På MWC2019 visade Qualcomm videor med intressanta scenarier för att använda ett utomhus 5G mmWave-nätverk, både utanför kontoret och, i vissa fall, inomhus. Låt oss överväga dem mer i detalj.
Bilden ovan visar Qualcomm campus i San Diego, Kalifornien, med tre byggnader och 5G- och LTE-basstationer. 5G-täckning i 28 GHz-bandet (millimetervågband) tillhandahålls av tre små 5G NR-celler - en är installerad på byggnadens tak, den andra på byggnadens vägg, den tredje är på gården på ett rörställ . Det finns också en LTE-makrocell som ger campustäckning.
5G-nätverket är av NSA-typ, det vill säga det är beroende av kärnan och andra resurser i LTE-nätverket. Detta förbättrar anslutningens tillförlitlighet, eftersom i de fall användarenheten befinner sig utanför 5G-nätverkets täckning i millimeterfrekvensområdet avbryts inte anslutningen, utan växlar till LTE-läge (fallback) och återgår sedan till 5G-läge när det blir möjligt igen.
För att demonstrera driften av detta nätverk används en testabonnentenhet baserad på ett Qualcomm X50 5G-modem, som stöder både sub6- och millimetervågsfrekvenser. Enheten har 3 millimetervågsantennmoduler, varav två är installerade på terminalens vänstra och högra ände, och den tredje är i den övre änden.
Denna design av terminalen och nätverket säkerställer hög tillförlitlighet för anslutningen även i fall där strålen från 5G-basstationens antenn blockeras av abonnentens hand, kropp eller andra hinder. Anslutningskvaliteten beror praktiskt taget inte på terminalens orientering i rymden - användningen av tre rumsligt åtskilda antennmoduler bildar ett nästan sfäriskt terminalantennmönster.
Så här ser gNB ut - en liten 5G-cell med en platt 256-elements digital aktiv antenn för millimetervågen. Nätverket uppvisar hög spektral effektivitet i nedlänken för både basstationen och terminalen - tenderar i genomsnitt till 4 bit/s per 1 Hz för basstationen och cirka 0.5 bit/s per 1 Hz för terminalen.
Diagrammet visar att kommunikation med terminalen ger aktiv stråle nummer 6, medan stationen är redo att växla till kommunikation med terminalen längs balk 1 om parametrarna för balk 6 försämras, till exempel på grund av dess överlappning med något hinder. Basstationen jämför hela tiden kommunikationskvaliteten på den aktiva strålen och på andra strålar och väljer den bästa kandidaten bland de möjliga.
Och så här ser situationen ut på sidan av terminalen.
Det kan ses att antennmodul 2 nu är aktiv pga det ger för närvarande de bästa kommunikationsparametrarna. Men om något förändras, till exempel, flyttar abonnenten terminalen eller fingrarna så att den stänger modul 2 från gNB-strålen, är den av modulerna som kan ge arbete med 5G-basstationen i den nya enhetsorienteringen "konfiguration" omedelbart aktiveras.
De långsträckta "ellipserna" är strålmönstren för det terminala strålningsmönstret.
Detta säkerställer mobilitet, täckning och pålitlig anslutning.
Anslutning tillhandahålls både i "siktlinje"-läget för basstationens och terminalens antenner och i förhållandena för reflekterade signaler.
Scenario 1: Siktlinje
Observera att en annan antennmodul för närvarande fungerar i enheten.
Och här är vad som ska hända när du byter till en reflekterad stråle.
Vi ser ett annat nummer av den aktiva strålen, anslutningen tillhandahålls av en annan antennmodul. (Data simulerad).
Scenario 2. Arbetar med reflektion
Möjligheten att arbeta med reflekterade strålar utökar avsevärt det bildade 5G-täckningsområdet i millimeterområdet.
Samtidigt ger LTE-nätverket rollen som en pålitlig grund, alltid redo att hämta abonnentens tjänst i de ögonblick då han lämnar 5G-täckningsområdet eller ge abonnenten till 5G-nätet i en situation där detta blir möjligt.
Till vänster kommer en abonnent in i byggnaden. Dess tjänst tillhandahålls av gNB 5G. Till höger finns en abonnent i byggnaden, som för närvarande hanteras av LTE-nätet.
Förutsättningarna har förändrats. En person som närmar sig byggnaden betjänas fortfarande av 5G-cellen, och en person som lämnade byggnaden, efter att ha öppnat ytterdörren som försvagade 5G-signalen, fångades upp av 5G-nätverket och betjänas nu av det.
Och nu har personen till vänster, som gick in i byggnaden och blockerade strålen från 5G-basen till sin terminal med sin kropp, övergått till service med LTE-nätet, medan personen som lämnade byggnaden nu "guidas" av strålen från 5G-basen.
I vissa fall kan ett utomhus 5G mmWave-nätverk också vara tillgängligt inomhus. Det kommer också att stödja multireflektioner från byggnader när miljöförhållandena mellan antennerna ändras.
Det kan ses att signalen ursprungligen togs emot från basstationen längs den "direkta strålen".
Sedan närmade samtalspartnern sig och blockerade strålen, men 5G-anslutningen avbröts inte genom att byta till en stråle som reflekterades från ytan på en närliggande kontorsbyggnad.
Så fungerar 5G-nätverket i millimeterfrekvensområdet. Observera att experimentet inte visar att 5G-terminalspårning kan överföras från en 5G-basstation till en annan (mobil handover). Förmodligen testades inte denna regim i detta experiment.
Källa: will.com