Op MWC2019 toonde Qualcomm een video met interessante scenario's voor het gebruik van een outdoor 5G mmWave-netwerk, zowel buiten het kantoor als, in sommige gevallen, binnenshuis. Laten we ze eens nader bekijken.
De foto hierboven toont de Qualcomm-campus in San Diego, Californië - drie gebouwen en basisstations van de 5G- en LTE-netwerken zijn zichtbaar. 5G-dekking in de 28 GHz-band (millimetergolfband) wordt geleverd door drie kleine 5G NR-cellen: één geïnstalleerd op het dak van een gebouw, een andere op de muur van een gebouw en de derde op een binnenplaats op een pijpenstandaard. Er is ook een LTE-macrocel die campusdekking biedt.
Het 5G-netwerk is een NSA-netwerk, wat betekent dat het afhankelijk is van de kern- en andere bronnen van het LTE-netwerk. Dit zorgt voor een verbeterde verbindingsbetrouwbaarheid, omdat in gevallen waarin een gebruikersapparaat geen 5G mmWave-dekking heeft, de verbinding niet wordt onderbroken, maar overschakelt naar de LTE-modus (fallback) en vervolgens terugkeert naar de 5G-modus wanneer dit weer mogelijk wordt.
Om de werking van dit netwerk te demonstreren, wordt een testabonneeapparaat gebruikt op basis van de Qualcomm X50 5G-modem, die zowel sub6- als mmWave-frequenties ondersteunt. Het apparaat bevat antennemodules met een golflengte van 3 millimeter, waarvan er twee aan de linker- en rechteruiteinden van de terminal zijn geïnstalleerd en de derde aan de bovenkant.
Dit ontwerp van de terminal en het netwerk zorgt voor een hoge betrouwbaarheid van de verbinding, zelfs in gevallen waarin de straal van de 5G-basisstationantenne wordt geblokkeerd door de hand, het lichaam of andere obstakels van de abonnee. De kwaliteit van de verbinding is vrijwel onafhankelijk van de oriëntatie van de terminal in de ruimte - het gebruik van drie ruimtelijk gescheiden antennemodules vormt een stralingspatroon van de terminalantennes dat bijna bolvormig is.
Zo ziet gNB eruit: een kleine 5G-cel met een platte digitale actieve antenne met 256 elementen voor het millimeterbereik. Het netwerk vertoont een hoge spectrale downlink-efficiëntie van zowel het basisstation als de terminal - gemiddeld neigt het naar 4 bps per 1 Hz voor het basisstation en ongeveer 0.5 bps per 1 Hz voor de terminal.
Het diagram laat zien dat de communicatie met de terminal wordt verzorgd door actieve straal nummer 6, terwijl het station klaar is om over te schakelen naar communicatie met de terminal via straal 1 als de parameters van straal 6 verslechteren, bijvoorbeeld als gevolg van blokkering door een obstakel. Het basisstation vergelijkt voortdurend de kwaliteit van de communicatie op de actieve bundel en op andere bundels, en kiest uit de mogelijke kandidaten de beste kandidaat.
En zo ziet de situatie er aan de terminalkant uit.
Te zien is dat antennemodule 2 nu actief is, omdat het biedt momenteel de beste communicatieparameters. Maar als er bijvoorbeeld iets verandert, beweegt de abonnee de terminal of vingers zodat deze module 2 van de gNB-straal bedekt, een van de modules die de werking met het 5G-basisstation kan garanderen in de nieuwe "configuratie" van de apparaatoriëntatie wordt onmiddellijk geactiveerd.
Langwerpige “ellipsen” zijn de straalpatronen van het stralingspatroon van de terminal.
Dit garandeert mobiliteit, dekking en betrouwbare connectiviteit.
Connectiviteit is verzekerd, zowel in de “zichtlijn”-modus van het basisstation en de terminalantennes, als in omstandigheden van gereflecteerde signalen.
Scenario 1: Zichtlijn
Houd er rekening mee dat er momenteel een andere antennemodule in het apparaat werkt.
En dit is wat er zou moeten gebeuren als je overschakelt naar een opnieuw gereflecteerde straal.
We zien een ander nummer van de actieve straal; de communicatie wordt verzorgd door een andere antennemodule. (Gesimuleerde gegevens).
Scenario 2. Werken aan herreflectie
De mogelijkheid om met gereflecteerde stralen te werken vergroot het gevormde 5G-dekkingsgebied aanzienlijk in het millimeterbereik.
Tegelijkertijd vervult het LTE-netwerk de rol van een betrouwbare basis, die altijd klaar staat om service voor de abonnee op te halen op momenten dat deze het 5G-dekkingsgebied verlaat of de abonnee overzet naar het 5G-netwerk in een situatie waarin dit mogelijk wordt.
Links komt een abonnee het gebouw binnen. De dienst wordt geleverd door gNB 5G. Rechts bevindt zich een abonnee in het gebouw; voorlopig handelt het LTE-netwerk deze af.
De omstandigheden zijn veranderd. Een persoon die een gebouw binnenloopt, wordt nog steeds bediend door de 5G-cel, maar een persoon die het gebouw verlaat, na het openen van de 5G-verzwakkende voordeur, wordt onderschept door het 5G-netwerk en wordt er nu door bediend.
En nu wordt de persoon aan de linkerkant, die het gebouw binnenkwam en met zijn lichaam de straal van de 5G-basis naar zijn terminal blokkeerde, overgeschakeld naar service door het LTE-netwerk, terwijl de persoon die het gebouw verliet nu wordt “geleid” door de straal van de 5G-basis.
In sommige gevallen kan een 5G mmWave-netwerk buitenshuis ook binnenshuis beschikbaar zijn. Dit ondersteunt ook multireflecties van gebouwen wanneer de omgevingsomstandigheden tussen antennes veranderen.
Te zien is dat het signaal aanvankelijk via een “direct beam” van het basisstation werd ontvangen.
Toen kwam de gesprekspartner naar voren en blokkeerde de straal, maar de 5G-verbinding werd niet onderbroken door over te schakelen naar een straal die reflecteerde vanaf het oppervlak van een nabijgelegen kantoorgebouw.
Dit is hoe het 5G-netwerk werkt in het millimetergolffrequentiebereik. Merk op dat het experiment niet aantoont dat het volgen van 5G-terminals kan worden overgedragen van het ene 5G-basisstation naar het andere (mobiele overdracht). Deze modus is waarschijnlijk niet getest in dit experiment.
Bron: www.habr.com