Tại MWC2019, Qualcomm đã trình chiếu một video với các tình huống thú vị khi sử dụng mạng 5G mmWave ngoài trời, cả bên ngoài văn phòng và trong một số trường hợp là trong nhà. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về họ.
Ảnh trên cho thấy khuôn viên của Qualcomm ở San Diego, California - có thể nhìn thấy ba tòa nhà và trạm gốc của mạng 5G và LTE. Vùng phủ sóng 5G ở băng tần 28 GHz (dải sóng milimet) được cung cấp bởi ba trạm nhỏ 5G NR - một trạm được lắp đặt trên nóc một tòa nhà, một trạm khác trên tường của tòa nhà và trạm thứ ba ở sân trên giá đỡ đường ống. Ngoài ra còn có một tế bào macro LTE để cung cấp vùng phủ sóng cho khuôn viên trường.
Mạng 5G là mạng NSA, nghĩa là nó dựa vào lõi và các tài nguyên khác của mạng LTE. Điều này đảm bảo tăng độ tin cậy của kết nối vì trong trường hợp thiết bị người dùng nằm ngoài vùng phủ sóng 5G mmWave, kết nối sẽ không bị gián đoạn mà chuyển sang chế độ LTE (dự phòng) rồi quay lại chế độ 5G khi có thể trở lại.
Để chứng minh hoạt động của mạng này, một thiết bị thuê bao thử nghiệm được sử dụng dựa trên modem Qualcomm X50 5G, hỗ trợ cả tần số sub6 và mmWave. Thiết bị chứa 3 mô-đun ăng-ten sóng milimet, hai trong số đó được lắp ở đầu bên trái và bên phải của thiết bị đầu cuối, và mô-đun thứ ba ở đầu trên.
Thiết kế của thiết bị đầu cuối và mạng này đảm bảo độ tin cậy kết nối cao ngay cả trong trường hợp chùm tia từ ăng-ten của trạm gốc 5G bị chặn bởi tay, cơ thể của thuê bao hoặc các chướng ngại vật khác. Chất lượng kết nối thực tế không phụ thuộc vào hướng của thiết bị đầu cuối trong không gian - việc sử dụng ba mô-đun ăng-ten tách biệt về mặt không gian tạo thành mô hình bức xạ của ăng-ten đầu cuối gần dạng hình cầu.
Đây là giao diện của gNB - một tế bào nhỏ 5G với ăng-ten hoạt động kỹ thuật số phẳng gồm 256 phần tử cho phạm vi milimet. Mạng thể hiện hiệu suất đường xuống phổ tần cao của cả trạm gốc và thiết bị đầu cuối - trung bình có xu hướng đạt 4 bps trên 1 Hz đối với trạm gốc và khoảng 0.5 bps trên 1 Hz đối với thiết bị đầu cuối.
Sơ đồ cho thấy rằng liên lạc với thiết bị đầu cuối được cung cấp bởi chùm hoạt động số 6, trong khi trạm sẵn sàng chuyển sang liên lạc với thiết bị đầu cuối qua chùm 1 nếu các thông số của chùm 6 xấu đi, chẳng hạn do nó bị chặn bởi một chướng ngại vật nào đó. Trạm cơ sở liên tục so sánh chất lượng liên lạc trên búp sóng hoạt động và trên các búp sóng khác, chọn ra ứng cử viên tốt nhất trong số những người có thể.
Và đây là tình hình ở phía thiết bị đầu cuối.
Có thể thấy rằng mô-đun ăng-ten 2 hiện đang hoạt động, bởi vì nó hiện cung cấp các thông số liên lạc tốt nhất. Nhưng nếu có điều gì đó thay đổi, chẳng hạn, người đăng ký sẽ di chuyển thiết bị đầu cuối hoặc các ngón tay để nó che mô-đun 2 khỏi chùm gNB, một trong những mô-đun có thể đảm bảo hoạt động với trạm gốc 5G trong “cấu hình” mới của hướng thiết bị được kích hoạt ngay lập tức.
Các “hình elip” kéo dài là dạng chùm tia của mẫu bức xạ của thiết bị đầu cuối.
Điều này đảm bảo tính di động, phạm vi phủ sóng và kết nối đáng tin cậy.
Khả năng kết nối được đảm bảo cả ở chế độ “đường ngắm” của trạm gốc và ăng-ten đầu cuối cũng như trong điều kiện tín hiệu phản xạ.
Tình huống 1: Đường ngắm
Xin lưu ý rằng mô-đun ăng-ten khác trong thiết bị hiện đang hoạt động.
Và đây là điều sẽ xảy ra khi chuyển sang chùm tia phản xạ lại.
Chúng tôi thấy số lượng chùm tia hoạt động khác nhau được cung cấp bởi một mô-đun ăng-ten khác. (Dữ liệu mô phỏng).
Tình huống 2. Làm việc về việc phản ánh lại
Khả năng hoạt động với các chùm phản xạ giúp mở rộng đáng kể vùng phủ sóng 5G được hình thành trong phạm vi milimet.
Đồng thời, mạng LTE đóng vai trò là nền tảng đáng tin cậy, luôn sẵn sàng nhận dịch vụ cho thuê bao vào những thời điểm thuê bao rời khỏi vùng phủ sóng 5G hoặc chuyển thuê bao sang mạng 5G trong tình huống có thể thực hiện được.
Bên trái là một thuê bao đang vào tòa nhà. Dịch vụ của nó được cung cấp bởi gNB 5G. Bên phải là một thuê bao nằm trong tòa nhà; hiện tại, mạng LTE đang xử lý việc đó.
Điều kiện đã thay đổi. Một người bước vào tòa nhà vẫn được mạng 5G phục vụ, nhưng một người rời khỏi tòa nhà, sau khi mở cửa trước yếu 5G, sẽ bị mạng 5G chặn và hiện được mạng này phục vụ.
Và bây giờ, người ở bên trái, người đã bước vào tòa nhà và dùng cơ thể chặn chùm tia từ đế 5G đến thiết bị đầu cuối của mình, được mạng LTE chuyển sang dịch vụ, trong khi người rời khỏi tòa nhà hiện được “hướng dẫn” bởi chùm tia từ cơ sở 5G.
Trong một số trường hợp, mạng 5G mmWave ngoài trời cũng có thể có sẵn trong nhà. Điều này cũng sẽ hỗ trợ đa phản xạ từ các tòa nhà khi điều kiện môi trường giữa các ăng-ten thay đổi.
Có thể thấy, tín hiệu ban đầu được nhận từ trạm gốc thông qua “chùm tia trực tiếp”.
Sau đó, người đối thoại tiến tới và chặn chùm tia, nhưng kết nối 5G không bị gián đoạn khi chuyển sang chùm tia phản chiếu từ bề mặt của một tòa nhà văn phòng gần đó.
Đây là cách mạng 5G hoạt động ở dải tần sóng milimet. Lưu ý rằng thử nghiệm không cho thấy rằng việc theo dõi thiết bị đầu cuối 5G có thể được truyền từ trạm gốc 5G này sang trạm gốc XNUMXG khác (chuyển giao di động). Chế độ này có thể chưa được thử nghiệm trong thử nghiệm này.
Nguồn: www.habr.com