Investigation of 60GHz technology for onboard avionics applications

Abstract

The technology of the protocol 802.11ad is a cutting edge since it is one of the protocols promoted by Wireless Gigabit Alliance, an association that promoted and developed multi-gigabit speed wireless communications technology. This protocol operates over the 60 GHz frequency band and it provides transfer rates up to 7 Gbit/s. One of the possible applications using this protocol is the transfer of in-flight entertainment content in aircrafts. For instance, multimedia applications like video-on-demand. Nowadays, the technology used for this transmission is based on wired systems that increase the complexity and the weight of the aircraft. This kind of applications require high data rates which can not be satisfied by the existing \ac{Acro:WLAN} solutions operating at 2.4 GHz and 5GHz band. The protocol 802.11ad is fairly recent and there are no channel models that approach the onboard avionics scenarios. Therefore, a channel model has been designed and developed further considering the path loss, the multipath effect, the phase shift and the beamforming.

La tecnología del protocolo 802.11ad se encuentra en pleno auge desde que es unos de los protocolos promovidos por Wireless Gigabit Alliance. Esta asociación ha promovido y desarrollado la adopción de la tecnología de comunicaciones inalámbricas de alta velocidad multi-gigabit que opera en la banda de frecuencias sin licencia de 60 GHz. Una de las posibles aplicaciones utilizando este protocolo es la tranferencia de datos en el trasporte aereo. Por ejemplo, la transmisión de datos multimedia bajo demanda. Actualmente, la transmisión de esta información se realiza mediante cableado. Este hecho incrementa la complejidad del diseño del avión al igual que añade peso al mismo. La primera alternativa es WiFi a 2.4 y 5 GHz, pero la tasa de transmisión por usuario limita la posibilidad de utilizar esta tecnología. El protocolo 802.11ad es bastante reciente, por lo que no existen modelos de canal que se apliquen en las cabinas de los aviones. Por ello, un modelo de canal ha sido diseñado e implementado considerando las perdidas por propagación, los efectos multicamino, los desfases frecuenciales de las señales y la aplicación de beamforming en la ganancia de la antena.

La tecnologia del protocol 802.11ad es troba en plena expansió des que és uns dels protocols promoguts per Wireless Gigabit Alliance. Aquesta associació ha promogut i desenvolupat l'adopció de la tecnologia de comunicacions sense fil d'alta velocitat multi-gigabit que opera a la banda de freqüències sense llicència de 60 GHz. Una de les possibles aplicacions utilitzant aquest protocol és la transferència de dades en el transport aeri. Per exemple, la transmissió de dades multimèdia sota demanda. Actualment, la transmissió d'aquesta informació es realitza mitjançant cablejat. Aquest fet incrementa la complexitat del disseny de l'avió de la mateixa manera que afegeix pes a aquest. La primera alternativa és WiFi a 2.4 i 5 GHz, però la taxa de transmissió per usuari limita la possibilitat d'utilitzar aquesta tecnologia. El protocol 802.11ad és bastant recent, per la qual cosa no hi ha models de canal que s'apliquin en les cabines dels avions. Per això, un model de canal ha estat dissenyat i implementat considerant les pèrdues per propagació, els efectes multicamí, els desfasaments freqüencials dels senyals i l'aplicació de beamforming en el guany de l'antena.