Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

А отак виглядає ситуація на боці терміналу.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

Підключеність забезпечується як у режимі “прямої видимості” антен базової станції та терміналу, так і в умовах перевідбитих сигналів.

Сценарій 1. Пряма видимість

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

Зверніть увагу, зараз працює інший антенний модуль у пристрої.

А ось, що має відбуватися при перемиканні на перевідбитий промінь.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

Бачимо інший номер активного променя, зв'язок забезпечує інший антени. (Дані симульовані).

Сценарій 2. Робота на перевідображенні

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

Ліворуч абонент, що входить до будівлі. Його обслуговування забезпечує gNB 5G. Справа — абонент, що знаходиться в будівлі, ним поки що займається мережа LTE.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

Видно, що спочатку сигнал приймався від базової станції "прямим променем".

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

Потім підійшов співрозмовник і перекрив промінь, але зв'язок 5G не перервався за рахунок перемикання на промінь, що відбивається від поверхні сусідньої офісної будівлі.

Розбираємось, як 5G працюватиме у міліметровому діапазоні на вулиці та у приміщеннях

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

Додати коментар або відгук