專欄文章

智慧工廠為5G應用裡重要的一環，然工廠內部所產生的多重路徑相較於典型室內環境可能會有所差別，會使得建置時發射接收不同步等現象，故需要先在工廠內部進行量測以便了解其內部的通道模型以便建構出最佳的架設環境。

在5G通訊發展之前，行動通訊多用於個人終端，故對於一般辦公室環境的室內通道模型已經有許多量測結果，於文獻中了解到水泥會吸附一些電磁波使得電磁波在室內環境的反射、繞射及散射的情形較不明顯。而5G通訊運用於工廠環境終究比起典型室內環境有著很大的差別，因工廠內部常放有各式金屬工具機、金屬模具等等，甚至連建築物本身都是以鋼骨結構或是鐵皮結構所組成，可以預期到在這種「高反射環境」中所得到的通道模型比起典型室內環境會有很大的不同。

運用無線通道進行傳輸時，電波在空氣中傳播會有反射、繞射及散射的現象，使得訊號從發射端抵達接收端的時間不一，便會產生出多重路徑效應，此效應可以運用一種模型 — Tapped Delay Line (TDL) models來描述。主要有兩種TDL models，TDL-A 運用於有著沒有強大的直接波，而是許多個經過反射後收到零散波的Rayleigh fading distribution；TDL-D則是運用於有一個強大的直接波，附帶其餘較小能量波形的Rician fading distribution，而進一步描述多重路徑對於通道影響的值被稱為Delay spread，值越大代表空間中有著更多的多重路徑。

表一、TDL-A

表二、TDL-D

接下來在一個邊長約50公尺的小型工廠進行室內通道量測並將資料彙整成下表，發現到若反射較不強烈的情境下，其Delay spread 在Light-of-sight (LOS)情況下的所得到的值為20ns；在Non-light-of-sight 情況下所得到的值為39ns，但在反射非常強烈的情境下其數值則變為60ns以及100ns。

可以發現到兩種情境下的數值相差很大，此一現象對於佈建智慧工廠時，發射接收的效率也會有影響，在建置時須依據Delay spread的不同進行調整。

參考資料

[1] ”baibin Zhang(TNO)”, ”Converged wireless access for reliable 5G MTC for factories of the future D1.1: System Specifications and Business Perspectives ”, 5GPPP 01/03/2018, pp. 34-38.