''TECNOLOGIA mobile - Come sviluppare uno strumento di pianificazione della RETE 5G''
Rino Liuzzi
Pianificazione della rete 5G
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- Pianificazione della rete 5G
Il 5G è la quinta generazione di tecnologie di rete mobile standardizzate dal 3GPP.
Il 5G include una nuova rete centrale in grado di supportare le tecnologie 3G e 4G esistenti, nonché una nuova interfaccia aerea chiamata NR (New Radio) che fornisce velocità di dati e capacità molto più elevate, utilizzando nuove bande ad alta frequenza (mmWave).
I casi d’uso del 5G possono essere ampiamente classificati in tre tipi principali di servizi di comunicazione:
- Banda larga mobile migliorata: il 5G non solo migliorerà gli smartphone, ma offrirà anche nuove esperienze coinvolgenti, come VR e AR, con velocità dati più veloci e più uniformi, latenza e costo per bit inferiori.
- Comunicazioni mission-critical: il 5G consentirà nuovi servizi con collegamenti ultra affidabili/disponibili e a bassa latenza, come il controllo remoto di infrastrutture critiche, veicoli e procedure mediche.
- Internet delle cose di massa: il 5G collegherà senza soluzione di continuità un numero enorme di sensori integrati attraverso la capacità di ridurre velocità di trasmissione dati, potenza e mobilità per fornire soluzioni estremamente snelle e a basso costo.
4G/5G
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- 4G/5G
Atoll consente agli operatori mobili di pianificare e ottimizzare le reti 5G NR implementate sia in modalità NSA (Non Standalone) che SA (Standalone), insieme a livelli 4G e legacy 2G e 3G.
Le capacità di modellazione modulare e avanzata della tecnologia radio di Atoll, insieme al supporto per la propagazione mmWave, MIMO massiccio e beamforming 3D, forniscono agli operatori un quadro completo ed evolutivo per la progettazione e l'implementazione delle reti 5G NR.
Atoll supporta la pianificazione di rete integrata per reti multi-RAT. È dotato di un database di rete multi-tecnologia, un modello di traffico unificato, un simulatore Monte Carlo combinato e un modulo ACP (pianificazione automatica delle celle) multi-RAT. Atoll fornisce agli operatori un quadro completo ed evolutivo per la pianificazione e l’ottimizzazione delle reti multi-tecnologia 2G/3G/4G/5G, comprese le piccole celle, il Wi-Fi integrato e l’IoT.
Modello di propagazione degli aster
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- Modello di propagazione degli aster
Aster è un modello di propagazione ad alte prestazioni per Atoll che supporta scenari di propagazione urbana macro, micro e piccole cellule.
Aster include anche un modello di propagazione mmWave dedicato per frequenze 5G superiori a 6GHz.
Aster si basa su tecniche avanzate di propagazione del ray tracing e combina un'elevata precisione con una velocità di calcolo superiore.
Caso d'uso
- Supporto per tutte le tecnologie di accesso radio (5G NR, LTE, UMTS, GSM, …)
- Supporto per frequenze inferiori e superiori a 6 GHz, incluso mmWave
- Supporto per tutti i tipi di celle con parametri preconfigurati e definiti dall'utente:
celle macro, micro e piccole - Supporto per tutti i tipi di ambienti di propagazione: rurale, suburbano, urbano, urbano denso
Modellazione della propagazione
- Diffrazione verticale sui tetti
- Diffrazione/riflessione orizzontale basata sul lancio dei raggi
- Calcolo del ray-tracing su dati raster e su dati di costruzione vettoriali
Modellazione della propagazione ad alta frequenza
- Vegetazione: diffrazione e perdita attraverso
- Assorbimento atmosferico
- Attenuazione della pioggia
- Propagazione della LoS a diverse altezze
- Diffrazione, riflessioni speculari
Configurazione e calibrazione
- Supporto del multi-threading e del calcolo distribuito
- Calibrazione automatica utilizzando misurazioni CW
Modellazione della rete 5G
- Supporto per tutte le bande di frequenza 5G NR, incluso mmWave
- Supporto per le modalità duplex TDD, FDD, SUL e SDL
- Supporto per tutte le larghezze della portante 5G NR, da 5 a 400 MHz
- Supporto per configurazioni di più parti di larghezza di banda
- Supporto per tutte le numerologie 5G NR: 15, 30, 60, 120, 240 kHz
- Supporto per tutti i formati di slot autonomi 5G NR
- Supporto per distribuzioni autonome (SA) e non autonome (NSA).
- Supporto per distribuzioni di rete multilivello
- Aggregazione di portanti intra e inter banda
- Doppia connettività (5G NR + LTE)
- Condivisione dinamica dello spettro (DSS) tra 4G e 5G
- Trasmissione e ricezione multipunto coordinata (CoMP).
