वास्तविक दुनिया में अपेक्षित 5 जी एनआर उपयोगकर्ता अनुभव

इस वर्ष, 3GPP सदस्यों ने नेटवर्क की ऑफ़लाइन तैनाती (SA) के लिए 5G NR विनिर्देश को अपनाया। इन विशिष्टताओं को सेवा की गुणवत्ता के स्तर (QoS) की अधिक ग्रैन्युलैरिटी के लिए नेटवर्क सेगमेंटिंग (नेटवर्क स्लाइसिंग) से नई क्षमताओं के लिए सहायता प्रदान करनी चाहिए। 5 जी और गीगाबिट एलटीई के समर्थन में स्वायत्त वास्तुकला कार्यान्वयन (एसए) के साथ नेटवर्क में काम करने वाले उपकरणों के वास्तविक प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए, दुनिया भर के ऑपरेटरों के डेटा का उपयोग करके बड़े पैमाने पर सिमुलेशन किया गया था। हम अधिक विस्तार से परिणामों के साथ खुद को परिचित करने की पेशकश करते हैं।

टोक्यो में 6 GHz तक की रेंज में 5G NR नेटवर्क में डाउनलोड स्पीड के टेस्ट

टोक्यो में 5G NR SA मैक्रो नेटवर्क सेगमेंट मॉडल में 20 नए 5G NR बेस स्टेशन शामिल थे जो मौजूदा LTE कोशिकाओं के समान साइटों पर स्थित थे। टोक्यो में 5G NR नेटवर्क मॉडल, 3.5 गीगाहर्ट्ज बैंड के 100 मेगाहर्ट्ज बैंड और तीन LTE स्पेक्ट्रम बैंड (3 × 20 MHz) (चित्र 1 में) में गीगाबिट LTE TDD कोर नेटवर्क से संचालित होता है। बेस स्टेशनों और उपकरणों के बीच वितरण टोक्यो के उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3 डी मानचित्रों के आधार पर तैयार किया गया था, जो सिग्नल के प्रसार, छायांकन, विवर्तन, इमारतों के माध्यम से गुजरने के दौरान नुकसान, हस्तक्षेप आदि के दौरान संभावित नुकसान को ध्यान में रखते हुए किया गया था।

इसके अलावा, सिमुलेशन में विभिन्न रेडियो तकनीकों का उपयोग शामिल है, जिसमें 256G तत्वों के साथ 5G NR के लिए बड़े पैमाने पर MIMO और LTE TDD नेटवर्क के लिए 4x4 MIMO शामिल हैं।

सिमुलेशन में, कई प्रकार के ट्रैफ़िक का उपयोग किया गया था जो वास्तविक परिस्थितियों में उपकरणों के उपयोग का अनुकरण करते हैं, अर्थात् ब्राउज़िंग, फ़ाइलें डाउनलोड करना और वीडियो स्ट्रीमिंग। इसके अलावा, विभिन्न आरएफ क्षमताओं (विभिन्न एलटीई श्रेणियों के स्मार्टफोन) के साथ अंत उपकरणों के विभिन्न मिश्रणों के लिए मॉडलिंग किया गया था।


चित्रा 1: स्टैंडअलोन मोड (एसए) में काम करने पर 6 जीएचजेड तक की सीमा के लिए टोक्यो में 5 जी एनआर नेटवर्क बैंडविड्थ के सिमुलेशन परिणाम।

विभिन्न प्रकार के 12,000 से अधिक सक्रिय उपयोगकर्ता उपकरण नेटवर्क पर बेतरतीब ढंग से वितरित किए गए थे, जिनमें से लगभग 50% घर के अंदर और 50% आउटडोर स्थित थे। परीक्षणों में 5 जी एनआर और गीगाबिट एलटीई का समर्थन करने वाले मल्टी-मोड उपकरणों का उपयोग करके विभिन्न श्रेणियों के एलटीई उपकरणों के साथ एलटीई उपकरणों के मिश्रण के साथ एलटीई टीडीडी नेटवर्क से स्विच करने पर लगभग 5 गुना तक नेटवर्क बैंडविड्थ में वृद्धि देखी गई। एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ यह था कि औसत दर्जे का वर्णक्रमीय दक्षता सूचकांक 3 गुना बढ़ गया।

