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Verbesserung der 5G-Abdeckung mit netzwerkgesteuerten Relais

NCR-Technologie soll die Signalstärke in schwach abgedeckten Bereichen verbessern.

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Inhaltsverzeichnis

In der schnelllebigen Welt der Funktechnologie ist es wichtig, die Abdeckung in 5G-Netzen zu verbessern. Eine der Herausforderungen bei den aktuellen 5G-Systemen ist, dass die Nutzer starke Signale erhalten, besonders in Gebieten mit schwacher Abdeckung. Hier kommt ein neues Konzept namens Network Controlled Relay (NCR) ins Spiel. NCR hilft, die Signalstärke durch verbesserte Repeater zu steigern.

Was ist NCR?

NCR ist eine verbesserte Version herkömmlicher RF-Repeter, die Geräte sind, die helfen, die Signalreichweite zu erweitern. Im Gegensatz zu Standard-Repeatern, die Signale in alle Richtungen senden, verwendet NCR gezielte Strahlen, um Geräte effektiver zu erreichen. Das erleichtert es Nutzern, die weit von einer Hauptbasisstation entfernt sind, eine bessere Verbindung zu bekommen.

Das NCR-System funktioniert unter der Kontrolle einer Hauptbasisstation. Durch spezielle Techniken kann NCR helfen, Abdeckungslücken zu schliessen, wo die Hauptbasisstation allein möglicherweise Schwierigkeiten hat, die Nutzer zu erreichen. Das ist besonders in städtischen Gebieten von Vorteil, wo hohe Gebäude und andere Hindernisse die Signale blockieren können.

Warum ist NCR wichtig?

Die 5G-Technologie bietet viele Vorteile, wie schnellere Geschwindigkeiten und verbesserte Kapazität. Allerdings werden diese Vorteile oft durch Abdeckungsprobleme beeinträchtigt. Gegenden, die zu weit von einer Basisstation entfernt sind, können unter schwachen oder abgebrochenen Signalen leiden, was frustrierend für die Nutzer ist. NCR zielt darauf ab, diese Probleme zu lösen, indem es eine bessere Abdeckung in schwer erreichbaren Bereichen bietet.

Durch strategische Platzierung können NCR-Geräte das Erlebnis von Mobilnutzern verbessern, was reibungsloses Video-Streaming, bessere Sprachübertragungen und zuverlässigere Internetverbindungen ermöglicht.

Wie NCR funktioniert

NCR funktioniert durch ein zweigeteiltes System. Ein Teil kümmert sich um die Kommunikation mit der Hauptbasisstation, während der andere die Verbindungen zu den Nutzergeräten verwaltet. Diese Trennung ermöglicht es NCR, Signale effizient weiterzuleiten, ohne übermässige Verzögerungen oder Störungen.

Wenn das Gerät eines Nutzers eine Verbindung benötigt, sendet es eine Anfrage an die Hauptbasisstation. Anhand dieser Informationen kann die Basisstation entscheiden, ob der Nutzer direkt oder über das NCR verbunden wird. Das hilft sicherzustellen, dass der Nutzer den bestmöglichen Service basierend auf seinem Standort erhält.

Testen der NCR-Leistung

Forscher haben die NCR-Leistung in verschiedenen Szenarien bewertet, um zu sehen, wie gut sie die Abdeckung verbessert. Eine Studie untersuchte ein Gebiet, das so gestaltet war, dass es eine belebte Stadtstrasse nachahmt. Ziel war es, herauszufinden, wie sich der Einsatz von NCR-Geräten auf die Signalqualität für Nutzer an verschiedenen Standorten auswirken würde.

Fünf verschiedene Setups wurden getestet:

  1. Benchmark-Szenario: Dieses Setup verwendete nur die Hauptbasisstation, um Nutzer zu bedienen.
  2. Einzelner NCR: Ein NCR wurde platziert, um Nutzer auf der Strasse zu unterstützen.
  3. Zwei Zugangspunkte auf einem NCR: Dies beinhaltete einen einzelnen NCR mit zwei fokussierten Panels, die bei der Signalübertragung halfen.
  4. Zwei NCRS in den Ecken: Zwei NCRs wurden an verschiedenen Ecken platziert, um ein grösseres Gebiet abzudecken.
  5. Zwei NCRs an verschiedenen Positionen: Ähnlich wie im vorherigen Szenario, aber die NCRs wurden anders platziert.

Ergebnisse der NCR-Tests

Die Tests zeigten, dass die Verwendung von NCR die Signalqualität erheblich verbesserte, insbesondere in Gebieten, in denen Nutzer zuvor Schwierigkeiten hatten. Nutzer, die weiter von der Hauptbasisstation entfernt waren, profitierten am meisten von den zusätzlichen NCR-Geräten.

