På MWC2019 viste Qualcomm en video med interessante scenarier for bruk av et utendørs 5G mmWave-nettverk, både utenfor kontoret og, i noen tilfeller, innendørs. La oss se nærmere på dem.
Bildet ovenfor viser Qualcomm-campus i San Diego, California - tre bygninger og basestasjoner i 5G- og LTE-nettverket er synlige. 5G-dekning i 28 GHz-båndet (millimeterbølgebånd) leveres av tre små 5G NR-celler - en installert på taket av en bygning, en annen på veggen til en bygning, og den tredje i en gårdsplass på et rørstativ. Det er også en LTE-makrocelle for å gi campusdekning.
5G-nettverket er et NSA-nettverk, noe som betyr at det er avhengig av kjernen og andre ressurser i LTE-nettverket. Dette sikrer økt tilkoblingspålitelighet fordi i tilfeller der en brukerenhet er utenfor 5G mmWave-dekning, blir ikke tilkoblingen avbrutt, men bytter til LTE (fallback)-modus og går deretter tilbake til 5G-modus når det blir mulig igjen.
For å demonstrere driften av dette nettverket brukes en testabonnentenhet basert på Qualcomm X50 5G-modemet, som støtter både sub6- og mmWave-frekvenser. Enheten inneholder 3 millimeter-bølge antennemoduler, hvorav to er installert på venstre og høyre ende av terminalen, og den tredje på den øvre enden.
Denne utformingen av terminalen og nettverket sikrer høy tilkoblingssikkerhet selv i tilfeller der strålen fra 5G-basestasjonens antenne er blokkert av abonnentens hånd, kropp eller andre hindringer. Kvaliteten på forbindelsen er praktisk talt uavhengig av terminalens orientering i rommet - bruken av tre romlig adskilte antennemoduler danner et strålingsmønster av terminalantennene som er nær sfærisk.
Slik ser gNB ut - en 5G liten celle med en 256-elements flat digital aktiv antenne for millimeterrekkevidden. Nettverket demonstrerer høy spektral nedlinkeffektivitet for både basestasjonen og terminalen - i gjennomsnitt tenderer det til 4 bps per 1 Hz for basestasjonen og omtrent 0.5 bps per 1 Hz for terminalen.
Diagrammet viser at kommunikasjon med terminalen leveres av aktiv bjelke nummer 6, mens stasjonen er klar til å bytte til kommunikasjon med terminalen via bjelke 1 hvis parametrene til bjelke 6 forringes, for eksempel på grunn av blokkering av en hindring. Basestasjonen sammenligner kontinuerlig kvaliteten på kommunikasjonen på den aktive strålen og på andre stråler, og velger den beste kandidaten blant de mulige.
Og slik ser situasjonen ut på terminalsiden.
Det kan sees at antennemodul 2 nå er aktiv, pga det gir for øyeblikket de beste kommunikasjonsparametrene. Men hvis noe endres, for eksempel, flytter abonnenten terminalen eller fingrene slik at den dekker modul 2 fra gNB-strålen, den av modulene som kan sikre drift med 5G-basestasjonen i den nye "konfigurasjonen" av enhetsorienteringen aktiveres umiddelbart.
Langstrakte "ellipser" er strålemønstrene til terminalens strålingsmønster.
Dette sikrer mobilitet, dekning og pålitelig tilkobling.
Tilkobling er sikret både i "siktlinje"-modus for basestasjonen og terminalantenner, og under forhold med reflekterte signaler.
Scenario 1: Siktelinje
Vær oppmerksom på at en annen antennemodul i enheten fungerer for øyeblikket.
Og her er hva som skal skje når du bytter til en reflektert stråle.
Vi ser et annet nummer på den aktive strålen; kommunikasjon leveres av en annen antennemodul. (Simulerte data).
Scenario 2. Arbeider med refleksjon
Evnen til å jobbe med reflekterte stråler utvider det dannede 5G-dekningsområdet betydelig i millimeterområdet.
Samtidig gir LTE-nettverket rollen som et pålitelig fundament, alltid klar til å hente tjenesten for abonnenten når han forlater 5G-dekningsområdet eller overfører abonnenten til 5G-nettet i en situasjon der dette blir mulig.
Til venstre er det en abonnent som kommer inn i bygget. Tjenesten leveres av gNB 5G. Til høyre er en abonnent i bygningen; foreløpig håndterer LTE-nettverket det.
Forholdene har endret seg. En person som går inn i en bygning betjenes fortsatt av 5G-cellen, men en person som forlater bygningen, etter å ha åpnet den 5G-svekkende inngangsdøren, blir fanget opp av 5G-nettverket og blir nå betjent av det.
Og nå blir personen til venstre, som gikk inn i bygningen og blokkerte strålen fra 5G-basen til terminalen med kroppen sin, byttet til service av LTE-nettverket, mens personen som forlot bygningen nå "guides" av stråle fra 5G-basen.
I noen tilfeller kan et utendørs 5G mmWave-nettverk også være tilgjengelig innendørs. Dette vil også støtte multirefleksjoner fra bygninger når miljøforhold mellom antenner endres.
Det kan sees at signalet opprinnelig ble mottatt fra basestasjonen via en "direkte stråle".
Deretter kom samtalepartneren opp og blokkerte strålen, men 5G-forbindelsen ble ikke avbrutt ved å bytte til strålen som reflekterte fra overflaten til et kontorbygg i nærheten.
Slik fungerer 5G-nettverket i millimeterbølgefrekvensområdet. Merk at eksperimentet ikke viser at 5G-terminalsporing kan overføres fra en 5G-basestasjon til en annen (mobiloverlevering). Denne modusen ble sannsynligvis ikke testet i dette eksperimentet.
Kilde: www.habr.com