मॉडलिंग ने नए नेटवर्क के साथ बातचीत करते हुए वास्तविक उपयोगकर्ता अनुभव में अंतर्दृष्टि भी प्रदान की। इसका मूल्यांकन करने के लिए, हमने विभिन्न नेटवर्क कंजेशन पर प्राप्त प्रमुख संकेतकों का उपयोग किया। ब्राउज़िंग (असमान ट्रैफ़िक, इंटरनेट और सोशल नेटवर्क ब्राउज़ करना), क्लाउड स्टोरेज से हाई-रिज़ॉल्यूशन मूवी (3 जीबी) डाउनलोड करने के साथ-साथ 360-डिग्री वीडियो (8K रिज़ॉल्यूशन, 120 फ्रेम प्रति सेकंड, एडाप्टिव) की माप की गई। बिटरेट)।

टोक्यो नेटवर्क में 5G NR डिवाइस के संचालन का एक उदाहरण चित्र 2 में दिखाया गया है। अधिकतम डाउनलोड गति 357 Mbit / s तक पहुंच गई है, जिसने बिना नुकसान के बिना 120 f / s पर 8K रिज़ॉल्यूशन में वीडियो चलाने और आंकड़ा के दाईं ओर बिटरेट वितरण ग्राफ) की अनुमति दी है। चित्र 2 सिमुलेशन के दौरान प्राप्त मुख्य संकेतक को भी दर्शाता है, जिसमें डेटा ट्रांसफर दर, सिग्नल गुणवत्ता, वर्णक्रमीय दक्षता, MIMO रैंक और स्पेक्ट्रम आवृत्तियों शामिल हैं।


चित्र 2: 6 GHz ऑफ़लाइन (SA) तक की रेंज में 5G NR नेटवर्क का उपयोग करके वीडियो स्ट्रीमिंग के लिए मुख्य संकेतक

एक और सिमुलेशन ने यह तुलना करना संभव किया कि नेटवर्क पर डिवाइस विभिन्न सिग्नल गुणवत्ता की शर्तों के तहत डेटा कैसे प्रसारित करते हैं - 10 वीं में (कमजोर सिग्नल / काम "सेल के किनारे पर"), 50 वीं (औसत सिग्नल गुणवत्ता) और 90 वीं प्रतिशतता (आदर्श स्थिति) ।

संक्षिप्त परिणाम निम्नानुसार हैं (चित्र 3 देखें):

• वेब सर्फिंग के दौरान डाउनलोड गति में तीन गुना से अधिक की वृद्धि दर्ज की गई: 4 जी एलटीई नेटवर्क के उपयोगकर्ताओं की औसत श्रेणी के लिए 102 Mbit / s बनाम 333 Mbit / s 5G NR नेटवर्क में;
• प्रतिक्रिया समय में लगभग तीन गुना कमी थी: मध्य भार में देरी 48 से 14 एमएस तक घट गई;
• आप एक कमजोर सिग्नल में फ़ाइलों को डाउनलोड करने की गति में चार गुना वृद्धि के बारे में देख सकते हैं: एलटीई नेटवर्क पर उपयोगकर्ताओं के लिए 5 जी नेटवर्क बनाम 32 एमबीपीएस पर 90% उपयोगकर्ताओं के लिए 131 एमबीपीएस;
• 10 वें प्रतिशत के उपयोगकर्ताओं के लिए, 10-बिट रंग रेंडरिंग और उच्चतर (5G) के साथ 120 एफपीएस पर 8K-बिट रंग प्रतिपादन (LTE) के साथ संभावित वीडियो स्ट्रीमिंग की गुणवत्ता 480p से 30 एफपीएस पर बढ़ गई।

