در MWC2019، کوالکام ویدئویی با سناریوهای جالب برای استفاده از شبکه 5G mmWave در فضای باز، هم در خارج از دفتر و هم در برخی موارد در داخل خانه نشان داد. بیایید نگاهی دقیق تر به آنها بیندازیم.
عکس بالا پردیس کوالکام در سن دیگو، کالیفرنیا را نشان می دهد - سه ساختمان و ایستگاه های پایه شبکه های 5G و LTE قابل مشاهده هستند. پوشش 5G در باند 28 گیگاهرتز (باند موج میلی متری) توسط سه سلول کوچک 5G NR - یکی روی پشت بام ساختمان، دیگری روی دیوار ساختمان و سومی در حیاط روی پایه لوله نصب شده است. همچنین یک سلول ماکرو LTE برای ارائه پوشش دانشگاه وجود دارد.
شبکه 5G یک شبکه NSA است، به این معنی که به هسته و سایر منابع شبکه LTE متکی است. این امر قابلیت اطمینان اتصال را افزایش می‌دهد زیرا در مواردی که دستگاه کاربر از پوشش 5G mmWave خارج است، اتصال قطع نمی‌شود، اما به حالت LTE (fallback) تغییر می‌کند و در صورت امکان دوباره به حالت 5G باز می‌گردد.
برای نمایش عملکرد این شبکه، از یک دستگاه مشترک آزمایشی مبتنی بر مودم Qualcomm X50 5G استفاده شده است که از فرکانس‌های sub6 و mmWave پشتیبانی می‌کند. این دستگاه شامل ماژول های آنتن موج 3 میلی متری است که دو عدد از آنها در انتهای چپ و راست ترمینال و سومی در انتهای بالایی نصب شده است.
این طراحی پایانه و شبکه، قابلیت اطمینان بالای اتصال را حتی در مواردی که پرتو آنتن ایستگاه پایه 5G توسط دست، بدن یا سایر موانع مشترک مسدود می شود، تضمین می کند. کیفیت اتصال عملاً مستقل از جهت گیری ترمینال در فضا است - استفاده از سه ماژول آنتن جدا از هم فضایی، الگوی تشعشعی آنتن های ترمینال را تشکیل می دهد که نزدیک به کروی است.
این چیزی است که gNB به نظر می رسد - یک سلول کوچک 5G با یک آنتن فعال دیجیتالی تخت 256 عنصری برای برد میلی متری. شبکه راندمان داونلینک طیفی بالایی را هم در ایستگاه پایه و هم در ترمینال نشان می دهد - به طور متوسط به 4 bps در هر 1 هرتز برای ایستگاه پایه و حدود 0.5 bps در هر 1 هرتز برای ترمینال تمایل دارد.
نمودار نشان می دهد که ارتباط با ترمینال توسط پرتو فعال شماره 6 فراهم می شود، در حالی که ایستگاه آماده است تا به ارتباط با ترمینال از طریق پرتو 1 سوئیچ کند اگر پارامترهای پرتو 6 بدتر شود، به عنوان مثال، به دلیل مسدود شدن آن توسط مانعی. ایستگاه پایه به طور مداوم کیفیت ارتباط را در پرتوهای فعال و سایر پرتوها مقایسه می کند و بهترین کاندید را از بین موارد ممکن انتخاب می کند.
و این همان چیزی است که وضعیت در سمت ترمینال به نظر می رسد.
مشاهده می شود که ماژول آنتن 2 اکنون فعال است، زیرا در حال حاضر بهترین پارامترهای ارتباطی را ارائه می دهد. اما اگر چیزی تغییر کند، برای مثال، مشترک پایانه یا انگشتان خود را به گونه‌ای حرکت می‌دهد که ماژول 2 را از پرتو gNB بپوشاند، یکی از ماژول‌هایی که می‌تواند عملکرد با ایستگاه پایه 5G را در «پیکربندی» جدید جهت دستگاه تضمین کند. بلافاصله فعال می شود.
"بیضی" های کشیده الگوهای پرتوهای الگوی تابشی ترمینال هستند.
این امر تحرک، پوشش و اتصال قابل اعتماد را تضمین می کند.
اتصال هم در حالت "خط دید" آنتن های ایستگاه پایه و ترمینال و هم در شرایط سیگنال های منعکس شده تضمین می شود.
سناریو 1: خط دید
لطفاً توجه داشته باشید که یک ماژول آنتن دیگر در دستگاه در حال حاضر کار می کند.
و در اینجا چیزی است که باید هنگام تغییر به یک پرتو بازتابیده اتفاق بیفتد.
ما تعداد متفاوتی از پرتو فعال را می بینیم؛ ارتباط توسط یک ماژول آنتن متفاوت ارائه می شود. (داده های شبیه سازی شده).
سناریو 2. کار بر روی بازتاب
توانایی کار با پرتوهای بازتابی به طور قابل توجهی منطقه پوشش 5G تشکیل شده را در محدوده میلی متری گسترش می دهد.
در عین حال، شبکه LTE نقش یک پایه قابل اعتماد را فراهم می کند که همیشه آماده دریافت خدمات برای مشترک در لحظاتی که منطقه تحت پوشش 5G را ترک می کند یا در شرایطی که این امکان فراهم می شود مشترک را به شبکه 5G منتقل می کند.
در سمت چپ مشترکی است که وارد ساختمان می شود. خدمات آن توسط gNB 5G ارائه می شود. در سمت راست یک مشترک در ساختمان قرار دارد؛ در حال حاضر، شبکه LTE آن را مدیریت می کند.
شرایط تغییر کرده است. شخصی که وارد ساختمان می شود هنوز توسط سلول 5G خدمات رسانی می شود، اما فردی که ساختمان را ترک می کند، پس از باز کردن درب ورودی که در تضعیف 5G است، توسط شبکه 5G رهگیری می شود و اکنون توسط آن خدمات ارائه می شود.
و اکنون فرد سمت چپ که وارد ساختمان شده و با بدن خود پرتوی از پایه 5G به ترمینال خود را مسدود کرده است، توسط شبکه LTE به سرویس تبدیل می شود، در حالی که فردی که ساختمان را ترک کرده است اکنون توسط "هدایت" می شود. پرتو از پایه 5G.
در برخی موارد، شبکه 5G mmWave در فضای باز نیز ممکن است در داخل خانه نیز موجود باشد. هنگامی که شرایط محیطی بین آنتن ها تغییر می کند، این کار از بازتاب های چندگانه از ساختمان ها نیز پشتیبانی می کند.
مشاهده می شود که سیگنال در ابتدا از طریق یک پرتو مستقیم از ایستگاه پایه دریافت می شد.
سپس، طرف مقابل آمد و پرتو را مسدود کرد، اما اتصال 5G با تغییر به پرتویی که از سطح یک ساختمان اداری مجاور منعکس می شد، قطع نشد.
این نحوه عملکرد شبکه 5G در محدوده فرکانس موج میلی متری است. توجه داشته باشید که این آزمایش نشان نمی دهد که ردیابی ترمینال 5G می تواند از یک ایستگاه پایه 5G به ایستگاه دیگر (تحویل تلفن همراه) منتقل شود. این حالت احتمالاً در این آزمایش آزمایش نشده است.
منبع: www.habr.com