Die Ergebnisse hoben hervor, dass:

  • Nutzer am Rand des Abdeckungsbereichs die grössten Verbesserungen der Signalstärke sahen, wenn NCR eingesetzt wurde.
  • Der Einsatz mehrerer NCRs half sicherzustellen, dass sowohl zentrale als auch seitlich blockierte Nutzer besseren Service erhielten.
  • Ein Setup mit zwei NCRs an strategischen Positionen konnte ein gutes Gleichgewicht der Signalqualität für Nutzer sowohl in der Mitte des Gebiets als auch für diejenigen an den Rändern erreichen.

Das Beste aus NCR machen

Während die NCR-Technologie grosses Potenzial zeigt, ist es wichtig, sie durchdacht einzusetzen. Die richtige Standortwahl für NCR-Geräte kann ihre Effektivität erheblich beeinflussen. Netzwerkplaner sollten die Anordnung der Gebäude, die Anzahl der Nutzer und potenzielle Hindernisse berücksichtigen, wenn sie entscheiden, wo sie die NCRs platzieren.

Neben der Verbesserung der Signalstärke können NCR-Geräte auch helfen, die Überlastung im Netzwerk zu reduzieren. Mit besserer Abdeckung können Nutzer zuverlässiger verbinden, was das System auch zu Stosszeiten reibungslos am Laufen hält.

Die Vorteile der NCR-Technologie

Die wichtigsten Vorteile der NCR-Technologie umfassen:

  • Verbesserte Abdeckung: Nutzer in schwer erreichbaren Bereichen können von besserer Signalstärke und Konnektivität profitieren.
  • Kostengünstige Lösung: Im Vergleich zum Verlegen neuer Glasfaserleitungen für die Abdeckung kann der Einsatz von NCR eine erschwinglichere Option für Netzwerkprovider sein.
  • Flexibilität: NCR-Geräte können je nach Nutzerbedarf und sich ändernden Netzwerkanforderungen angepasst oder repositioniert werden.

Ausblick

Da die 5G-Technologie weiter wächst, wird NCR eine wichtige Rolle spielen, um sicherzustellen, dass alle Nutzer von den Vorteilen profitieren können. Mit dem Potenzial für bessere Abdeckung und zuverlässigere Verbindungen ist NCR ein wertvolles Werkzeug im ständigen Bestreben, die drahtlose Kommunikation zu verbessern.

Durch Investitionen in Technologien wie NCR können Netzwerkbetreiber das Nutzererlebnis verbessern, Wartezeiten reduzieren und einen konsistenteren Service bieten. Das kann zu einer höheren Zufriedenheit der Nutzer führen, die auf ihre Geräte sowohl für Arbeit als auch für Freizeit angewiesen sind.

Fazit

Die NCR-Technologie stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Bewältigung einer der Hauptprobleme dar, mit denen 5G-Netze konfrontiert sind. Durch den Einsatz von gezielter Strahlentechnologie kann NCR die Abdeckung für Nutzer verbessern, die oft von starken Netzwerkverbindungen ausgeschlossen sind. Mit weiteren Tests und durchdachter Implementierung kann NCR der drahtlosen Industrie helfen, die Bedürfnisse der Nutzer in vielfältigen Umgebungen zu erfüllen und letztendlich eine vernetztere Welt zu schaffen.

Originalquelle

Titel: Impact of Network Deployment on the Performance of NCR-assisted Networks

Zusammenfassung: To address the need of coverage enhancement in the fifth generation (5G) of wireless cellular telecommunications, while taking into account possible bottlenecks related to deploying fiber based backhaul (e.g., required cost and time), the 3rd generation partnership project (3GPP) proposed in Release 18 the concept of network-controlled repeaters (NCRs). NCRs enhance previous radio frequency (RF) repeaters by exploring beamforming transmissions controlled by the network through side control information. In this context, this paper introduces the concept of NCR. Furthermore, we present a system level model that allows the performance evaluation of an NCR-assisted network. Finally, we evaluate the network deployment impact on the performance of NCR-assisted networks. As we show, with proper network planning, NCRs can boost the signal to interference-plus-noise ratio (SINR) of the user equipments (UEs) in a poor coverage of a macro base station. Furthermore, celledge UEs and uplink (UL) communications are the ones that benefit the most from the presence of NCRs.

Autoren: Gabriel C. M. da Silva, Diego A. Sousa, Victor F. Monteiro, Darlan C. Moreira, Tarcisio F. Maciel, Fco. Rafael M. Lima, Behrooz Makki

Letzte Aktualisierung: 2024-07-02 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2407.02669

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.02669

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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