चित्र 3: कैट 9 एलटीई और 5 जी एनआर तुलना पर उपयोगकर्ता अनुभव

प्राप्त परिणाम न केवल 5G नेटवर्क में डेटा ट्रांसफर गति में वृद्धि का संकेत देते हैं, बल्कि सेल के किनारे पर काम करते समय भी एक स्थिर संचार गुणवत्ता है, जो हमें ऐसे नेटवर्क का उपयोग करने के लिए पूरी तरह से नए परिदृश्यों के बारे में सोचने की अनुमति देता है।

इसके अलावा, सिमुलेशन ने विशिष्ट परिस्थितियों में विभिन्न श्रेणियों के उपकरणों की एक सामान्य तुलना की अनुमति दी। चित्रा 4 में, विशेष रूप से, यह देखा जा सकता है कि:

• 5 जी एनआर नेटवर्क का उपयोग करते समय प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि दर्ज की जाती है, उदाहरण के लिए, एक गीगाबिट स्तर की गति में वृद्धि, देरी में कमी, एक स्थिर संचार गुणवत्ता और नेटवर्क बैंडविड्थ में वृद्धि;
• 5G NR कवरेज क्षेत्र को छोड़ने वाले उपयोगकर्ताओं के लिए तेज और स्थिर संचार प्रदान करने के लिए गीगाबिट LTE नेटवर्क का महत्व।

चित्रा 4: असमान यातायात के साथ टोक्यो में मॉडलिंग के लिए प्रमुख संकेतक - 90 वें प्रतिशतक उपकरणों से प्राप्त परिणामों के आधार पर डेटा

टोक्यो में 6 GHz तक 5G NR नेटवर्क पर Uplink मॉडलिंग

5G नेटवर्क का उपयोग करके प्राप्त डेटा अंतरण दर अक्सर गहन चर्चा का विषय होती है। और लगभग हमेशा हम नेटवर्क से डाउनस्ट्रीम चैनल में गति के बारे में बात कर रहे हैं और इस बारे में क्या नई संभावनाएं दे सकते हैं, लेकिन एक अपलिंक (अपलिंक) में गति के बारे में बहुत कम कहा जाता है। लेकिन अंतिम पैरामीटर कोई कम महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि एप्लिकेशन डेवलपर्स को यह समझने की आवश्यकता है कि अपलिंक में किस गति से उन्हें अगली पीढ़ी के नेटवर्क से उम्मीद करनी चाहिए कि वे अपने उत्पादों को विकसित करना या अपडेट करना शुरू करते हैं।

यही कारण है कि हम 5 जी एनआर नेटवर्क और उनके साथ बातचीत करने वाले उपयोगकर्ता अनुभव की क्षमताओं के परीक्षण के लिए हमारे मंच के हिस्से के रूप में डेटा अपलोड गति की घोषणा की विस्तृत मॉडलिंग की संभावना को जोड़ने के लिए उद्योग में पहले थे। यह प्लेटफ़ॉर्म इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि स्वायत्त 4 जी / 5 जी नेटवर्क में सक्रिय 5 जी एनआर और गिगाबिट एलटीई टीडीडी मल्टी-मोड डिवाइस के साथ काम करने पर डेटा और उपयोगकर्ता अनुभव को अपलोड करने में अपेक्षित वास्तविक दुनिया नेटवर्क प्रदर्शन के बारे में मात्रात्मक डेटा प्रदान करें।

जैसा कि चित्र 5 में देखा जा सकता है, परीक्षणों ने एलटीई नेटवर्क से 5 जी एनआर नेटवर्क के विभिन्न उपकरणों के मिश्रण का उपयोग करके संक्रमण के दौरान डेटा अपलोड गति में लगभग तीन गुना वृद्धि दिखाई।


चित्रा 5: अपस्ट्रीम डेटा चैनल के लिए 6 जीएचजेड से नीचे एक स्वायत्त वास्तुकला के 5 जी एनआर नेटवर्क क्षमताओं की सिमुलेशन परिणाम

