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Con la Release 15 del 3GPP che specifica gli standard del framework 5G New Radio (5G NR), gli operatori hanno un preciso riferimento normativo per il dispiegamento delle reti di nuova generazione, al pari dei costruttori di terminali impegnati nella progettazione e produzione dei primi hand-set 5G. Il nuovo standard presenta un elevato grado di flessibilità nei parametri radio che rende più difficoltose le misure di rete.
Tuttavia, Rohde & Schwarz ha già effettuato misurazioni su reti 5G NR pre-commerciali dalle quali sono state ricavate interessanti informazioni sulle prestazioni, le capacità e le bande di frequenza della nuova tecnologia.
Tra queste anche la rete sui 28 GHz supportata da Verizon Wireless denominata 5GTF (5G Technical Forum).
5GTF è una specifica creata per il fixed wireless access (FWA), una tecnologia concentrata su un set di parametri chiave fissi, inclusa la spaziatura della sottoportante a 75 kHz (SCS) e la larghezza di banda di 100 MHz. Questa specifica applica la numerologia LTE moltiplicando tutti i parametri di frequenza per 5 e di conseguenza dividendo tutti i parametri di tempo.
La specifica 5G NR, al contrario, abbraccia la flessibilità d’uso includendo nuove opportunità: ampliamento della banda larga mobile (eMBB, enhanced Mobile BroadBand), comunicazioni massive per l’internet of Things (MIoT, Massive machine type communications), comunicazioni ultra-affidabili e a bassa latenza (URLLC, Ultra-Reliable, Low Latency Communications), che coprono tutti i settori.
Questi differenti casi d’uso richiedono un’ampia varietà di interfacce radio in termini di gamma di frequenza, spaziatura delle sottoportanti, larghezze di banda della portante, symbol length, ecc.; l’architettura di rete deve pertanto offrire molte opzioni.
La tabella 1 mostra tutte le possibili opzioni previste dallo standard 5G NR.
Lo standard 5G NR
Per far fronte ai diversi casi di utilizzo ed affrontare le richieste di servizi NR 5G, lo standard 3GPP definisce il concetto di Bandwidth Parts (BWP): ogni BWP ha una numerologia fissa (spaziatura della sottoportante fissa, numero e posizione del blocco risorse, durata del simbolo, ecc.).
Il terminale utente può essere configurato con un massimo di quattro “Parti” di larghezza di banda portante in downlink / uplink, ma in un dato momento può essere attiva solo una singola parte; le informazioni di controllo del downlink (DCI) possono cambiare il BWP attivo.
“Parti” di larghezza di banda (BWP) in 5G NR
Un’altra differenza significativa tra 5GTF e 5G NR è la posizione dei segnali di sincronizzazione, vale a dire i segnali di sincronizzazione primari (PSS) e secondari (SSS) all’interno della portante. I segnali di sincronizzazione sono molto importanti e rappresentano le prime informazioni che i dispositivi mobili devono identificare per poter accedere alla rete.
Nel 5GTF, i segnali di sincronizzazione si trovano sempre al centro della larghezza di banda della portante (un’altra eredità di LTE); questo li rende facili da trovare. Nel 5G NR, i segnali di sincronizzazione fanno parte del blocco SS / PBCH (chiamato anche SSB) contenente le informazioni sul canale di trasmissione fisico (PBCH). I blocchi SS / PBCH possono essere posizionati lungo tutta la larghezza di banda della portante e vengono trasmessi periodicamente.
Dettagli del blocco SS / PBCH in 5G NR
Misure di prova 5G NR sul campo
Come in tutte le tecnologie, valutare la copertura 5G NR in ambienti reali è particolarmente importante. L’introduzione di nuove frequenze e funzionalità, come la banda 3,7 GHz e la tecnica del beamforming rispettivamente, rendono i test particolarmente importanti e impegnativi, nonostante le numerose simulazioni eseguite da operatori del settore. La conduzione di misurazioni in reti pre-commerciali è l’unico modo per ottenere nuove informazioni e superare dubbi e incertezze prima del lancio commerciale della tecnologia.
Con le prove di rete 5G NR pre-commerciali in corso, il sistema di test per reti mobili Rohde & Schwarz (MNT) ha già avuto l’opportunità di eseguire misurazioni sul campo in ambito 5G NR. In collaborazione con un operatore di rete mobile tier-1, le misurazioni nella banda di frequenza 3,7 GHz sono state recentemente condotte in un paese europeo nell’agosto 2018.
Durante queste prove, utilizzando la banda più ampia dello spettro, le tecnologia di beamforming 5G NR ha sorpreso positivamente per la capacità di copertura ottenibile; stesse prestazioni hanno offerto i segnali di sincronizzazione e i canali di trasmissione.
Questa soluzione di misura e test di Rohde & Schwarz sarà disponibile in commercio tra pochi giorni, entro la fine di settembre 2018. La soluzione comprende uno scanner di rete R&S TSME6 (o R&S TSMA6) per la raccolta dati e la suite software R&S ROMES4 per l’analisi dei dati e la visualizzazione. Dotata di un’antenna, la soluzione di misura 5G NR si inserisce in uno zaino o borsa a tracolla per un comodo ed efficiente test mobile.
