Ved MWC2019 viste Qualcomm en video med interessante scenarier for brug af et udendørs 5G mmWave-netværk, både uden for kontoret og i nogle tilfælde indendørs. Lad os se nærmere på dem.
Billedet ovenfor viser Qualcomm-campus i San Diego, Californien - tre bygninger og basestationer i 5G- og LTE-netværkene er synlige. 5G-dækning i 28 GHz-båndet (millimeterbølgebånd) leveres af tre 5G NR små celler - en installeret på taget af en bygning, en anden på væggen af en bygning, og den tredje i en gårdhave på et rørstativ. Der er også en LTE-makrocelle til at give campusdækning.
5G-netværket er et NSA-netværk, hvilket betyder, at det er afhængigt af kernen og andre ressourcer i LTE-netværket. Dette sikrer øget forbindelsessikkerhed, fordi i tilfælde, hvor en brugerenhed er uden for 5G mmWave-dækning, afbrydes forbindelsen ikke, men skifter til LTE-tilstand (faldback) og vender derefter tilbage til 5G-tilstand, når det bliver muligt igen.
For at demonstrere driften af dette netværk bruges en testabonnentenhed baseret på Qualcomm X50 5G-modemet, som understøtter både sub6- og mmWave-frekvenser. Enheden indeholder 3 millimeter-bølge antennemoduler, hvoraf to er installeret i venstre og højre ende af terminalen, og den tredje i den øvre ende.
Dette design af terminalen og netværket sikrer høj forbindelsessikkerhed selv i tilfælde, hvor strålen fra 5G-basestationens antenne er blokeret af abonnentens hånd, krop eller andre forhindringer. Kvaliteten af forbindelsen er praktisk talt uafhængig af terminalens orientering i rummet - brugen af tre rumligt adskilte antennemoduler danner et strålingsmønster af terminalantennerne, der er tæt på sfærisk.
Sådan ser gNB ud - en 5G lille celle med en 256-element flad digital aktiv antenne til millimeterrækken. Netværket demonstrerer høj spektral downlink-effektivitet for både basestationen og terminalen - i gennemsnit tendens til 4 bps pr. 1 Hz for basestationen og omkring 0.5 bps pr. 1 Hz for terminalen.
Diagrammet viser, at kommunikationen med terminalen leveres af aktiv stråle nummer 6, mens stationen er klar til at skifte til kommunikation med terminalen via stråle 1, hvis parametrene for stråle 6 forringes, for eksempel på grund af dens blokering af en forhindring. Basestationen sammenligner konstant kvaliteten af kommunikationen på den aktive stråle og på andre stråler, og vælger den bedste kandidat blandt de mulige.
Og sådan ser situationen ud på terminalsiden.
Det kan ses, at antennemodul 2 nu er aktivt, pga det giver i øjeblikket de bedste kommunikationsparametre. Men hvis noget ændrer sig, flytter abonnenten f.eks. terminalen eller fingrene, så den dækker modul 2 fra gNB-strålen, det af modulerne, der kan sikre drift med 5G-basestationen i den nye "konfiguration" af enhedsorienteringen aktiveres straks.
Aflange "ellipser" er strålemønstrene for terminalens strålingsmønster.
Dette sikrer mobilitet, dækning og pålidelig forbindelse.
Forbindelse er sikret både i "line of sight"-tilstand for basestationen og terminalantennerne og under forhold med reflekterede signaler.
Scenario 1: Sigtelinje
Bemærk venligst, at et andet antennemodul i enheden fungerer i øjeblikket.
Og her er, hvad der skal ske, når du skifter til en reflekteret stråle.
Vi ser et andet nummer af den aktive stråle; kommunikationen leveres af et andet antennemodul. (Simulerede data).
Scenarie 2. Arbejder med refleksion
Evnen til at arbejde med reflekterede stråler udvider det dannede 5G-dækningsområde betydeligt i millimeterområdet.
Samtidig giver LTE-netværket rollen som et pålideligt fundament, altid klar til at hente service for abonnenten i de øjeblikke, hvor han forlader 5G-dækningsområdet eller overfører abonnenten til 5G-netværket i en situation, hvor dette bliver muligt.
Til venstre ses en abonnent, der kommer ind i bygningen. Dens service leveres af gNB 5G. Til højre er en abonnent placeret i bygningen; indtil videre er det LTE-netværket, der håndterer det.
Forholdene har ændret sig. En person, der går ind i en bygning, betjenes stadig af 5G-cellen, men en person, der forlader bygningen, efter at have åbnet den 5G-svækkende hoveddør, opfanges af 5G-netværket og betjenes nu af det.
Og nu er personen til venstre, der gik ind i bygningen og blokerede strålen fra 5G-basen til sin terminal med sin krop, til service af LTE-netværket, mens den person, der forlod bygningen nu "guides" af stråle fra 5G-basen.
I nogle tilfælde kan et udendørs 5G mmWave-netværk også være tilgængeligt indendørs. Dette vil også understøtte multirefleksioner fra bygninger, når miljøforholdene mellem antennerne ændrer sig.
Det kan ses, at signalet oprindeligt blev modtaget fra basestationen via en "direkte stråle".
Derefter kom samtalepartneren op og blokerede strålen, men 5G-forbindelsen blev ikke afbrudt ved at skifte til en stråle, der reflekterede fra overfladen af en nærliggende kontorbygning.
Sådan fungerer 5G-netværket i millimeterbølgefrekvensområdet. Bemærk, at eksperimentet ikke viser, at 5G-terminalsporing kan overføres fra en 5G-basestation til en anden (mobiloverdragelse). Denne tilstand blev sandsynligvis ikke testet i dette eksperiment.
Kilde: www.habr.com