في MWC2019، عرضت شركة Qualcomm مقطع فيديو يحتوي على سيناريوهات مثيرة للاهتمام لاستخدام شبكة 5G mmWave الخارجية، سواء خارج المكتب أو في الداخل في بعض الحالات. دعونا نلقي نظرة فاحصة عليهم.
تُظهر الصورة أعلاه حرم شركة Qualcomm في سان دييغو، كاليفورنيا - حيث تظهر ثلاثة مباني ومحطات أساسية لشبكات 5G وLTE. يتم توفير تغطية 5G في نطاق 28 جيجا هرتز (نطاق الموجات المليمترية) من خلال ثلاث خلايا 5G NR صغيرة - واحدة مثبتة على سطح المبنى، والأخرى على جدار المبنى، والثالثة في الفناء على حامل الأنابيب. توجد أيضًا خلية ماكرو LTE لتوفير تغطية الحرم الجامعي.
شبكة 5G هي شبكة NSA، مما يعني أنها تعتمد على الموارد الأساسية وغيرها من شبكة LTE. ويضمن ذلك زيادة موثوقية الاتصال لأنه في الحالات التي يكون فيها جهاز المستخدم خارج تغطية 5G mmWave، لا ينقطع الاتصال، ولكنه يتحول إلى وضع LTE (الاحتياطي) ثم يعود إلى وضع 5G عندما يصبح ذلك ممكنًا مرة أخرى.
ولتوضيح عمل هذه الشبكة، يتم استخدام جهاز اختبار مشترك يعتمد على مودم Qualcomm X50 5G، الذي يدعم كلاً من الترددات sub6 وmmWave. يحتوي الجهاز على 3 وحدات هوائي ذات موجة مليمترية، اثنتان منها مثبتتان على الطرفين الأيسر والأيمن للمحطة، والثالثة على الطرف العلوي.
يضمن هذا التصميم للمحطة والشبكة موثوقية اتصال عالية حتى في الحالات التي يتم فيها حجب الشعاع الصادر من هوائي المحطة الأساسية 5G بواسطة يد المشترك أو جسمه أو أي عوائق أخرى. جودة الاتصال مستقلة عمليًا عن اتجاه الجهاز في الفضاء - حيث يشكل استخدام ثلاث وحدات هوائي منفصلة مكانيًا نمط إشعاع للهوائيات الطرفية قريب من الشكل الكروي.
هذا ما يبدو عليه gNB - خلية صغيرة 5G مع هوائي رقمي نشط مسطح مكون من 256 عنصرًا لنطاق المليمتر. تُظهر الشبكة كفاءة عالية في الوصلة الهابطة الطيفية لكل من المحطة الأساسية والمحطة الطرفية - في المتوسط تميل إلى 4 بت في الثانية لكل 1 هرتز للمحطة الأساسية وحوالي 0.5 بت في الثانية لكل 1 هرتز للمحطة.
يوضح الرسم البياني أن الاتصال بالمحطة يتم توفيره بواسطة الحزمة النشطة رقم 6، في حين أن المحطة جاهزة للتبديل إلى الاتصال بالمحطة عبر الحزمة 1 إذا تدهورت معلمات الحزمة 6، على سبيل المثال، بسبب حظرها بواسطة بعض العوائق. تقوم المحطة الأساسية باستمرار بمقارنة جودة الاتصال على الحزمة النشطة وعلى الحزم الأخرى، واختيار أفضل مرشح من بين الحزم الممكنة.
وهذا ما يبدو عليه الوضع على الجانب النهائي.
يمكن ملاحظة أن وحدة الهوائي 2 نشطة الآن، لأن فهو يوفر حاليًا أفضل معلمات الاتصال. ولكن إذا تغير شيء ما، على سبيل المثال، يقوم المشترك بتحريك الجهاز أو الأصابع بحيث تغطي الوحدة 2 من شعاع gNB، وهي إحدى الوحدات التي يمكنها ضمان التشغيل مع محطة 5G الأساسية في "التكوين" الجديد لاتجاه الجهاز يتم تفعيله على الفور.
"الأشكال الناقصية" الممدودة هي أنماط شعاع مخطط إشعاع المحطة.
وهذا يضمن التنقل والتغطية والاتصال الموثوق.
يتم ضمان الاتصال في وضع "خط البصر" للمحطة الأساسية والهوائيات الطرفية، وفي ظروف الإشارات المنعكسة.
السيناريو 1: خط الرؤية
يرجى ملاحظة أن وحدة هوائي مختلفة في الجهاز تعمل حاليًا.
وهذا ما يجب أن يحدث عند التبديل إلى الشعاع المنعكس.
نرى عددًا مختلفًا من الشعاع النشط، ويتم توفير الاتصال بواسطة وحدة هوائي مختلفة. (بيانات محاكاة).
السيناريو 2. العمل على إعادة التفكير
تعمل القدرة على العمل مع الحزم المنعكسة على توسيع مساحة تغطية 5G المشكلة بشكل كبير في نطاق المليمتر.
وفي الوقت نفسه، توفر شبكة LTE دور الأساس الموثوق، والجاهز دائمًا لالتقاط الخدمة للمشترك في اللحظات التي يغادر فيها منطقة تغطية 5G أو ينقل المشترك إلى شبكة 5G في موقف يصبح فيه ذلك ممكنًا.
على اليسار يوجد مشترك يدخل المبنى. يتم توفير الخدمة عن طريق gNB 5G. على اليمين يوجد مشترك موجود في المبنى، وفي الوقت الحالي، تتولى شبكة LTE التعامل معه.
لقد تغيرت الظروف. لا يزال الشخص الذي يدخل إلى المبنى يتلقى الخدمة من خلال خلية 5G، لكن الشخص الذي يغادر المبنى، بعد فتح الباب الأمامي الضعيف لشبكة 5G، يتم اعتراضه بواسطة شبكة 5G ويتم خدمته الآن من خلالها.
والآن يتم تحويل الشخص الموجود على اليسار، والذي دخل المبنى وقام بحجب الشعاع من قاعدة 5G إلى طرفه بجسده، إلى الخدمة عن طريق شبكة LTE، بينما يتم الآن "توجيه" الشخص الذي غادر المبنى بواسطة شعاع من قاعدة 5G.
في بعض الحالات، قد تتوفر أيضًا شبكة 5G mmWave خارجية في الداخل. وهذا سيدعم أيضًا الانعكاسات المتعددة من المباني عندما تتغير الظروف البيئية بين الهوائيات.
ويمكن ملاحظة أن الإشارة تم استقبالها في البداية من المحطة الأساسية عبر "شعاع مباشر".
بعد ذلك، جاء المحاور وقام بحجب الشعاع، لكن اتصال 5G لم ينقطع عن طريق التحول إلى شعاع ينعكس من سطح مبنى مكاتب قريب.
هذه هي الطريقة التي تعمل بها شبكة 5G في نطاق تردد الموجة المليمترية. لاحظ أن التجربة لا تظهر أنه يمكن نقل تتبع محطة 5G من محطة قاعدة 5G إلى أخرى (التسليم عبر الهاتف المحمول). ربما لم يتم اختبار هذا الوضع في هذه التجربة.
المصدر: www.habr.com