Na MWC2019 Qualcomm ukázal video so zaujímavými scenármi využitia vonkajšej 5G mmWave siete, a to ako mimo kancelárie, tak v niektorých prípadoch aj v interiéri. Poďme sa na ne pozrieť bližšie.
Vyššie uvedená fotografia zobrazuje kampus Qualcommu v San Diegu v Kalifornii - sú viditeľné tri budovy a základňové stanice sietí 5G a LTE. Pokrytie 5G v pásme 28 GHz (pásmo milimetrových vĺn) zabezpečujú tri malé bunky 5G NR – jedna je inštalovaná na streche budovy, druhá na stene budovy a tretia na nádvorí na stojane na potrubia. K dispozícii je tiež makrobunka LTE, ktorá poskytuje pokrytie kampusu.
Sieť 5G je sieť NSA, čo znamená, že sa spolieha na jadro a ďalšie zdroje siete LTE. To zaisťuje zvýšenú spoľahlivosť pripojenia, pretože v prípadoch, keď je používateľské zariadenie mimo pokrytia 5G mmWave, sa pripojenie nepreruší, ale prepne sa do LTE (záložného) režimu a potom sa vráti do 5G režimu, keď to bude opäť možné.
Na demonštráciu fungovania tejto siete sa používa testovacie účastnícke zariadenie založené na 50G modeme Qualcomm X5, ktorý podporuje frekvenciu sub6 aj mmWave. Zariadenie obsahuje 3 milimetrové anténne moduly, z ktorých dva sú inštalované na ľavom a pravom konci terminálu a tretí na hornom konci.
Táto konštrukcia terminálu a siete zaisťuje vysokú spoľahlivosť pripojenia aj v prípadoch, keď je lúč z antény 5G základňovej stanice blokovaný rukou, telom alebo inými prekážkami účastníka. Kvalita spojenia je prakticky nezávislá od orientácie koncového zariadenia v priestore - použitie troch priestorovo oddelených anténnych modulov tvorí vyžarovací diagram koncových antén, ktorý je blízky sférickému tvaru.
Takto vyzerá gNB - 5G malá bunka s 256-prvkovou plochou digitálnou aktívnou anténou pre milimetrový rozsah. Sieť demonštruje vysokú spektrálnu downlinkovú účinnosť základňovej stanice aj terminálu - v priemere má tendenciu k 4 bps na 1 Hz pre základňovú stanicu a približne 0.5 bps na 1 Hz pre terminál.
Schéma ukazuje, že komunikáciu s terminálom zabezpečuje aktívny lúč číslo 6, pričom stanica je pripravená prepnúť na komunikáciu s terminálom cez lúč 1, ak sa parametre lúča 6 zhoršia napríklad z dôvodu jeho blokovania nejakou prekážkou. Základňová stanica neustále porovnáva kvalitu komunikácie na aktívnom lúči a na iných lúčoch, pričom z možných vyberá najlepšieho kandidáta.
A takto vyzerá situácia na strane terminálu.
Je vidieť, že anténny modul 2 je teraz aktívny, pretože v súčasnosti poskytuje najlepšie komunikačné parametre. Ak sa však niečo zmení, napríklad účastník presunie terminál alebo prsty tak, aby zakryli modul 2 z lúča gNB, teda ten z modulov, ktorý dokáže zabezpečiť prevádzku so základňou 5G v novej „konfigurácii“ orientácie zariadenia. sa okamžite aktivuje.
Predĺžené „elipsy“ sú vzory lúčov vyžarovacieho vzoru terminálu.
To zaisťuje mobilitu, pokrytie a spoľahlivé pripojenie.
Konektivita je zabezpečená ako v režime priamej viditeľnosti základňovej stanice a koncových antén, tak aj v podmienkach odrazených signálov.
Scenár 1: Priamy výhľad
Upozorňujeme, že v zariadení momentálne funguje iný anténny modul.
A tu je to, čo by sa malo stať pri prepnutí na spätne odrazený lúč.
Vidíme iné číslo aktívneho lúča, komunikáciu zabezpečuje iný anténny modul. (Simulované údaje).
Scenár 2. Práca na re-reflexii
Schopnosť pracovať s odrazenými lúčmi výrazne rozširuje vytvorenú oblasť pokrytia 5G v milimetrovom rozsahu.
Sieť LTE zároveň plní úlohu spoľahlivého základu, ktorý je vždy pripravený prevziať službu pre účastníka vo chvíli, keď opustí oblasť pokrytia 5G alebo prenesie účastníka do siete 5G v situácii, keď je to možné.
Naľavo je účastník vstupujúci do budovy. Jeho službu poskytuje gNB 5G. Vpravo je účastník umiestnený v budove, zatiaľ ho obsluhuje LTE sieť.
Podmienky sa zmenili. Osoba, ktorá vchádza do budovy, je stále obsluhovaná bunkou 5G, ale osoba, ktorá opúšťa budovu, je po otvorení predných dverí, ktoré oslabuje 5G, zachytená sieťou 5G a teraz je ňou obsluhovaná.
A teraz osoba naľavo, ktorá vstúpila do budovy a telom zablokovala lúč zo základne 5G do svojho terminálu, je prepnutá do služby LTE siete, pričom osobu, ktorá opustila budovu, teraz „navádza“ lúč zo základne 5G.
V niektorých prípadoch môže byť vonkajšia sieť 5G mmWave dostupná aj v interiéri. To tiež podporí viacnásobné odrazy od budov, keď sa zmenia podmienky prostredia medzi anténami.
Je vidieť, že signál bol pôvodne prijímaný zo základnej stanice prostredníctvom „priameho lúča“.
Potom sa objavil účastník rozhovoru a zablokoval lúč, ale spojenie 5G nebolo prerušené prepnutím na lúč odrážajúci sa od povrchu neďalekej kancelárskej budovy.
Takto funguje 5G sieť vo frekvenčnom rozsahu milimetrových vĺn. Upozorňujeme, že experiment neukazuje, že sledovanie terminálu 5G možno preniesť z jednej základňovej stanice 5G na druhú (mobilné odovzdanie). Tento režim pravdepodobne nebol testovaný v tomto experimente.
Zdroj: hab.com