A Y-Shaped Patches Massive MIMO Antenna for Performance Measures in 6G Application

Abstract

В сучасну епоху п’яте покоління (5G) визначає затримку на рівні 1 мс з високою швидкістю передачі даних для мереж мобільного зв’язку. Під час дослідження використання мереж 5G було виявлено вищий рівень енергоефективності та збільшення використання спектру в зоні покриття сигналу масивної антени 2-2 MIMO (Multiple Input and Multiple Output). Тому було представлено шосте покоління (6G), яке підтримуватиме масивну антену 2-2 MIMO у 10 разів краще, ніж 5G у системі мобільного зв’язку. 6G забезпечує 1 мкс з меншим споживанням енергії завдяки ефективності та однаковій частоті в конструкції масивної антени 2-2 MIMO. У мережах бездротового зв'язку також пропонується протокол, такий як Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), для ефективного використання пропускної здатності та уникнення затримок під час передачі високошвидкісних даних для кількох користувачів. MQTT допомагає позбутися проблем безпеки під час кількох передач у системі масивної MIMO. Масивна антена 2-2 MIMO розроблена для частоти 10 ГГц для зменшення міжсимвольної інтерференції (ISI), що забезпечує ефективність 88 %. Y-подібні ділянки змодельовані з радіусом 8,5 мм у верхньому шарі для двох елементів. Розмір заземлення 8,5 мм × 65 мм × 2 мм забезпечую ефективність роботи. Запропонована система використовувала робочу частоту від 2,7 до 15,8 ГГц зі втратами на відбиття 15 дБ та ізоляцією 12 дБ для протоколу MQTT з масивною антеною MIMO. Високочастотний симулятор (HFSS) забезпечує відносну діелектричну проникність 2,7, ізоляцію 13 дБ та спрямованість 5. Також досягнуто коефіцієнта посилення 6,7 дБ з ефективністю 88 % порівняно зі звичайним методом.

In the current era, the fifth generation (5G) determines the latency as 1 ms with high data speed for mobile communication networks. During the investigation of using the 5G networks, the power efficiency was higher, and spectrum usage was increased in the coverage of signal in the Massive 2-2 MIMO (Multiple Input and Multiple Output) Antenna. Hence the Sixth generation (6G) is introduced which will support the Massive 2-2 MIMO for 10 times better than the 5G in the mobile communication system. 6G provides 1 s with less power consumption through the efficiency with equal frequency in the design of Massive 2-2 MIMO Antenna. In wireless communication networks, a protocol such as Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) is also proposed to use efficient Bandwidth and avoid delay while transmitting high-speed data rate for multiple users. MQTT supports liberating from the security issues during the several transmissions in the Massive MIMO System. A massive 2-2 MIMO antenna is designed for 10 GHz frequency to reduce intersymbol interference (ISI), resulting in 88 % efficiency. The Y-shaped patches are modeled with a radius of 8.5 mm at the top layer for the two elements. The dimension is grounded with 8.5 mm  65 mm  2 mm to provide better improvement of the system. The proposed system used the operating frequency ranging from 2.7 GHz to 15.8 GHz with 15 dB return loss and isolation of 12 dB for the MQTT protocol with Massive MIMO antenna. The High-frequency Simulator (HFSS) provides a relative permittivity of 2.7, isolation of 13 dB, and directivity of 5. Also, the gain is achieved for 6.7 dB with an efficiency of 88 % compared to the conventional method.