Na MWC2019 Qualcomm ukázal video se zajímavými scénáři pro použití venkovní 5G mmWave sítě, a to jak mimo kancelář, tak v některých případech i uvnitř. Pojďme se na ně podívat blíže.
Fotografie nahoře ukazuje kampus Qualcommu v San Diegu v Kalifornii – jsou vidět tři budovy a základnové stanice sítí 5G a LTE. Pokrytí 5G v pásmu 28 GHz (pásmo milimetrových vln) zajišťují tři malé buňky 5G NR – jedna instalovaná na střeše budovy, další na stěně budovy a třetí na nádvoří na stojanu na potrubí. K dispozici je také makro buňka LTE pro pokrytí areálu.
Síť 5G je síť NSA, což znamená, že se spoléhá na jádro a další zdroje sítě LTE. To zajišťuje zvýšenou spolehlivost připojení, protože v případech, kdy je uživatelské zařízení mimo pokrytí 5G mmWave, se připojení nepřeruší, ale přepne se do LTE (záložního) režimu a poté se vrátí do 5G režimu, jakmile to bude možné.
K demonstraci provozu této sítě je použito testovací předplatitelské zařízení založené na 50G modemu Qualcomm X5, který podporuje frekvence sub6 i mmWave. Zařízení obsahuje 3 milimetrové anténní moduly, z nichž dva jsou instalovány na levém a pravém konci terminálu a třetí na horním konci.
Tato konstrukce terminálu a sítě zajišťuje vysokou spolehlivost připojení i v případech, kdy je paprsek z antény základnové stanice 5G blokován rukou, tělem nebo jinými překážkami. Kvalita spojení je prakticky nezávislá na orientaci terminálu v prostoru - použití tří prostorově oddělených anténních modulů tvoří vyzařovací diagram terminálových antén, který se blíží kulovému.
Takto vypadá gNB – 5G malá buňka s 256prvkovou plochou digitální aktivní anténou pro milimetrový rozsah. Síť vykazuje vysokou spektrální downlinkovou účinnost jak základnové stanice, tak terminálu - v průměru 4 bps na 1 Hz pro základnovou stanici a asi 0.5 bps na 1 Hz pro terminál.
Ze schématu je patrné, že komunikaci s terminálem zajišťuje aktivní paprsek číslo 6, přičemž stanice je připravena přepnout na komunikaci s terminálem přes paprsek 1, pokud dojde ke zhoršení parametrů paprsku 6 např. jeho zablokováním nějakou překážkou. Základnová stanice neustále porovnává kvalitu komunikace na aktivním svazku a na dalších svazcích a vybírá z možných kandidátů toho nejlepšího.
A takto vypadá situace na straně terminálu.
Je vidět, že anténní modul 2 je nyní aktivní, protože v současnosti poskytuje nejlepší komunikační parametry. Pokud se ale něco změní, například účastník přesune terminál nebo prsty tak, aby zakryly modul 2 od paprsku gNB, ten z modulů, který dokáže zajistit provoz se základnovou stanicí 5G v nové „konfiguraci“ orientace zařízení se okamžitě aktivuje.
Protáhlé „elipsy“ jsou obrazce paprsků vyzařovacího diagramu terminálu.
To zajišťuje mobilitu, pokrytí a spolehlivé připojení.
Konektivita je zajištěna jak v režimu „line of sight“ základnové stanice a koncových antén, tak v podmínkách odražených signálů.
Scénář 1: Přímý výhled
Vezměte prosím na vědomí, že jiný anténní modul v zařízení právě funguje.
A zde je to, co by se mělo stát při přepnutí na znovu odražený paprsek.
Vidíme jiné číslo aktivního paprsku, komunikaci zajišťuje jiný anténní modul. (Simulovaná data).
Scénář 2. Práce na re-reflexi
Schopnost pracovat s odraženými paprsky výrazně rozšiřuje vytvořenou oblast pokrytí 5G v milimetrovém rozsahu.
Síť LTE zároveň plní roli spolehlivého základu, který je vždy připraven vyzvednout službu pro účastníka ve chvíli, kdy opustí oblast pokrytí 5G nebo přepojí účastníka do sítě 5G v situaci, kdy je to možné.
Vlevo je předplatitel vstupující do budovy. Jeho službu zajišťuje gNB 5G. Vpravo je v budově umístěn účastník, který zatím obsluhuje síť LTE.
Podmínky se změnily. Osoba vcházející do budovy je stále obsluhována buňkou 5G, ale osoba, která budovu opouští, je po otevření předních dveří zeslabujících 5G zachycena sítí 5G a je jí nyní obsluhována.
A nyní je osoba vlevo, která vstoupila do budovy a svým tělem zablokovala paprsek ze základny 5G ke svému terminálu, přepnuta do služby sítě LTE, zatímco osobu, která budovu opustila, nyní „navádí“ paprsek ze základny 5G.
V některých případech může být venkovní síť 5G mmWave dostupná i uvnitř. To také podpoří multi-odrazy od budov, když se změní podmínky prostředí mezi anténami.
Je vidět, že signál byl zpočátku přijímán ze základnové stanice prostřednictvím „přímého paprsku“.
Poté se objevil účastník a zablokoval paprsek, ale 5G spojení nebylo přerušeno přepnutím na paprsek odrážející se od povrchu nedaleké kancelářské budovy.
Takto funguje síť 5G ve frekvenčním rozsahu milimetrových vln. Upozorňujeme, že experiment neukazuje, že sledování terminálu 5G lze přenést z jedné základnové stanice 5G na druhou (mobilní předání). Tento režim pravděpodobně nebyl v tomto experimentu testován.
Zdroj: www.habr.com