Nous découvrons comment la 5G fonctionnera au millimètre près dans la rue et à l'intérieur

Au MWC2019, Qualcomm a montré une vidéo avec des scénarios intéressants pour l'utilisation d'un réseau externe à ondes millimétriques 5G, à la fois à l'extérieur du bureau et, dans certains cas, à l'intérieur. Examinons-les plus en détail.

La photo ci-dessus montre le campus Qualcomm à San Diego, en Californie - vous pouvez voir trois bâtiments et stations de base des réseaux 5G et LTE. La couverture 5G dans la bande des 28 GHz (gamme d'ondes millimétriques) est fournie par trois petites cellules 5G NR - l'une est installée sur le toit du bâtiment, l'autre sur le mur du bâtiment et la troisième dans la cour sur le support de tuyaux. Il existe également une macro cellule LTE assurant la couverture du campus.

Le réseau 5G est un type NSA, c'est-à-dire qu'il repose sur le cœur et d'autres ressources du réseau LTE. Cela offre une fiabilité accrue de la connexion, car dans les cas où l'appareil utilisateur est en dehors de la couverture du réseau 5G dans la plage de fréquence millimétrique, la connexion n'est pas interrompue, mais passe en mode LTE (repli), puis revient en mode 5G lorsque cela redevient possible.

Pour montrer le fonctionnement de ce réseau, un appareil d'abonné de test est utilisé sur la base du modem Qualcomm X50 5G, qui prend en charge à la fois les fréquences inférieures à 6 et la plage de fréquences millimétrique. Dans l'appareil - 3 modules d'antenne de l'ordre du millimètre, dont deux sont installés à l'extrémité gauche et droite du terminal, et le troisième - à l'extrémité supérieure.



Cette conception du terminal et du réseau offre une grande fiabilité de connexion même dans les cas où le faisceau de l'antenne de la station de base 5G est bloqué par la main, le corps de l'abonné ou d'autres obstacles. La qualité de la connexion ne dépend pratiquement pas de l'orientation du terminal dans l'espace - l'utilisation de trois modules d'antenne spatialement séparés forme une antenne terminale proche du diagramme de rayonnement sphérique.



Voici à quoi ressemble gNB - une petite cellule 5G avec une antenne active numérique plate de 256 éléments pour la plage millimétrique. Le réseau démontre la haute efficacité spectrale de la liaison descendante de la station de base et du terminal - en moyenne, tendant à 4 bits / s à 1 Hz pour la station de base et environ 0,5 bit / s à 1 Hz pour le terminal.



Le diagramme montre que la communication avec le terminal fournit un faisceau actif avec le numéro 6, tandis que la station est prête à passer à la communication avec le terminal via le faisceau 1 au cas où les paramètres du faisceau 6 se détérioreraient, par exemple, en raison de son blocage par un obstacle. La station de base compare en permanence la qualité de la communication sur le faisceau actif et sur les autres faisceaux, en choisissant le meilleur candidat parmi les possibles.



Et voici la situation du côté du terminal.



On peut voir que le module d'antenne 2 est maintenant actif, car il offre actuellement les meilleures options de communication. Mais si quelque chose change, par exemple, l'abonné déplace le terminal ou les doigts pour que le module 2 soit fermé du faisceau gNB, alors l'un des modules est activé qui peut fournir du travail avec la station de base 5G dans la nouvelle "configuration" de l'orientation de l'appareil.

Les «ellipses» allongées sont des diagrammes de faisceau terminaux du terminal.

Cela garantit la mobilité, la couverture et la fiabilité de la connexion.



La connectivité est assurée à la fois dans le mode «ligne directe» des antennes de la station de base et du terminal, et dans les conditions de signaux réfléchis.

Scénario 1. Ligne de vue

Veuillez noter qu'un autre module d'antenne de l'appareil fonctionne maintenant.

Mais que doit-il se passer lors du passage à un faisceau réfléchi.



On voit un nombre différent du faisceau actif, la communication est assurée par un autre module d'antenne. (Données simulées).

Scénario 2. Travail sur la réflexion

La possibilité de travailler avec des faisceaux réfléchis élargit considérablement la zone de couverture 5G formée dans la plage des millimètres.

Dans le même temps, le réseau LTE joue le rôle d'une fondation fiable, toujours prête à prendre le service de l'abonné au moment où il quitte la zone de couverture 5G ou d'envoyer l'abonné au réseau 5G dans une situation où cela devient possible.



À gauche, l'abonné entre dans le bâtiment. Son service est fourni par gNB 5G. À droite se trouve l'abonné du bâtiment, actuellement engagé dans le réseau LTE.



Les conditions ont changé. La personne qui s'approche du bâtiment est toujours desservie par la cellule 5G, et la personne qui quitte le bâtiment, après l'ouverture de la porte d'entrée affaiblissant le signal 5G, est interceptée par le réseau 5G et est désormais desservie par celui-ci.



Et maintenant, la personne de gauche qui est entrée dans le bâtiment et avec son corps a bloqué le faisceau de la base 5G vers son terminal est passée au service réseau LTE, tandis que la personne qui a quitté le bâtiment est maintenant "guidée" par le faisceau de la base 5G.

Dans certains cas, un réseau externe à ondes millimétriques 5G peut également être disponible à l'intérieur. Les réflexions des bâtiments seront également prises en charge ici à mesure que les conditions environnementales entre les antennes changent.



On voit qu'au départ, le signal a été reçu de la station de base dans un «faisceau direct».



Ensuite, l'interlocuteur s'est approché et a bloqué le faisceau, mais la connexion 5G n'a pas été interrompue en raison du passage au faisceau réfléchi par la surface de l'immeuble de bureaux voisin.



C'est ainsi qu'un réseau 5G fonctionne dans la gamme de fréquences millimétrique. Notez que dans l'expérience, il n'a pas été démontré que le suivi de terminal 5G peut être transmis d'une station de base 5G à une autre (transfert mobile). Probablement, dans cette expérience, ce mode n'a pas été testé.