На MWC2019 Qualcomm показала відео з цікавими сценаріями користування зовнішньою мережею 5G міліметрового діапазону як поза приміщеннями офісу, так і, в окремих випадках, у приміщеннях. Розглянемо їх докладніше.
На фото вище представлений кампус Qualcomm в Сан-Дієго, Каліфорнія - видно три будівлі та базові станції мереж 5G та LTE. Покриття 5G в діапазоні 28 ГГц (діапазон міліметрових хвиль) забезпечують три малі стільники 5G NR - одна встановлена на даху будівлі, інша на стіні будівлі, третя - у дворі на трубостійкій. Також тут є макросота LTE, що забезпечує покриття кампусу.
Мережа 5G відноситься до типу NSA, тобто вона спирається на ядро та інші ресурси LTE мережі. Це забезпечує підвищення надійності підключення, оскільки у випадках, коли пристрій виявляється поза покриття мережі 5G в міліметровому діапазоні частот, зв'язок не переривається, а перемикається в режим LTE (фоллбек) і потім повертається в режим 5G, коли це знову стає можливим.
Для показів роботи цієї мережі використовується тестовий абонентський пристрій на базі модему Qualcomm X50 5G, що підтримує частоти sub6, так і міліметрового діапазону частот. В апараті – 3 антенних модулі міліметрового діапазону, два з яких встановлені на лівому та правому торці терміналу, а третій – на верхньому торці.
Такий дизайн терміналу та мережі забезпечує високу надійність підключення навіть у випадках, коли промінь від антени базової станції 5G перекривається рукою, тілом абонента чи іншими перешкодами. Якість підключення практично не залежить від орієнтації терміналу у просторі – використання трьох просторово рознесених антенних модулів формує близьку до сферичної діаграму спрямованості антен терміналу.
Так виглядає gNB — мала сота 5G з плоскою цифровою активною антеною на 256 елементів для міліметрового діапазону. Мережа демонструє високу спектральну ефективність даунлінку як базової станції, так і терміналу - в середньому, що прагне до 4 біт/c на 1 Гц для базової станції і близько 0.5 біт/c на 1 Гц для терміналу.
На діаграмі видно, що зв'язок з терміналом забезпечує активний промінь з номером 6, при цьому станція готова переключитися на зв'язок з терміналом променю 1 у разі, якщо параметри променя 6 погіршаться, наприклад, через його перекриття якоюсь перешкодою. Базова станція весь час порівнює якість зв'язку з активного променя та інших променів, обираючи кращого кандидата з можливих.
А отак виглядає ситуація на боці терміналу.
Видно, що зараз активний антеневий модуль 2, т.к. він зараз забезпечує кращі параметри зв'язку. Але якщо щось зміниться, наприклад, абонент перемістить термінал або пальці так, що закриє модуль 2 від gNB променя, тут же активується той з модулів, який зможе забезпечити роботу з базовою станцією 5G в новій "конфігурації" орієнтації пристрою.
Витягнуті "еліпси" - патерни променя діаграми спрямованості терміналу.
Так забезпечується мобільність, покриття та надійність підключення.
Підключеність забезпечується як у режимі “прямої видимості” антен базової станції та терміналу, так і в умовах перевідбитих сигналів.
Сценарій 1. Пряма видимість
Зверніть увагу, зараз працює інший антенний модуль у пристрої.
А ось, що має відбуватися при перемиканні на перевідбитий промінь.
Бачимо інший номер активного променя, зв'язок забезпечує інший антени. (Дані симульовані).
Сценарій 2. Робота на перевідображенні
Можливість роботи з перевідбитими променями суттєво розширює сформовану зону покриття 5G у міліметровому діапазоні.
Мережа LTE забезпечує роль надійного фундаменту, завжди готова підхопити обслуговування абонента в моменти, коли він виходить із зони покриття 5G або віддати абонента в мережу 5G в ситуації, коли це стає можливим.
Ліворуч абонент, що входить до будівлі. Його обслуговування забезпечує gNB 5G. Справа — абонент, що знаходиться в будівлі, ним поки що займається мережа LTE.
Умови змінились. Людина, що підходить до будівлі, все ще обслуговується сотою 5G, а людина, що виходить з будівлі, після того як відкрилися послаблювальні сигнали 5G вхідні двері, перехоплений мережею 5G і тепер обслуговується нею.
А тепер людина зліва, яка увійшла до будівлі і своїм корпусом перекрила промінь від бази 5G до свого терміналу, переключена на обслуговування мережею LTE, тоді як людина, яка вийшла з будівлі, тепер "ведеться" променем від бази 5G.
В окремих випадках зовнішня мережа 5G міліметрового діапазону може бути доступною і всередині приміщень. Тут також підтримуватиметься перевідображення від будівель при зміні умов середовища між антенами.
Видно, що спочатку сигнал приймався від базової станції "прямим променем".
Потім підійшов співрозмовник і перекрив промінь, але зв'язок 5G не перервався за рахунок перемикання на промінь, що відбивається від поверхні сусідньої офісної будівлі.
Так діє мережа 5G у міліметровому діапазоні частот. Зазначимо, що в експерименті не показано, що супровід терміналу 5G може передаватися від базової станції 5G до іншої (мобільний хендовер). Ймовірно, у цьому експерименті цей режим не перевірявся.
Джерело: habr.com