（ICNIRP）ガイドラインの4%を十分に下回った。これらの知見は、アンテナ構成、プリコーディング、およびユーザー動態の相互作用に関する重要な洞察を提供し、現実的な5G環境におけるばく露モデリングに対する斬新な視点を提供するものである、と著者らは結論付けている。
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