3.5GHz नेटवर्क परिनियोजन की चुनौती को पूरा करने के लिए 5g समय आवृत्ति दोहरा एकत्रीकरण

मोबाइल संचार के क्षेत्र में स्पेक्ट्रम मुख्य संसाधन है। 5g स्पेक्ट्रम कई फ़्रीक्वेंसी बैंड में वितरित किया जाता है, और प्रत्येक बैंड के अपने फायदे और नुकसान होते हैं। वाणिज्यिक 5g नेटवर्क की दुनिया की पहली लहर मुख्य रूप से उच्च 3.5GHz (3.3 ~ 3.8ghz, बैंड N78) और मिलीमीटर तरंग बैंड, और 2.6GHz (2.496 ~ 2.69ghz, बैंड n41) बैंड का उपयोग करती है। 3.5GHz बैंड टीडीडी मोड को अपनाता है। 1.8GHz (बैंड 3) और आमतौर पर 4G नेटवर्क में उपयोग किए जाने वाले अन्य एफडीडी बैंड की तुलना में, 3.5GHz में न केवल उच्च पैठ हानि होती है, बल्कि उपलब्ध अपलिंक स्लॉट का अनुपात भी कम होता है। 5g सेवा आवश्यकताओं को पूरा करने के संदर्भ में, तीन चुनौतियाँ हैं: अपलिंक बैंडविड्थ, अपलिंक कवरेज और ट्रांसमिशन देरी।

अपलिंक बैंडविड्थ

टीडीडी मोड अपलिंक और डाउनलिंक के लिए समान आवृत्ति का उपयोग करता है, और टाइम डिवीजन डुप्लेक्स ट्रांसमिशन को अपनाता है। चीन के 3.5GHz बैंड में अपलिंक और डाउनलिंक का अनुपात 3:7 है, यानी अपलिंक के लिए 30% टाइम स्लॉट और डाउनलिंक के लिए 70% टाइम स्लॉट का इस्तेमाल किया जाता है। एक उदाहरण के रूप में 100 मेगाहर्ट्ज बैंडविड्थ लेते हुए, उपलब्ध अपलिंक बैंडविड्थ केवल 30 मेगाहर्ट्ज है, जो 4 जी सिंगल कैरियर का केवल 1.5 गुना है।

अपलिंक कवरेज

आवृत्ति जितनी अधिक होगी, स्थानिक प्रसार हानि उतनी ही अधिक होगी और कवरेज दूरी उतनी ही कम होगी। 3.5GHz अपलिंक का पाथ लॉस 2.1GHz बैंड की तुलना में 5dB अधिक है। इसके अलावा, आवृत्ति जितनी अधिक होगी, प्रवेश हानि उतनी ही अधिक होगी, जिसके परिणामस्वरूप कम कवरेज दूरी होगी।

ट्रांसमिशन देरी

टीडीडी मोड अपलिंक और डाउनलिंक टाइम डिवीजन ट्रांसमिशन के कारण, डाउनलिंक डेटा प्राप्त करते समय टर्मिनल अपलिंक डेटा नहीं भेज सकता है, जिससे अपलिंक ट्रांसमिशन प्रक्रिया में अतिरिक्त प्रतीक्षा विलंब होता है। अपलिंक के 30% के साथ 3.5GHz बैंड के लिए, प्रतीक्षा समय 0-2ms है, औसत प्रतीक्षा समय 0.8ms है। इसी तरह, नीचे की दिशा में, प्रतीक्षा समय 0-1 एमएस है, औसत प्रतीक्षा समय 0.2 एमएस है।

समय आवृत्ति डबल एकत्रीकरण 5g नेटवर्क क्षमता और कवरेज प्रदर्शन में सुधार करता है

स्पेक्ट्रम विशेषताओं और उद्योग की स्थिति के साथ, 2.1GHz और 700MHz के साथ 5g अपलिंक प्रदर्शन को कैसे बेहतर बनाया जाए, यह उद्योग में एक गर्म विषय बन गया है। जेडटीई ने ऑपरेटरों को 5g नेटवर्क प्रदर्शन को प्रभावी ढंग से बेहतर बनाने में मदद करने के लिए 5g समय-आवृत्ति दोहरी एकत्रीकरण योजना का प्रस्ताव दिया है।