- Modellazione avanzata di portanti e servizi
- MIMO massiccio: SU-MIMO, MU-MIMO e diversità di trasmissione/ricezione
- beamforming 3D
Modellazione del traffico 5G
- Modellazione di servizi voce, dati e banda larga mobile
- Modellazione delle apparecchiature utente, dei profili utente e degli ambienti di traffico
- Mappe della domanda di traffico raster e vettoriale multiservizio provenienti da più fonti, inclusi i dati sul traffico provenienti dalle misurazioni della rete in tempo reale
- Risolto il problema con la modellazione del traffico degli abbonati
Simulazione e analisi 5G
- Modellazione avanzata di antenne attive con beamforming con travi di trasmissione, servizio e perfezionamento e supporto per set di travi
- Analisi avanzate di RRM, coordinamento delle interferenze, aggregazione e capacità di backhaul
- Generazione di grafici di previsione, basati su dati di carico delle celle calcolati o importati dalla rete live, tra cui:
- Analisi della copertura cellulare e di rete
- Grafici di acquisizione di celle e fasci
- Analisi delle interferenze intra e inter-tecnologiche
- Aree di servizio downlink e uplink
- Velocità di downlink e uplink
- Collisioni PCI, PSS ID, SSS ID e PRACH RSI
- Grafici di copertura che combinano i valori previsti e misurati dai KPI della rete in tempo reale e dalle tracce UE/cella/MDT
Pianificazione del vicinato
- Pianificazione manuale e automatica multifrequenza e multistrato
- Processo di allocazione ibrida dei vicini basato su previsioni e dati di rete in tempo reale
Matrici di interferenza
- Matrici di interferenza basate sulla previsione
- Formato aperto che consente l'importazione di matrici di interferenza basate su misurazioni e la modifica di matrici di interferenza utilizzando applicazioni di terze parti
Pianificazione della rete Multi-RAT 2G/3G/4G/5G
- Pianificazione e ottimizzazione integrate per 5G NR con 4G LTE, NB-IoT, 3G UMTS e 2G GSM:
- Database di rete unificati con condivisione di siti e antenne
- Modello di traffico multiservizio unificato
- Simulatore combinato Monte Carlo
- Visualizzazione e analisi simultanee degli strati di rete
- Modellazione del passaggio intertecnologico
- Analisi delle interferenze intertecnologiche
Modellazione della propagazione delle onde 5G/mm
Le bande di frequenza 5G e le condizioni di propagazione urbana richiedono modelli di propagazione ad alte prestazioni. Il modello di propagazione Aster, fornito come modulo separato, si basa su tecniche avanzate di propagazione del ray tracing e combina un'elevata precisione con una velocità di calcolo superiore
Atollo 5G AFP e ACP
Il modulo Atoll AFP fornisce servizi di pianificazione PCI e RSI per la pianificazione a livello di rete, nonché la pianificazione incrementale per la densificazione della rete.
Il modulo Atoll ACP consente agli operatori di semplificare le attività di pianificazione e ottimizzazione del 5G attraverso la selezione automatizzata del sito 5G e la configurazione dei parametri dell'antenna.
I moduli Atoll AFP e ACP supportano anche l'ottimizzazione multi-RAT 2G/3G/4G, in particolare per il refarming delle bande di frequenza 2G per essere riutilizzate dalle reti 4G/5G.
Pianificazione automatica delle frequenze 5G - AFP
- Vincoli definibili dall'utente e funzione di costo flessibile
- Processo di allocazione ibrida basato su previsioni e dati di rete in tempo reale (vicini, KPI di handover, matrici di interferenza, ecc.)
- Assegnazione automatica della portante di frequenza
- Pianificazione PCI automatica considerando le collisioni PSS, SSS, PBCH DMRS e UL DMRS
- Pianificazione automatica PRACH RSI
Pianificazione automatica delle celle 5G - ACP
- Ottimizzazione automatica della copertura e della capacità della rete
- Selezione e attivazione del sito per scenari greenfield e di densificazione
- Identificazione delle zone di rete critiche e delle aree ad alto traffico utilizzando KPI di rete in tempo reale e tracce UE/cella/MDT
- Copertura radio avanzata, qualità, nonché obiettivi di capacità e throughput
- Selezione dell'antenna e ottimizzazione dei parametri (altezza, azimut e inclinazione)
Pianificazione automatica della frequenza (AFP)
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- Pianificazione automatica della frequenza (AFP)
Atoll include moduli AFP (Automatic Frequency Planning) potenti e flessibili basati su sofisticate tecniche di ottimizzazione utilizzate da un gran numero di operatori in tutto il mondo.
Atoll include moduli dedicati 5G NR, 4G LTE, 4G NB-IoT, 2G GSM, WiMAX e Wi-Fi AFP che supportano funzionalità di allocazione specifiche della tecnologia.
