Инженеринг ревю бр. 8/2023

18 ноември 2023 ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ електроника Не тъй сложният хардуер за безжична комуникация в устройствата обуславя използването на опростени външни архитектури на модема и RF оборудването, а намаленият брой антени и по-малкото MIMO изводи намаляват цената на устройствата. По-малкият брой дуплекс модули, усилватели и филтри също може значително да намали броя на компонентите в RedCap устройствата. С намалените хардуерни изисквания и по-ниските разходи можем да очакваме много нови 5G устройства и случаи на използване през следващите няколко години и дори появата на значително по-евтини 5G смартфони, базирани на RedCap. RedCap в сравнение с 5G и LTE Ако погледнем Таблица 2, която показва как RedCap намалява сложността на устройствата и необходимите функции, можем да получим обща представа за изискванията на RedCap в сравнение с минималните UE изисквания на 5G и с LTE. Някои от най-важните моменти: Честотна лента: Максималната честота от 20 MHz в FR1 и 100 MHz в FR2 ще доведе до намалена консумация на енергия и по-ниска цена на компонентите, но няма да достигне високата скорост на предаване на данни на пълноценни NR устройства. Разгръщане: SA мрежите са единствените, които RedCap устройствата могат да поддържат. Това означава, че няма 2G/3G/4G свързаност, изискваща сложен RF хардуер, като по този начин се намаляват консумацията на енергия и габаритите. NR смартфоните обикновено трябва да поддържат десетки честотни ленти за глобално използване. RedCap устройствата ще бъдат проектирани за специфични случаи на употреба, които могат да бъдат стационарни обекти. Тези две точки обаче могат да са недостатък, докато разгръщането на SA мрежите се ускори. Наследените функции на NR, като например Sub-Carrier Spacing (SCS), в действителност намаляват латентността. Антени: В RedCap устройствата могат да бъдат проектирани до две приемателни антени, което е много по-малко от изискванията за 4х4 в NR смартфоните. Това може да ограничи покритието, тъй като MIMO може да се използва за увеличаване на ефективността при прием на данни. Максимална сила на сигнала (TX Power): По-ниските TX нива в сравнение с NR смартфоните ще намалят консумацията на енергия, което ще позволи използването на по-малки батерии и ще намали цената. Това обаче може да доведе до намаляване на покритието в края на клетката. Обединяване на носещи честоти (Carrier Aggregation – CA): Липсата на поддръжка за CA означава, че RedCap устройството може да използва само един честотен канал в даден момент. Това ще намали консумацията на енергия, цената и габаритите. Текущи и бъдещи разработки RedCap спецификациите са включени в 3GPP Rel-17 и са финализирани през юни 2022 г., а появата на модеми и RF фронт-енд модули ще отнеме около година. За модулите и крайните устройства ще е необходима още една година или по-малко, така че трябва да очакваме някои от първите RedCap устройства да се появят около края на 2023 г. до средата на 2024 г., в зависимост от нивото на сложност и интеграция на RedCap устройството. Това е навременно, тъй като международните оператори непрекъснато ще разгръщат 5G SA мрежи през следващите няколко години. Rel-17 RedCap едва стартират процеса по намаляване на сложността с цел понижаване на цената и увеличаване на живота на батерията и остава още много какво да се направи. 3GPP започна проучването на спецификации за RedCap Rel-18 (NR Advanced), като тази фаза 2 на RedCap е планирана за първоначално пускане в началото на 2024 г. Някои от проучваните функционалности включват: Sidelink – директна комуникация между 5G устройства; Позициониране – по-добро определяне на местоположението за приложения с висока точност; Нелицензирана лента – наличие на споделен спектър; Multicast & Broadcast (MBS) – услуги от тип "точка към много точки"; Типове RedCap устройства – класификация на RedCap устройствата. RedCap очевидно има обещаващо бъдеще и можем да очакваме дефинирането на допълнителни случаи на приложение, които ще обхванат предизвикателни сфери като безпилотни летателни апарати, електропреносни мрежи, роботика, промишленост, транспорт, проследяване на стоки, AGV и много други. Таблица 2 Как Redcap намалява сложността на устройството Сравнение на изискванията на Redcap спрямо минималнитеизисквания на 5G и LTE по отношение на 3GPP RF TRX Rel-17, Rel-18 (в разработка) Животна батерията Ниска цена По-малки габарити Покритие Пиков обмен на данни Ниска латентност Честотна лента Rel-17: FR1: до 20 MHz, Rel-17: FR2: 100 MHz Rel 18: FR1: 5 MHz по-добри по-добри еднакви намаляване еднакви Разгръщане В NR канал (само SA) без изисквания за минимална честотна лента по-добри по-добри по-добри без LTE намаляване по-добри от LTE Антени 1 (или 2 RX MIMO) по-добри по-добри по-добри влошено DL покритие намаляване ограничени Дуплекс режим FDD полу- или пълен TDD по-добри по-добри по-добри ограничени ограничени закъснение на управляващите съобщения в полудуплекс Максимална TX мощност FR1: Class = 3; +23 dBm по-добри по-добри по-малка батерия намаление в края на клетката FR2: Class=7; TRP: +23 dBm; EIRP: +43 dBm по-добри по-добри по-малка батерия намаление в края на клетката Агрегация на носещата честота Не по-добри по-добри по-добри намаляване Ред на модулация до 64 QAM незначителни намаляване ограничени Намален PDCCH мониторинг Намален BlindDecode (BD) за слот; разширен интервал за PDCCH мониторинг; динамично адаптиране на PDCCH BD по-добри Разширен DRX Разширен eDRX при RRC неактивност и/или в покой до 10485,76 s по-добри закъснение на мобилни управляващи съобщения RRM релаксация за стояща вълна Задействане на RRM за устрайства извън клетката по-добри закъснение на мобилни управляващи съобщения

RkJQdWJsaXNoZXIy Mzc3Mjk=