यह तकनीक वाहक एकत्रीकरण पर आधारित है, और एफडीडी और टीडीडी के लाभों का उपयोग पूरक बनाने के लिए करती है, ताकि 5g अपलिंक और डाउनलिंक प्रदर्शन में सुधार किया जा सके। एफडीडी में कम आवृत्ति और मजबूत कवरेज होता है, और एफडीडी ट्रांसमिशन के दौरान कोई अतिरिक्त प्रतीक्षा विलंब नहीं होता है, लेकिन बैंडविड्थ आमतौर पर छोटा होता है; टीडीडी में बड़ी बैंडविड्थ होती है, और अपलिंक और डाउनलिंक दोनों परिपक्व होते हैं, और मीमो तकनीक लागू होती है, लेकिन कवरेज और देरी एफडीडी की तुलना में कमजोर होती है। 5g टाइम-फ़्रीक्वेंसी डबल एग्रीगेशन तकनीक का उपयोग करने के बाद, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, टर्मिनल बड़ी बैंडविड्थ और कम विलंब क्षमता प्राप्त करने के लिए सेल सेंटर (निकट बिंदु) पर अपलिंक और डाउनलिंक संचारित करने के लिए एफडीडी + टीडीडी स्पेक्ट्रम का उपयोग कर सकता है; सेल किनारे (दूरस्थ बिंदु) पर, टर्मिनल कवरेज में सुधार के लिए अपलिंक को एफडीडी पर स्विच करता है, और डाउनलिंक एफडीडी + टीडीडी एकत्रीकरण को बनाए रखता है,

5g टाइम-फ़्रीक्वेंसी डुअल एग्रीगेशन टेक्नोलॉजी, टाइम डोमेन और फ़्रीक्वेंसी डोमेन में एफडीडी और टीडीडी स्पेक्ट्रम को कुशलता से सहयोग करती है। परिपक्व प्रौद्योगिकी के पूर्ण उपयोग के आधार पर और टर्मिनलों की अतिरिक्त लागत को बढ़ाए बिना, 3.5GHz सिंगल फ़्रीक्वेंसी नेटवर्किंग की तीन चुनौतियों को हल करने और क्षमता, कवरेज और देरी के प्रदर्शन में सुधार के लिए अभिनव अंतर वाहक समन्वय और शेड्यूलिंग तकनीक पेश की गई है।

१) ५जी क्षमता बढ़ाएँ

3.5GHz नेटवर्क में 5g टाइम-फ़्रीक्वेंसी डुअल एग्रीगेशन तकनीक की शुरुआत के बाद, 2.1GHz फ़्रीक्वेंसी बैंड की मदद से, टर्मिनल के अपलिंक बैंडविड्थ को 23% तक बढ़ाया जा सकता है, और डाउनलिंक बैंडविड्थ को 28% तक बढ़ाया जा सकता है। यदि ऑपरेटर भविष्य में 2.1GHz बैंड में 50MHz बैंडविड्थ का उपयोग कर सकता है, तो अपलिंक और डाउनलिंक सुधार स्थान को महत्वपूर्ण क्षमता सुधार के साथ 58% और 71% तक विस्तारित किया जाएगा।

आम तौर पर, 5g टर्मिनल के अपलिंक ट्रांसमिशन चैनलों की संख्या अधिकतम दो होती है। अपलिंक 2x2 एमआईएमओ ट्रांसमिशन का उपयोग टीडीडी बैंड में किया जा सकता है, और समकक्ष बैंडविड्थ को दोगुना कर दिया जाता है। हालाँकि, यदि टर्मिनल एफडीडी + टीडीडी दोहरे वाहक को जोड़ने के लिए पारंपरिक अपलिंक वाहक एकत्रीकरण तकनीक का उपयोग करता है, तो एफडीडी और टीडीडी प्रत्येक में केवल एक ट्रांसमीटर का उपयोग कर सकते हैं, जबकि टीडीडी अपलिंक 2x2 मीमो ट्रांसमिशन का उपयोग नहीं कर सकते। इसलिए, एकत्रीकरण के बाद अपलिंक क्षमता उतनी अच्छी नहीं हो सकती जितनी वाहक एकत्रीकरण को सक्रिय नहीं करना। इस समस्या को हल करने के लिए, 5g टाइम-फ़्रीक्वेंसी डुअल एग्रीगेशन तकनीक एफडीडी + टीडीडी कैरियर एग्रीगेशन में टीडीडी कैरियर अपलिंक की 2x2 मीमो क्षमता सुनिश्चित करने के लिए राउंड रॉबिन मोड का उपयोग करती है। विशेष रूप से, टीडीडी अपलिंक स्लॉट टर्मिनल में, टीडीडी 2x2 मीमो ट्रांसमिशन के लिए दोहरे ट्रांसमीटर का उपयोग किया जाता है, जबकि टीडीडी डाउनलिंक स्लॉट में, एफडीडी का उपयोग अपलिंक ट्रांसमिशन के लिए तुरंत किया जाता है। यह तेजी से हैंडओवर तंत्र न केवल अपलिंक दिशा में उपलब्ध टाइमलॉट को लगभग 100% तक बढ़ाता है, बल्कि टीडीडी 2x2 एमआईएमओ क्षमता का त्याग भी नहीं करता है।

अंजीर। 2 अपलिंक और डाउनलिंक टाइमलॉट संबंध और 5g समय आवृत्ति दोहरे एकत्रीकरण के लिए अपलिंक राउंड भेजने की व्यवस्था

