Doctoral Thesis

Modelling of mmWave Propagation Channel for Off-body Communication Scenarios

Final Thesis 9.27 MB Summary of Thesis 6.52 MB

Author of thesis: Ing. Kryštof Zeman

Acad. year: 2019/2020

Supervisor: doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Reviewer's: prof. Ing. Miroslav Vozňák, Ph.D., Assoc. Prof. Yulia Gaydamaka

Abstract:

This thesis addresses the \uv{Modeling of mmWave Propagation Channel for Off-body Communication Scenarios}. Despite the advancements in the body area wireless networks, the 5G systems are still struggling with not enough bandwidth and large latency due to inefficient utilization of radio spectrum. This issue calls for immediate action and therefore the main aim of this Ph.D. thesis is to propose a novel mmWave off-body channel, which will enable its users to more effectively simulate the signal propagation. The proposed model is further optimized and verified against state-of-the-art measurements from the literature. Finally, the developed model is implemented into the NS-3 simulator and utilized for plethora of simulation scenarios. The main output of this thesis is the verified developed model as well as the implementation inside the NS-3 simulator, which enables a wide society to use it.

Keywords:

Channel modeling, mmWave, NS-3, Simulation, 5G, BAN, Body shadowing, Signal propagation, Off-body communication

Date of defence

17.9.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znakmkaPznamka

Language of thesis

English

Faculty

Department

Study field

Teleinformatics (PK-TLI)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslav Sklenář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc. (člen)
prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc. (člen)
prof. Luis M. Correia (člen)
Ing. Pavel Mašek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Miroslav Vozňák, Ph.D. - oponent (člen)
Assoc. Prof. Yulia Gaydamaka - oponent (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Ing. Kryštof Zeman zahájil své doktorské studium v září 2014 a ihned po nástupu se aktivně zapojil do řady odborných činností zajišťovaných Ústavem telekomunikací, FEKT, Vysoké učení technické v Brně, jako např. vedení výuky předmětů zabývajících se problematikou programování a síťových technologií, koordinace studentských prací a řešení výzkumných projektů. Svým vysokým pracovním nasazením a zodpovědným přístupem ke každému úkolu již od začátku vynikal nad ostatními. Mezi první projekty, na kterých se Kryštof aktivně podílel a které začaly formovat náplň jeho dizertační práce, patřila spolupráce s firmami A1 Telekom Austria Group a zejména pak Konica Minolta. Mimo jiné i tato profesionální zkušenost pomohla, že se Kryštof velice rychle zorientoval v problematice Internetu věcí a bezdrátových přenosů ve frekvenční oblasti milimetrových vln.
Zásadní pro rozvoj Kryštofovi vědecké kariéry a přípravy dizertační práce se stala více jak půlroční zahraniční stáž (04 – 09/2018) na IST Lisabon v Portugalsku pod vedením Prof. Luis Correia. Během této stáže udělal Kryštof velice důležitý pokrok ve své dizertační práci zaměřené na modelování propagačního kanálu v pásmu milimetrových vln pro off-body scénáře. Kromě toho také Kryštof díky velice profesionálnímu vedení od Prof. Correia vytvořil několik kvalitních publikačních výsledků.  
Díky tomu, že Kryštof přistupuje ke každému úkolu velice zodpovědně a nikdy není spokojen se svým výsledkem, uchovává si neustálou motivaci vynalézat nová a lepší řešení daného problému a tím tak neustále rozvíjet svoje odborné znalosti. Své nadšení pro práci dokázal úspěšně přenést i na studenty a další své kolegy a efektivně využít jejich zájem k dalšímu rozvinutí dílčích problematik objevených během řešení dizertační práce. Kryštof se tím tak stal jedním z klíčových členů výzkumné skupiny WISLAB na Ústavu telekomunikací. Aktuálně je Kryštof zapojen do několika projektů základního i aplikovaného výzkumu z oblasti moderních komunikačních technologií a wearables. Dosažené výsledky své vědecké činnosti pak Kryštof pravidelně publikuje na národních i mezinárodních fórech. Tyto publikace zahrnují řadu konferenčních příspěvků evidovaných v databázi Web of Science nebo Scopus a také publikace v prestižních časopisech s impakt faktorem.
Všechny tyto výsledky svědčí o tom, že Ing. Kryštof Zeman úspěšně prokázal svoji způsobilost samostatně provádět vědeckou činnost včetně všech souvisejících povinností zahrnujících především předávání nových výsledků svým kolegům i studentům. Současně se tak stal plně vyzrálou osobností s vysokým potenciálem dosahovat kvalitních vědeckých výstupů i v budoucnu.
Dizertační práci a dosavadní vědecké výsledky Ing. Kryštofa Zemana považuji za dostatečně rozsáhlé a kvalitní k tomu, aby byly předloženy zkušební komisi k posouzení a v případě úspěšné obhajoby doporučuji Ing. Kryštofovi Zemanovi udělit akademický titul Ph.D.
viz příloha pdf
File inserted by the reviewer Size
oponentský posudek prof. Vozňák_DP Zeman.pdf 57 MB

Reviewer’s report
Assoc. Prof. Yulia Gaydamaka

viz příloha pdf
File inserted by the reviewer Size
Zeman PhD thesys review_doc. Gaidamaka.pdf 5.51 MB