우리는 5G가 실외와 실내에서 밀리미터 범위에서 어떻게 작동하는지 알아냅니다.

MWC2019에서 Qualcomm은 사무실 외부는 물론 경우에 따라 실내에서도 실외 5G mmWave 네트워크를 사용하는 흥미로운 시나리오가 포함된 비디오를 선보였습니다. 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

위 사진은 캘리포니아주 샌디에이고에 있는 퀄컴 캠퍼스를 보여줍니다. 건물 5개와 5G 및 LTE 네트워크의 기지국이 보입니다. 28GHz 대역(밀리미터파 대역)의 5G 커버리지는 XNUMX개의 XNUMXG NR 소형 셀(건물 지붕에 하나, 건물 벽에 하나, 파이프 스탠드의 안뜰에 세 번째)에 의해 제공됩니다. 캠퍼스 커버리지를 제공하는 LTE 매크로 셀도 있습니다.

5G 네트워크는 NSA 네트워크입니다. 즉, LTE 네트워크의 핵심 및 기타 리소스에 의존합니다. 이는 사용자 기기가 5G mmWave 커버리지를 벗어나는 경우에도 연결이 중단되지 않고 LTE(fallback) 모드로 전환됐다가 다시 가능해지면 5G 모드로 복귀하기 때문에 연결 신뢰성이 높아진다.

이 네트워크의 작동을 시연하기 위해 sub50 및 mmWave 주파수를 모두 지원하는 Qualcomm X5 6G 모뎀을 기반으로 하는 테스트 가입자 장치가 사용됩니다. 이 장치에는 3개의 밀리미터파 안테나 모듈이 포함되어 있으며, 그 중 XNUMX개는 단말기의 왼쪽과 오른쪽 끝에 설치되고, XNUMX번째는 상단에 설치됩니다.

이러한 단말과 네트워크 설계는 5G 기지국 안테나에서 나오는 빔이 가입자의 손이나 신체, 기타 장애물에 의해 차단되는 경우에도 높은 연결 신뢰성을 보장한다. 연결 품질은 실제로 공간에서 단말기의 방향과 무관합니다. 공간적으로 분리된 XNUMX개의 안테나 모듈을 사용하면 구형에 가까운 단말기 안테나의 방사 패턴이 형성됩니다.

이것이 gNB의 모습입니다. 밀리미터 범위를 위한 5개 요소 평면 디지털 활성 안테나를 갖춘 256G 소형 셀입니다. 네트워크는 기지국과 단말기 모두의 높은 스펙트럼 다운링크 효율성을 보여줍니다. 평균적으로 기지국의 경우 4Hz당 1bps, 단말기의 경우 0.5Hz당 약 1bps입니다.

다이어그램은 활성 빔 번호 6에 의해 단말기와의 통신이 제공되는 반면, 예를 들어 장애물에 의한 차단으로 인해 빔 1의 매개변수가 저하되는 경우 스테이션은 빔 6을 통한 단말기와의 통신으로 전환할 준비가 되어 있음을 보여줍니다. 기지국은 활성 빔과 다른 빔의 통신 품질을 지속적으로 비교하여 가능한 빔 중에서 가장 적합한 후보를 선택합니다.

그리고 이것이 터미널 측의 상황입니다.

이제 안테나 모듈 2가 활성화된 것을 볼 수 있습니다. 현재 최고의 통신 매개변수를 제공합니다. 그러나 예를 들어 무언가 변경된 경우 가입자는 단말기 또는 손가락을 움직여 gNB 빔의 모듈 2를 덮도록 합니다. 이 모듈은 장치 방향의 새로운 "구성"에서 5G 기지국과의 작동을 보장할 수 있는 모듈 중 하나입니다. 즉시 활성화됩니다.

길쭉한 "타원"은 터미널 방사 패턴의 빔 패턴입니다.

이를 통해 이동성, 적용 범위 및 안정적인 연결이 보장됩니다.

기지국과 단말기 안테나의 "가시선" 모드와 반사 신호 조건 모두에서 연결이 보장됩니다.

시나리오 1: 시선

장치의 다른 안테나 모듈이 현재 작동 중입니다.

재반사된 광선으로 전환할 때 어떤 일이 발생해야 하는지는 다음과 같습니다.

활성 빔의 수가 다르며 통신은 다른 안테나 모듈에 의해 제공됩니다. (시뮬레이션된 데이터).

시나리오 2. 재반성 작업

반사된 빔으로 작업할 수 있는 기능은 형성된 5G 커버리지 영역을 밀리미터 단위로 크게 확장합니다.

동시에 LTE 네트워크는 가입자가 5G 서비스 지역을 벗어나거나 가능한 상황에서 가입자를 5G 네트워크로 전환하는 순간에 항상 가입자를 위한 서비스를 받을 준비가 되어 있는 안정적인 기반의 역할을 제공합니다.

왼쪽에는 건물에 들어가는 가입자가 있습니다. 해당 서비스는 gNB 5G에서 제공됩니다. 오른쪽은 건물에 있는 가입자인데 현재는 LTE망으로 처리하고 있습니다.

조건이 변경되었습니다. 건물에 들어가는 사람은 여전히 ​​5G 셀을 통해 서비스를 받을 수 있지만, 건물에서 나가는 사람은 5G가 약한 현관문을 연 후 5G 네트워크에 의해 차단되어 이제 서비스를 받을 수 있습니다.

그리고 이제 건물 안으로 들어가 5G 기지국에서 단말기까지의 빔을 몸으로 차단한 왼쪽 사람은 LTE 망으로 서비스 전환되고, 건물에서 나온 사람은 이제 5G 기지국의 '안내'를 받는다. XNUMXG 베이스에서 빔을 발사합니다.

경우에 따라 실외 5G mmWave 네트워크를 실내에서도 사용할 수 있습니다. 이는 또한 안테나 간의 환경 조건이 변경될 때 건물의 다중 반사를 지원합니다.

신호가 초기에 "직접 빔"을 통해 기지국으로부터 수신되었음을 알 수 있습니다.

그러자 대담자가 나타나 빔을 차단했지만, 인근 사옥 표면에 반사되는 빔으로 전환해 5G 연결이 끊기지 않았다.

이것이 밀리미터파 주파수 범위에서 5G 네트워크가 작동하는 방식입니다. 실험에서는 5G 단말 추적이 하나의 5G 기지국에서 다른 기지국으로 전송될 수 있음을 보여주지 않습니다(모바일 핸드오버). 이 모드는 아마도 이 실험에서 테스트되지 않았을 것입니다.

출처 : habr.com