चित्रा 6 एक 5G NR डिवाइस का एक उदाहरण दिखाता है जो "क्लाउड" के लिए एक PowerPoint फ़ाइल अपलोड करने के लिए इसी ट्रैफ़िक मॉडल को लागू करता है। इस उपयोग के मामले में अधिकतम अपलोड गति 78 एमबीपीएस तक पहुंच गई और फ़ाइल को स्थानांतरित करने में 30 सेकंड से भी कम समय लगा। यह आंकड़ा प्रमुख संकेतक भी दिखाता है, जिसमें सिग्नल की गुणवत्ता, वर्णक्रमीय दक्षता, MIMO रैंक और स्पेक्ट्रम आवृत्तियों शामिल हैं।


चित्रा 6: 6 गीगाहर्ट्ज़ से नीचे की सीमा में 5 जी एनआर एसए नेटवर्क का उपयोग करते समय फ़ाइल अपलोड गति और प्रमुख मीट्रिक

लाइव वीडियो सामग्री का प्रसारण आधुनिक उपकरणों के उपयोग का एक और महत्वपूर्ण उदाहरण है। यहां प्रसारण की गुणवत्ता सीधे नेटवर्क पर डेटा अपलोड करने की गति (अपलिंक में) पर निर्भर करती है। यह देखते हुए कि कई सामाजिक नेटवर्क पहले से ही वीडियो स्ट्रीमिंग की पेशकश करते हैं, इसमें रुचि रखने वाले उपयोगकर्ताओं की संख्या धीरे-धीरे बढ़ रही है। चित्रा 7 एलटीई उल कैट 13 और 5 जी एनआर का उपयोग करते समय औसत गति के बीच तुलना दिखाता है। सिमुलेशन ने दिखाया कि 5G नेटवर्क का उपयोगकर्ता पैकेट नुकसान के कारण छवि गुणवत्ता से समझौता किए बिना 4K में वास्तविक समय वीडियो प्रसारित कर सकता है, जबकि LTE CAT 13 उपयोगकर्ता के पास 240p से अधिक की गुणवत्ता में डेटा संचारित करने के लिए पर्याप्त नेटवर्क बैंडविड्थ नहीं है, और यहां तक ​​कि इस मामले में, कुछ पैकेट खो जाते हैं और तस्वीर समय-समय पर "जमा देती है"।


चित्र 7: SA 5G NR में 6 GHz और LTE UL CAT 13 के बीच लाइव वीडियो प्रसारण की तुलना

5 जी ड्रीम को साकार करना: सिमुलेशन से वास्तविकता तक

5G नेटवर्क की क्षमताओं की मॉडलिंग और उनके साथ बातचीत करने के उपयोगकर्ता अनुभव ने 5G प्रौद्योगिकियों की क्षमता, इसके प्रदर्शन और वास्तविक परिस्थितियों में स्टैंडअलोन मोड में 5G और गीगाबिट LTE TDD नेटवर्क के संचालन का प्रदर्शन किया। परिणामों ने लोडिंग और अनलोडिंग डेटा की गति में उल्लेखनीय वृद्धि की पुष्टि की जो 5 जी एनआर द्वारा प्राप्त की जा सकती है, और नई सेवाओं के उपयोग और कार्यान्वयन के लिए पूरी तरह से नए परिदृश्यों के लिए इन नेटवर्क की तत्परता।

इस सिमुलेशन (और दुनिया के अन्य शहरों के लिए अन्य समान) के अलावा, क्वालकॉम स्नैपड्रैगन X50 5G मॉडेम को सत्यापित करने के लिए क्वालकॉम ने पूरे वर्ष बड़े पैमाने पर क्षेत्र परीक्षण किए। यह प्रमुख ओईएम, बुनियादी ढांचा प्रदाताओं और मोबाइल ऑपरेटरों के साथ मिलकर किया गया था। और यह 5 जी समर्थन के साथ उपभोक्ता उपकरणों की पहली लहर के बाजार में उपस्थिति के लिए एक और कदम है, जो 2019 की पहली छमाही में होने की उम्मीद है।