Auf der MWC2019 zeigte Qualcomm ein Video mit interessanten Szenarien für die Verwendung eines externen 5G-Millimeterwellen-Netzwerks sowohl außerhalb des Büros als auch in einigen Fällen in Innenräumen. Betrachten wir sie genauer.
Das Foto oben zeigt den Qualcomm-Campus in San Diego, Kalifornien. Sie sehen drei Gebäude und Basisstationen von 5G- und LTE-Netzen. Die 5G-Abdeckung im 28-GHz-Band (Millimeterwellenbereich) wird von drei kleinen 5G-NR-Zellen bereitgestellt - eine auf dem Dach des Gebäudes, die andere an der Wand des Gebäudes und die dritte im Innenhof des Rohrgestells. Es gibt auch eine LTE-Makrozelle, die die Campusabdeckung bietet.
Das 5G-Netzwerk ist ein NSA-Typ, dh es stützt sich auf den Kern und andere Ressourcen des LTE-Netzwerks. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Verbindung, da in Fällen, in denen sich das Benutzergerät außerhalb der Abdeckung des 5G-Netzwerks im Millimeterfrequenzbereich befindet, die Verbindung nicht unterbrochen wird, sondern in den LTE-Modus (Fallback-Modus) wechselt und dann in den 5G-Modus zurückkehrt, wenn dies wieder möglich wird.
Um den Betrieb dieses Netzwerks zu demonstrieren, wird ein Testteilnehmergerät verwendet, das auf dem Qualcomm X50 5G-Modem basiert und sowohl Sub6-Frequenzen als auch den Millimeter-Frequenzbereich unterstützt. In der Vorrichtung - 3 Antennenmodule im Millimeterbereich, von denen zwei am linken und rechten Ende des Terminals und das dritte am oberen Ende installiert sind.
Dieses Design des Terminals und des Netzwerks bietet eine hohe Verbindungszuverlässigkeit, selbst wenn der Strahl von der Antenne der 5G-Basisstation durch die Hand, den Körper des Teilnehmers oder andere Hindernisse blockiert wird. Die Verbindungsqualität hängt praktisch nicht von der Ausrichtung des Terminals im Raum ab - die Verwendung von drei räumlich getrennten Antennenmodulen bildet eine Terminalantenne nahe dem sphärischen Strahlungsmuster.
So sieht gNB aus - eine kleine 5G-Zelle mit einer flachen digitalen aktiven Antenne mit 256 Elementen für den Millimeterbereich. Das Netzwerk zeigt die hohe spektrale Effizienz der Abwärtsverbindung sowohl der Basisstation als auch des Terminals - im Durchschnitt 4 Bit / s bei 1 Hz für die Basisstation und etwa 0,5 Bit / s bei 1 Hz für das Terminal.
Das Diagramm zeigt, dass die Kommunikation mit dem Terminal einen aktiven Strahl mit der Nummer 6 bereitstellt, während die Station bereit ist, über Strahl 1 auf die Kommunikation mit dem Terminal umzuschalten, falls sich die Parameter des Strahls 6 beispielsweise aufgrund seiner Blockierung durch ein Hindernis verschlechtern. Die Basisstation vergleicht ständig die Kommunikationsqualität auf dem aktiven Strahl und auf anderen Strahlen und wählt den bestmöglichen Kandidaten aus.
Und hier ist die Situation auf der Seite des Terminals.
Es ist ersichtlich, dass das Antennenmodul 2 jetzt aktiv ist, weil Es bietet derzeit die besten Kommunikationsoptionen. Wenn sich jedoch etwas ändert, bewegt der Teilnehmer beispielsweise das Terminal oder die Finger so, dass Modul 2 vom gNB-Strahl geschlossen ist, wird eines der Module aktiviert, das die Arbeit mit der 5G-Basisstation in der neuen „Konfiguration“ der Geräteausrichtung ermöglichen kann.
Längliche „Ellipsen“ sind Endstrahlmuster des Anschlusses.
Dies gewährleistet Mobilität, Abdeckung und Zuverlässigkeit der Verbindung.
Die Konnektivität wird sowohl im Modus "Direkte Sichtlinie" der Antennen der Basisstation und des Terminals als auch unter Bedingungen reflektierter Signale sichergestellt.
Szenario 1. Sichtlinie
Bitte beachten Sie, dass jetzt ein anderes Antennenmodul im Gerät funktioniert.
Aber was soll passieren, wenn auf einen reflektierten Strahl umgeschaltet wird?
Wir sehen eine andere Anzahl des aktiven Strahls, die Kommunikation erfolgt über ein anderes Antennenmodul. (Simulierte Daten).
Szenario 2. Arbeiten Sie an der Reflexion
Die Fähigkeit, mit reflektierten Strahlen zu arbeiten, erweitert den gebildeten 5G-Abdeckungsbereich im Millimeterbereich erheblich.
Gleichzeitig bietet das LTE-Netz die Rolle einer zuverlässigen Grundlage, die immer bereit ist, den Dienst des Teilnehmers in dem Moment abzuholen, in dem er den 5G-Versorgungsbereich verlässt, oder den Teilnehmer in einer Situation an das 5G-Netz zu senden, in der dies möglich wird.
Links betritt der Teilnehmer das Gebäude. Sein Service wird von gNB 5G bereitgestellt. Auf der rechten Seite befindet sich der Teilnehmer im Gebäude, der derzeit am LTE-Netz beteiligt ist.
Die Bedingungen haben sich geändert. Die Person, die sich dem Gebäude nähert, wird weiterhin von der 5G-Zelle bedient, und die Person, die das Gebäude verlässt, nachdem die Eingangstür das 5G-Signal geschwächt hat, wird vom 5G-Netzwerk abgefangen und wird nun von diesem bedient.
Und jetzt wird die Person auf der linken Seite, die das Gebäude betreten und mit ihrem Körper den Strahl von der 5G-Basis zu seinem Terminal blockiert hat, auf den LTE-Netzwerkdienst umgeschaltet, während die Person, die das Gebäude verlassen hat, jetzt vom Strahl von der 5G-Basis „geführt“ wird.
In einigen Fällen kann ein externes 5G-Millimeterwellen-Netzwerk auch in Innenräumen verfügbar sein. Reflexionen von Gebäuden werden hier ebenfalls unterstützt, wenn sich die Umgebungsbedingungen zwischen den Antennen ändern.
Es ist ersichtlich, dass das Signal anfangs von der Basisstation in einem "direkten Strahl" empfangen wurde.
Dann kam der Gesprächspartner und blockierte den Strahl, aber die 5G-Verbindung wurde nicht unterbrochen, weil auf den Strahl umgeschaltet wurde, der von der Oberfläche des benachbarten Bürogebäudes reflektiert wurde.
So arbeitet ein 5G-Netzwerk im Millimeterfrequenzbereich. Es ist zu beachten, dass im Experiment nicht gezeigt wurde, dass die Verfolgung des 5G-Terminals von einer 5G-Basisstation zu einer anderen übertragen werden kann (mobile Übergabe). Wahrscheinlich wurde dieser Modus in diesem Experiment nicht getestet.