Планирование передач и каналы управления

Процесс планирования передач в NR очень схож с тем, который реализован в LTE. Каждое АУ контролирует несколько физических каналов управления нисходящего канала связи (Physical Downlink Control Channel, PDCCH), как правило, один раз на слот, хотя можно настроить и более частый мониторинг для поддержки трафика, требующего очень низкой задержки. После обнаружения PDCCH АУ подчиняется решению планировщика и принимает (или передает) одну единицу данных, известную как транспортный блок в NR. PDCCH передаются в одном или нескольких наборах ресурсов управления, каждый из которых имеет длину от одного до трех символов OFDM.

В отличие от LTE, где каналы управления передаются, используя полную полосу частот несущей, полоса частот для передачи набора ресурсов управления может быть настроена. Это необходимо для поддержки АУ с различными возможностями.

После приема данных нисходящей линии связи устройство посылает подтверждение передачи используя протокол HARQ, указывающее, была ли передача успешной или нет. Учитывая очень высокие скорости передачи данных, поддерживаемые NR, размер транспортного блока может быть очень большим. Повторная передача всего транспортного блока в этом случае может стать неэффективной. Поэтому NR поддерживает повторные передачи с более высокой степенью детализации, известной как группа кодовых блоков (Codeblock Group, CBG). Эта функциональная возможность также может быть полезна при обработке вытеснения трафика запланированных передач трафиком, требующим сверхнизкой задержки. Срочная передача на второе устройство может использовать только один или несколько символов OFDM и, следовательно, вызывать сильные помехи первому устройству только в некоторых символах OFDM. В этом случае может быть достаточно повторно передать только неверное полученные CBG, а не весь блок данных. Обработке прерванной передачи может дополнительно способствовать возможность указания первому устройству затронутых частотно-временных ресурсов, чтобы оно могло учитывать эту информацию в процессе приема информации.

Подтверждения передачи проколола HARQ, а также другая информация управления восходящего канала связи, такая как обратная связь о состоянии канала для работы с антенными решетками и запрос на планирование передачи передаются с использованием физического канала управления восходящего канала связи (Physical Uplink Control Channel, PUCCH). Существует несколько форматов PUCCH, в зависимости от объема информации и продолжительности передачи PUCCH. Короткий PUCCH передается в последнем одном или двух OFDM символах временного интервала и может поддерживать очень быструю обратную связь подтверждений передачи для реализации так называемых автономных временных интервалов, где задержка от конца передачи данных до приема подтверждения от устройства имеет порядок длительности символа OFDM, соответствующий нескольким десяткам микросекунд. Для сравнения в LTE задержка фиксирована и составляет 3 мс. В тех ситуациях, когда длительность короткого PUCCH слишком мала, чтобы обеспечить достаточное покрытие соты, существует возможность использования более длинных PUCCH.

Оборудование 5G

Стандарт разработан, протестирован и готов к запуску на потребительский рынок, но кто же предложит рынку сетевое оборудование сотовым оператором, сейчас рассмотрим. В сентябре 2018 года Американский оператор AT&T сообщил кто будет являться поставщиками 5G оборудования, и были названы следующие фирмы: Samsung, Ericsson и Nokia. Данный оператор обошел стороной китайских производителей, таких как Huawei и ZTE в силу наложенных санкций со стороны США из-за торговой войны между Китаем. Кроме, вышеперечисленных компаний разрабатывающих 5G оборудование, существуют другие производители: Cisco, Dell, Hewlett Packard Enterprice, Lenovo, Zyxel.

На Mobile World Congress (MWC) Cisco представили портфолио 5G Now для быстрого перехода операторам на сети пятого поколения. Перечень оборудования представленный Cisco:

Линейные карты высокой плотности Cisco NCS 5500 (400G): обеспечивают эффективное масштабирование в соответствии с требованиями сетей 5G и надежную защиту инвестиций для компаний, использующих маршрутизаторы семейства Cisco NCS 5500.

Маршрутизаторы Cisco NCS 560: оптимизируют сети конвергентного доступа и агрегации высокой плотности и отвечают строгим требованиям 5G xHaul, сетей Cable Converged Interconnect (CIN) и приложений Carrier Ethernet.

Маршрутизаторы Cisco NCS 540: поддерживают технологии Carrier Ethernet, сотового узла, 5G xHaul и малой агрегации.

Одного сетевого оборудования для реализации 5G мало, нужно чтобы устройство поддерживало стандарт.

В начале 2020 года Тайваньская компания Zyxel представиkf сразу три устройства 5G. Это карманный 5G роутер NR2101, домашний NR5101 и уличный NR7101. Устройства будут построены на чипсете Qualcomm SDX55.

Один из главных производителей модемов 5G для смартфонов является Американская компания Qualcomm. Начиная с процессора Snapdragon 855 смартфоны стали поддерживать 5G сети. В смартфонах с чипами Snapdragon 855 ставят собственные чипы связи Snapdragon X50 5G.

Китайские компании тоже не отстают от американских производителей. Huawei разработала собственную 5G платформу, которая называется Balong. Она разделена на три разных решения, каждое из которых предназначено для разных целей. В частности, Balong 5000 мультирежимный 5G модемный чип, выполненный по 7 нм технологии. Стоит отметить, что Huawei использует свои чипы только в устройствах собственного производства.

Компания Samsung в 2018 году представила собственный модем 5G Exynos Modem 5100 — на момент выхода данного модема, он был первым в отрасли 5G, полностью совместимый со спецификациями 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Release 15 (Rel.15) — самым современным стандартом 5G New Radio (5G-NR). Новый модем рассчитан на производство по 10-нанометровой технологии. Поддерживаются диапазоны «до 6 ГГц» (sub-6GHz) и миллиметровые волны (mmWave). Конечно, есть и поддержка более старых стандартов 2G GSM/CDMA, 3G WCDMA, TD-SCDMA, HSPA и 4G LTE.

MediaTek – китайская компания, известна как поставщик бюджетных аппаратных решений. Не так давно представлен первый 5G модем этого производителя, который получил название Helio M70. В начале 2020 года этот модем будет встроен в ARM-платформы Cortex-A77(ядра CPU) и Mali-G77(GPU).