Компания Huawei завершила первую фазу тестирования ключевых технологий 5G в серии эксплуатационных испытаний, организованных рабочей группой IMT-2020 5G.
В апреле 2016 года в г. Чэнду (Китай) были проведены испытания макросот на открытой площадке с использованием базовых технологий реализации и интегрированного радио интерфейса 5G. Результаты испытаний показали, что новая технология радио интерфейса 5G может значительно повысить эффективность использования спектра, отвечая различным сервисным требованиям, которые МСЭ-Р предъявляет к технологиям 5G.
Рабочая группа IMT-2020 5G создана Китайской академией информационно-коммуникационных технологий (CAICT) для поддержки развития технологий 5G, проведения испытаний и укрепления сотрудничества в мировой экосистеме мобильной связи, а также обеспечения успешного коммерческого внедрения сетей 5G к 2020 году. Одна из ключевых целей рабочей группы IMT-2020 5G – реализация концепции 5G для повышения качества мобильного интернета, а также разработка нового функционала 5G для Интернета вещей и сервисов вертикального рынка, что сопряжено с беспрецедентными по своей сложности техническими задачами. Среди них — достижение пользовательской скорости передачи данных 10 Гбит/с, пиковой скорости передачи данных 20 Гбит/с, 100 млрд соединений и сквозной сетевой задержки 1 мс в радио интерфейсе 5G.
В начале этого года рабочая группа IMT-2020 5G опубликовала трехфазовый план тестирования сетей 5G на период с 2016 по 2018 гг. Тесты в рамках первой фазы проводятся с сентября 2015 г. по сентябрь 2016 г., а тестирования сосредоточены на ключевых радио технологиях и функциональных испытаниях.
Являясь одним из ключевых членов рабочей группы IMT-2020 5G, компания Huawei участвует в работе группы и тестировании технологии 5G. Кроме того, Huawei сотрудничает с Китайской академией информационно-коммуникационных технологий, China Mobile, China Unicom и China Telecom – китайскими мобильными операторами – для изучения новаторских технологий эфирного интерфейса, чтобы добиться максимальной спектральной эффективности и возможности одновременных множественных соединений. Работа Huawei сосредоточена на технологии «Нового радио» (NR), что включает технологии нового радио интерфейса, полнодуплексного режима и многомерных антенных систем (massive MIMO), которые позволяют добиться исключительно высокого качества обслуживания конечных пользователей мобильного Интернета – 4K, 8K, виртуальной и дополненной реальности.
Технология радио интерфейса 5G была реализована посредством трех новаторских базовых технологий, а именно мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов с фильтрацией внеполосных излучений (F-OFDM), многостанционного доступа на основе разреженных кодов (SCMA) и полярного кода.
Технология F-OFDM служит фундаментом для создания сверхгибкого радио интерфейса, который позволит разместить все сценарии использования 5G, определенные МСЭ-Р, на одной эфирной платформе. Благодаря этому на множественной разделяемой структуре эфирных данных и цикла можно реализовать сильно отличающиеся друг от друга сервисы. Технология F-OFDM обеспечит будущее системы 5G, которая будет соответствовать постоянно возникающим новым сервисным требованиям. Тестирования показали, что технология F-OFDM способна увеличить производительность систем на 10% с использованием свободных защитных полос в системе LTE.
Кроме того, технология F-OFDM поддерживает асинхронную передачу от различных пользователей. Тестирование показало, что это обеспечит повышение пропускной способности системы на 100% по сравнению с LTE-системой при наличии нескольких смешанных сервисов на одной несущей частоте со смешанными эфирными численными данными.
Технология SCMA поддерживает множественные соединения и одновременно позволяет добиться увеличения пропускной способности системы посредством совместной оптимизации на базе разреженного кодирования SCMA и многомерной модуляции. Возможна также и оптимизация на базе распределения энергии среди различных SCMA-слоев, особенно в нисходящем канале связи, для повышения общей пропускной способности системы. Тестирование показало, что технология SCMA повышает число восходящих соединений на 300% и в то же время повышает пропускную способность нисходящего канала до 80%.
Гибкая системная интеграция нескольких новаторских технологий эфирного интерфейса 5G, а именно мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов с фильтрацией внеполосных излучений (F-OFDM), многостанционного доступа на основе разреженных кодов (SCMA) и многомерных антенных систем (massive MIMO) была проверена в ходе первой фазы тестирования ключевых технологий 5G.
В рамках тестирования технология многопользовательской передачи данных MIMO (MU-MIMO) поддерживала 24 пользовательских устройства и передачу на 24 параллельных слоях на базе одних и тех же временных и частотных ресурсов. Тестирование показало, что технология MU-MIMO может обеспечить среднюю пропускную способность 3,6 Гбит/с с использованием сверхширокой полосы пропускания 100 МГц. Данные показатели в 10 раз превышают скорости в системе LTE.
Тестирование показало оптимальную интеграцию новых эфирных технологий и возможности гибких технологий радио интерфейса 5G. Оно также послужило в качестве перепроверки технических рисков для поддержки текущей работы по стандартизации 3GPP.
Полнодуплексный режим также прошел проверку в ходе первой фазы тестирования технологий 5G. В первой фазе тестирования в полнодуплексном режиме возможны одновременная передача и получение данных на базовой станции с трехуровневыми каскадными технологиями, а именно пассивного аналогового подавления, активного аналогового подавления и цифрового подавления. Тестирование показало, что полнодуплексный режим может обеспечить подавление внутрисистемных помех на уровне свыше 113 дБ в реальной среде, что ведет к увеличению общей пропускной способности системы на 90% по сравнению с используемым в настоящий момент полудуплексным режимом.
Вторая фаза тестирования технологий 5G будет сконцентрирована на широте охвата, высокой пропускной способности беспроводных точек доступа и множественных соединениях с высокой степенью надежности, уменьшении сетевой задержки с сокращением потребления энергии.
