Al MWC2019, Qualcomm ha mostrato un video con scenari interessanti per l'utilizzo di una rete 5G mmWave outdoor, sia fuori dall'ufficio che, in alcuni casi, al chiuso. Diamo un'occhiata più da vicino a loro.
La foto sopra mostra il campus Qualcomm a San Diego, California: sono visibili tre edifici e stazioni base delle reti 5G e LTE. La copertura 5G nella banda dei 28 GHz (banda delle onde millimetriche) è fornita da tre piccole celle 5G NR: una installata sul tetto di un edificio, un'altra sul muro di un edificio e la terza in un cortile su un supporto per tubi. C'è anche una macro cella LTE per fornire la copertura del campus.
La rete 5G è una rete NSA, il che significa che si basa sul core e su altre risorse della rete LTE. Ciò garantisce una maggiore affidabilità della connessione perché nei casi in cui un dispositivo utente è fuori dalla copertura 5G mmWave, la connessione non viene interrotta, ma passa alla modalità LTE (fallback) per poi tornare alla modalità 5G quando diventa nuovamente possibile.
Per dimostrare il funzionamento di questa rete, viene utilizzato un dispositivo di prova basato sul modem Qualcomm X50 5G, che supporta sia le frequenze sub6 che quelle mmWave. Il dispositivo contiene 3 moduli antenna a onde millimetriche, due dei quali sono installati sulle estremità sinistra e destra del terminale e il terzo sull'estremità superiore.
Questo design del terminale e della rete garantisce un'elevata affidabilità della connessione anche nei casi in cui il raggio dell'antenna della stazione base 5G è bloccato dalla mano, dal corpo o da altri ostacoli dell'abbonato. La qualità del collegamento è praticamente indipendente dall'orientamento del terminale nello spazio: l'uso di tre moduli antenna spazialmente separati forma un diagramma di radiazione delle antenne terminali quasi sferico.
Ecco come appare gNB: una piccola cella 5G con un'antenna attiva digitale piatta da 256 elementi per la portata millimetrica. La rete dimostra un'elevata efficienza spettrale di downlink sia della stazione base che del terminale, tendente in media a 4 bps per 1 Hz per la stazione base e a circa 0.5 bps per 1 Hz per il terminale.
Lo schema mostra che la comunicazione con il terminale è assicurata dal raggio attivo numero 6, mentre la stazione è pronta a passare alla comunicazione con il terminale tramite il raggio 1 se i parametri del raggio 6 si deteriorano, ad esempio, a causa del suo blocco da parte di qualche ostacolo. La stazione base confronta costantemente la qualità della comunicazione sul raggio attivo e su altri raggi, scegliendo il miglior candidato tra quelli possibili.
E questa è come si presenta la situazione sul lato terminale.
Si può vedere che il modulo antenna 2 è ora attivo, perché attualmente fornisce i migliori parametri di comunicazione. Ma se qualcosa cambia, ad esempio, l'abbonato sposta il terminale o le dita in modo da coprire il modulo 2 del raggio gNB, quello dei moduli che può garantire il funzionamento con la stazione base 5G nella nuova "configurazione" dell'orientamento del dispositivo viene immediatamente attivato.
Le “ellissi” allungate sono i modelli di fascio del diagramma di radiazione del terminale.
Ciò garantisce mobilità, copertura e connettività affidabile.
La connettività è assicurata sia nella modalità “linea di vista” della stazione base e delle antenne terminali, sia in condizioni di segnali riflessi.
Scenario 1: linea di vista
Tieni presente che attualmente nel dispositivo funziona un modulo antenna diverso.
Ed ecco cosa dovrebbe accadere quando si passa a un raggio ri-riflesso.
Vediamo un numero diverso del raggio attivo; la comunicazione è fornita da un modulo antenna diverso. (Dati simulati).
Scenario 2. Lavorare sulla ri-riflessione
La capacità di lavorare con i raggi riflessi espande significativamente l'area di copertura 5G formata nell'intervallo millimetrico.
Allo stesso tempo, la rete LTE svolge il ruolo di una base affidabile, sempre pronta a ritirare il servizio per l'abbonato nei momenti in cui lascia l'area di copertura 5G o a trasferire l'abbonato alla rete 5G in una situazione in cui ciò diventa possibile.
A sinistra c'è un abbonato che entra nell'edificio. Il suo servizio è fornito da gNB 5G. A destra c'è un abbonato che si trova nell'edificio, per ora se ne occupa la rete LTE.
Le condizioni sono cambiate. Una persona che entra in un edificio è ancora servita dalla cellula 5G, ma una persona che esce dall’edificio, dopo aver aperto la porta d’ingresso indebolita dal 5G, viene intercettata dalla rete 5G e ne viene ora servita.
Ed ora la persona a sinistra, che è entrata nell'edificio e ha bloccato con il corpo il raggio dalla base 5G al suo terminale, viene messa in servizio dalla rete LTE, mentre la persona che è uscita dall'edificio è ora “guidata” dal fascio dalla base 5G.
In alcuni casi, una rete mmWave 5G esterna potrebbe essere disponibile anche all'interno. Ciò supporterà anche le riflessioni multiple degli edifici quando cambiano le condizioni ambientali tra le antenne.
Si può vedere che il segnale è stato inizialmente ricevuto dalla stazione base tramite un “raggio diretto”.
Quindi l'interlocutore si è avvicinato e ha bloccato il raggio, ma la connessione 5G non è stata interrotta passando a un raggio riflesso dalla superficie di un vicino edificio per uffici.
Ecco come funziona la rete 5G nella gamma di frequenze delle onde millimetriche. Si noti che l’esperimento non mostra che il tracciamento del terminale 5G possa essere trasferito da una stazione base 5G a un’altra (handover mobile). Questa modalità probabilmente non è stata testata in questo esperimento.
Fonte: habr.com