No MWC2019, a Qualcomm mostrou um vídeo com cenários interessantes para utilização de uma rede 5G mmWave externa, tanto fora do escritório quanto, em alguns casos, dentro de casa. Vamos dar uma olhada neles.
A foto acima mostra o campus da Qualcomm em San Diego, Califórnia – três edifícios e estações base das redes 5G e LTE são visíveis. A cobertura 5G na faixa de 28 GHz (faixa de ondas milimétricas) é fornecida por três pequenas células 5G NR – uma instalada no telhado de um edifício, outra na parede de um edifício e a terceira em um pátio em um suporte de tubulação. Há também uma macrocélula LTE para fornecer cobertura ao campus.
A rede 5G é uma rede NSA, o que significa que depende do núcleo e de outros recursos da rede LTE. Isso garante maior confiabilidade da conexão porque nos casos em que um dispositivo do usuário está fora da cobertura 5G mmWave, a conexão não é interrompida, mas muda para o modo LTE (fallback) e retorna ao modo 5G quando for possível novamente.
Para demonstrar o funcionamento desta rede, é utilizado um dispositivo de assinante de teste baseado no modem Qualcomm X50 5G, que suporta frequências sub6 e mmWave. O dispositivo contém módulos de antena de ondas milimétricas de 3, dois dos quais são instalados nas extremidades esquerda e direita do terminal e o terceiro na extremidade superior.
Este design do terminal e da rede garante alta confiabilidade de conexão mesmo nos casos em que o feixe da antena da estação base 5G é bloqueado pela mão, corpo ou outros obstáculos do assinante. A qualidade da conexão é praticamente independente da orientação do terminal no espaço - o uso de três módulos de antenas separados espacialmente forma um padrão de radiação das antenas terminais que é quase esférico.
Esta é a aparência do gNB - uma pequena célula 5G com uma antena ativa digital plana de 256 elementos para a faixa milimétrica. A rede demonstra alta eficiência espectral de downlink tanto da estação base quanto do terminal - em média tendendo a 4 bps por 1 Hz para a estação base e cerca de 0.5 bps por 1 Hz para o terminal.
O diagrama mostra que a comunicação com o terminal é fornecida pelo feixe ativo número 6, enquanto a estação está pronta para passar para a comunicação com o terminal através do feixe 1 se os parâmetros do feixe 6 se deteriorarem, por exemplo, devido ao seu bloqueio por algum obstáculo. A estação base compara constantemente a qualidade da comunicação no feixe ativo e nos demais feixes, escolhendo o melhor candidato dentre os possíveis.
E é assim que fica a situação no lado do terminal.
Pode-se observar que o módulo de antena 2 agora está ativo, pois atualmente fornece os melhores parâmetros de comunicação. Mas se algo mudar, por exemplo, o assinante move o terminal ou os dedos para que cubra o módulo 2 do feixe gNB, aquele dos módulos que podem garantir o funcionamento com a estação base 5G na nova “configuração” da orientação do dispositivo é imediatamente ativado.
“Elipses” alongadas são os padrões de feixe do padrão de radiação do terminal.
Isso garante mobilidade, cobertura e conectividade confiável.
A conectividade é garantida tanto no modo “linha de visão” da estação base e antenas terminais, quanto nas condições de sinais refletidos.
Cenário 1: Linha de visão
Observe que um módulo de antena diferente no dispositivo está funcionando atualmente.
E aqui está o que deve acontecer ao mudar para um feixe re-refletido.
Vemos um número diferente de feixe ativo; a comunicação é fornecida por um módulo de antena diferente. (Dados simulados).
Cenário 2. Trabalhando na re-reflexão
A capacidade de trabalhar com feixes refletidos expande significativamente a área de cobertura 5G formada na faixa milimétrica.
Ao mesmo tempo, a rede LTE desempenha o papel de uma base confiável, sempre pronta para atender o assinante nos momentos em que ele sai da área de cobertura 5G ou transfere o assinante para a rede 5G em uma situação em que isso se torne possível.
À esquerda está um assinante entrando no prédio. O seu serviço é prestado pelo gNB 5G. À direita está um assinante localizado no prédio; por enquanto, a rede LTE está cuidando dele.
As condições mudaram. Uma pessoa que entra em um prédio ainda é atendida pela célula 5G, mas uma pessoa que sai do prédio, após abrir a porta da frente que enfraquece o 5G, é interceptada pela rede 5G e agora é atendida por ela.
E agora a pessoa da esquerda, que entrou no prédio e bloqueou com o corpo o feixe da base 5G para o seu terminal, é comutada para o serviço pela rede LTE, enquanto a pessoa que saiu do prédio agora é “guiada” pelo feixe da base 5G.
Em alguns casos, uma rede externa 5G mmWave também pode estar disponível em ambientes internos. Isto também suportará multirreflexões de edifícios quando as condições ambientais entre as antenas mudam.
Pode-se observar que o sinal foi inicialmente recebido da estação base através de um “feixe direto”.
Então, o interlocutor apareceu e bloqueou o feixe, mas a conexão 5G não foi interrompida ao mudar para um feixe refletido na superfície de um prédio de escritórios próximo.
É assim que a rede 5G opera na faixa de frequência de ondas milimétricas. Observe que o experimento não mostra que o rastreamento do terminal 5G possa ser transferido de uma estação base 5G para outra (transferência móvel). Este modo provavelmente não foi testado neste experimento.
Fonte: habr.com