Movilidad de vehículo en mmWaves
El objetivo fundamental del piloto de movilidad es abordar y dar respuesta a una de las principales limitaciones que las actuales soluciones de conectividad en banda ancha en movilidad, propuestas en 5G, las cuáles no están pensadas para algunos medios de transporte en donde existe una alta densidad de vehículos o se desplazan a cierta velocidad. La arquitectura de red que se propone está basada en el uso de Nodos Repetidores, o por su denominación en inglés, Relay Nodes. En las dos pruebas que pretenden realizarse en el piloto de movilidad se utilizarán dos tipos de Nodos Repetidorses: Amplify&Forrward Layer1 y Decode&Forward Layer 2. Ambos Nodos Repetidores, pueden ser in-band o out-of-band, es decir, la frecuencia de la señal 5G de entrada es la misma que la de salida, normalmente en la banda FR1 (<6GHz), o puede ser distinta, es decir, la frecuencia de><6GHz) o puede ser distinta, es decir, la frecuencia de la señal de entrada es FR1 (<6GHz) y la de salida en milimétricas (26 GHz). Basado en estas hipótesis se han propuesto dos tipos de pruebas en movilidad.
El piloto de realización de pruebas y medidas en una flota de autobuses municipales tiene por objetivo utilizar la red 5G comercial desplegada y comprobar la mejora en el tráfico de datos y en la calidad del servicio de los pasajeros mediante el uso del Nodo Repetidor Decode&Forward Layer 2 in-band. Es decir, las estaciones base 5G comerciales transmitirían en FR1 (3.5 GHz) y el Nodo Repetidor distribuiría la señal en el interior del autobús a los usuarios en la misma frecuencia. En este escenario, se trabajaría con “small cells” 5G que dispondrían de estaciones base en milimétricas (26÷28GHz) y se utilizaría un Nodo Repetidor Amplify-&-Forward Layer 1 out-of-band, que permitiría que la señal canal radio que trabaja en 26÷28 GHz, se distribuyese en el interior del autobús en la banda FR1 (3.5 GHz). Una segunda variante de este caso consistiría en la distribución en milimétricas en la misma banda de frecuencia del enlace de backhaul, lo que supondría que los usuarios tienen terminales móviles o portátiles que trabajasen en estas bandas de frecuencia.
El objetivo de la realización de pruebas y medidas en vehículos privados es realizar las mismas pruebas y demostraciones que en el escenario anterior, pero utilizando un vehículo privado. De esta forma se podrían estudiar las mejoras de throughput de los usuarios en el interior de los vehículos, la mejora en la cobertura y en la calidad de servicio, al resolver los efectos del desvanecimiento del canal por la diversidad cooperativa y potenciar la robustez de la transmisión al garantizar la misma entre la estación base y los usuarios.
Resultados Preliminares
In this paper, a novel two-hop relay architecture using mobile relay nodes (MRN) technology for high-speed trains is presented. In this architecture, a long-term evolution advanced (LTE-A) link in sub-6 GHz bands is established between the Donor-eNB (DeNB) and the MRNs mounted on the roof of the train and another in millimeter Wave (mmWave) bands between the MRN and the user equipment (UE) terminals inside the train. Moreover, the multiple-input multiple-output (MIMO) channel is exploited between the DeNB and the UEs to enhance channel capacity. Different relay structures-several relays in a train carriage and a single relay with multiple antennas-and different types of relays-amplify-and-forward and decode-and-forward (DF)-are studied. Ultimately, performance analysis is studied and discussed by means of a downlink-level simulator with accurate channel models. Furthermore, multiuser transmission and conventional user scheduling algorithms are added to obtain a more realistic simulator. A new algorithm for one of the structures and the DF relay is proposed. This paper will examine how to provide broadband data access to train passengers in high-speed environments by validating a new architecture, which takes advantage of MIMO techniques, mobile relays, and millimeter bands.
In this paper, a theoretical study of the use of Amplify&Forward (A&F) Relay Nodes (RNs) with Power-Control- and-Link-Selection (PCLS), in a High-Speed-Railway (HSR) scenario is presented. The MRNs have been standardized by the 3GPP and is one of the proposed solutions to improve the Quality of Service (QoS) and the user’s throughput on vehicles in high mobility scenarios. Nevertheless, many items have not been investigated in depth until now, like transmission power control in the MRNs and link selection by on-board users. Under this hypothesis, firstly a Power-Control-and-Link-Selection (PCLS) algorithm is developed. In addition, the advantages of using Multiple-Input and Multiple-Output (MIMO) schemes, Resource Allocation (RA) together with Beamforming techniques have been analyzed. Numerical simulations indicate that the combination of PCLS with MIMO capacities and RA-Beamforming schemes in the MRNs substantially improves the throughput of on-board users and reduces the transmission power of MRNs.
In this paper, we present a 3GPP-inspired hardware implementation for the out-of-band Integrated Access and Backhaul (IAB) network, which serves as a solution to both coverage extension and capacity boosting in 5G and beyond networks. By employing an Ettus x310 software-defined radio (SDR) board, Pasternack’s 60 GHz Transmitter (Tx) waveguide module, and Matlab TM software, we design and develop an easy-to-use out-of-band mmWave Layer 2 protocol. The proposed protocol decodes a frequency range 1 (FR1) 5G signal as input at 3.5 GHz, which is retransmitted to the UE as a frequency range 2 (FR2) 5G signal at 60 GHz. In the implementation of the Layer 2 protocol, the least squares (LS) estimator is adopted by considering the demodulation reference signal (DM-RS) and the channel state information reference signal (CSI-RS) as pilot symbols in real-world environments. To alleviate the performance degradation in the mmWave access link, a phase noise cancellation (PNC) algorithm based on the phase tracking reference signal (PT-RS) is implemented at the UE node where a PT-RS block structure is introduced in the mmWave Layer 2 protocol transmitter stage. We review and evaluate the key performance indicators (KPIs) of the proposed Layer 2 protocol in real non-line-of-sight (NLOS) environments and a comparison between the gNode-to-UE link is carried out. Our results indicate that the performance of the proposed Layer 2 protocol is similar to the obtained with the off-the-shelf equipment demonstrating the right functionality of the developed algorithms. Experimental results evidence the superiority of the proposed Layer 2 protocol over the gNodeB-to-UE link (direct link communication) and the best performance is obtained when the PNC algorithm is considered in the IAB architecture.
Una iniciativa de