2) 5g कवरेज बढ़ाएँ बेहतर बनाएँ

यदि 5g को 3.5GHz बैंड में तैनात किया जाता है, तो कवरेज अड़चन पहले अपस्ट्रीम दिशा में दिखाई देगी, भले ही नेटवर्क का डाउनलिंक कवरेज अभी भी ठीक हो। यह"विषमता" अपलिंक और डाउनलिंक के 3.5GHz को प्रतिबंधित करता है "कवरेज"रेंज और नेटवर्क उपयोग को कम करता है। 5g टाइम-फ़्रीक्वेंसी डुअल एग्रीगेशन तकनीक के माध्यम से, टर्मिनल एफडीडी और टीडीडी कैरियर्स को एक ही समय में कनेक्ट कर सकता है, और सेल किनारे पर टीडीडी कैरियर के बड़े डाउनलिंक बैंडविड्थ का आनंद लेना जारी रखता है, जबकि अपलिंक ट्रांसमिशन एफडीडी कैरियर को बेहतर तरीके से स्विच कर सकता है। कवरेज, और अपलिंक प्रतिबंध के कारण इसे अब 5g नेटवर्क सेवा से अलग नहीं किया जाएगा।

एकल टीडीडी वाहक की तुलना में, दोहरे वाहक में एकल एफडीडी वाहक की तुलना में बड़ी सेवा सीमा और उच्च डाउनलिंक दर होती है। 1GHz डाउनलिंक में सिंगल कैरियर और अपलिंक की तुलना में 2.2.2.3 गुना अधिक। सिनर्जी का परिणाम 2 से अधिक 1 + 1 के राजस्व में होता है।

3) 5g देरी कम करें

5g समय-आवृत्ति दोहरे एकत्रीकरण में, टर्मिनल चुनिंदा रूप से प्राप्त करने और प्राप्त करने के लिए एफडीडी और टीडीडी वाहक का उपयोग कर सकता है, और अतिरिक्त प्रतीक्षा के बिना किसी भी समय ट्रांसमिशन टाइम स्लॉट उपलब्ध है, इस प्रकार ट्रांसमिशन देरी को कम करता है। उदाहरण के लिए, 3.5GHz टीडीडी सिंगल कैरियर की औसत अपलिंक ट्रांसमिशन देरी लगभग 2.2ms है, जिसे टाइम-फ़्रीक्वेंसी डबल एग्रीगेशन तकनीक का उपयोग करने के बाद 1.5ms तक 31% तक कम किया जा सकता है।

4) लचीली नेटवर्किंग और आसान तैनाती

टाइम फ़्रीक्वेंसी डबल एग्रीगेशन तकनीक को इंटर सेक्टर और इंटर स्टेशन नेटवर्क पर लागू किया जा सकता है, जिसमें बहुत लचीलापन है। ऑपरेटरों को एक सामान्य स्टेशन बनाने के लिए एफडीडी और टीडीडी को बाध्य करने की आवश्यकता नहीं है। नेटवर्क पक्ष पर प्रत्येक एफडीडी वाहक एक ही समय में कई टीडीडी वाहकों के साथ समय-आवृत्ति दोहरा एकत्रीकरण कर सकता है। इसके विपरीत, एक टीडीडी वाहक कई एफडीडी वाहकों के साथ समय-आवृत्ति दोहरा एकत्रीकरण भी कर सकता है। प्रत्येक एकत्रीकरण संयोजन एक विशिष्ट टर्मिनल के लिए गतिशील रूप से स्थापित होता है।

यदि कुछ ऑपरेटरों के एफडीडी और टीडीडी को एक ही स्टेशन पर तैनात नहीं किया जाता है, या सेक्टर कवरेज पूरी तरह से ओवरलैप नहीं होता है, जेडटीई आवश्यकताओं को शिथिल करने के लिए लचीली शेड्यूलिंग तकनीक का प्रस्ताव करता है, ताकि ऑपरेटर आसानी से समय-आवृत्ति दोहरे एकत्रीकरण को लागू कर सकें। इन तकनीकों में स्थिर कोडबुक और दो पुच्छ समूह का उपयोग शामिल है।

नवंबर 2019 में, जेडटीई ने 2.1GHz और 3.5GHz फ़्रीक्वेंसी बैंड के आधार पर उद्योग की पहली 5g टाइम-फ़्रीक्वेंसी डुअल एग्रीगेशन स्कीम सत्यापन पूरा किया। सत्यापन के परिणाम बताते हैं कि अच्छे चैनल वातावरण के तहत, 3.5GHz सिंगल कैरियर की तुलना में सिंगल यूजर की अपलिंक दर को 40% तक बढ़ाया जा सकता है। 5g टाइम-फ़्रीक्वेंसी डबल पोलीमराइज़ेशन तकनीक 3GPP मानकीकरण की प्रक्रिया में है, और R16 के पूरा होने की उम्मीद है।