Pianificazione automatica delle frequenze 5G NR (AFP)
- Assegnazione automatica della portante di frequenza
- Allocazione automatica del PCI considerando le collisioni PSS e SSS
- Assegnazione automatica PRACH RSI
- Vincoli definibili dall'utente e funzione di costo modificabile
- Vicini diretti
- Vicini indiretti
- Vicini del secondo ordine
- KPI di passaggio tra celle
- Matrici di interferenza basate sulla previsione o importate
- Distanza intercellulare
- Supporto per reti multi-portante e multi-banda
4G LTE/NB-IoT AFP
- Assegnazione automatica del canale di frequenza
- Allocazione PCI automatica considerando le collisioni PSS, SSS, RS, ULDMRS e PCFICH
- Allocazione automatica NPCI considerando NPSS, NSSS, NRS, UL NDMRS
- Assegnazione automatica PRACH RSI
- Vincoli definibili dall'utente e funzione di costo modificabile
- Vicini diretti
- Vicini indiretti
- Vicini del secondo ordine
- KPI di passaggio tra celle
- Matrici di interferenza basate sulla previsione o importate
- Distanza intercellulare
- Supporto per reti multi-portante e multi-banda
AFP 2G GSM
Il modulo Atoll GSM AFP (Automatic Frequency Planning) consente di combinare più matrici di interferenza generate da previsioni e dati di misurazione OSS.
- Modellazione di bande di frequenza, strati portanti e vincoli di confine
- Supporto per vincoli/caratteristiche delle apparecchiature del fornitore
- Generazione, importazione, edizione, memorizzazione e combinazione di matrici di interferenza
- Vincoli definibili dall'utente e funzione di costo modificabile
- Assegnazione dei parametri del salto di frequenza (MAL, HSN, MAIO)
- Pianificazione combinata automatica/interattiva delle frequenze su mappa (IFP)
- Ottimizzazione dell'allocazione dei TRX rispetto alle condizioni di interferenza
- Pianificazione BSIC
- Riduzione delle interferenze di intermodulazione
WiMAX AFP
- Assegnazione automatica dei canali di frequenza (pianificazione della frequenza completa e frazionaria)
- Allocazione automatica dell'indice del preambolo
- Assegnazione automatica della base di downlink e uplink
- Vincoli definibili dall'utente e funzione di costo modificabile
- Vicini diretti
- Vicini indiretti
- Vicini del secondo ordine
- Matrici di interferenza basate sulla previsione o importate
- Distanza intercellulare
- Supporto per reti multi-portante e multi-banda
AFP Wi-Fi
- Assegnazione automatica del canale di frequenza
- Vincoli definibili dall'utente e funzione di costo modificabile
- Vicini diretti
- Vicini indiretti
- Vicini del secondo ordine
- Matrici di interferenza basate sulla previsione o importate
- Distanza intercellulare
- Supporto per reti multi-portante e multi-banda
Pianificazione automatica delle celle (ACP)
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- Pianificazione automatica delle celle (ACP)
Atoll include un modulo avanzato multitecnologia Automatic Cell Planning (ACP) che fornisce funzioni di ottimizzazione della rete integrate nell'interfaccia utente standard di Atoll. Tutti i dati e i risultati ACP sono archiviati nei file e nei database del progetto Atoll.
La perfetta integrazione delle funzionalità di pianificazione e ottimizzazione radio fornisce un ritorno diretto sull'investimento derivante dall'utilizzo di Atoll ACP. Atoll ACP è disponibile per le tecnologie 5G NR, LTE, NB-IoT, UMTS, GSM, CDMA, WiMAX, Wi-Fi e LPWA/IoT.
Supporta l'ottimizzazione combinata 5G NR/LTE/NB-IoT/UMTS/GSM e 5G NR/LTE/NB-IoT/CDMA insieme a Small Cells e Wi-Fi.
Obiettivi di ottimizzazione
- Miglioramento della copertura
- Aumento della capacità
- Distribuzione del traffico e massimizzazione del throughput
- Ottimizzazione della qualità del servizio
- Riduzione delle interferenze
- Ottimizzazione multipiano interna all'edificio
- Attenuazione dell'esposizione ai campi elettromagnetici (EMF).
- Ridondanza del server LPWA/IoT
Parametri di rete ottimizzati
- Tipo di antenna
- Altezza dell'antenna
- Azimut e inclinazione dell'antenna
- La cella trasmette potenza
- Accensione/spegnimento della cella
Selezione del sito
- Selezione dei siti candidati per macro e piccole cellule
- Posizionamento automatico del sito per reti greenfield
Ottimizzazione della rete Multi-RAT
- Obiettivi di ottimizzazione combinati 5G NR/LTE/NB-IoT/UMTS/GSM e 5G NR/LTE/NB-IoT/CDMA
- Funzione di costo multitecnologia
- Visualizzazione e analisi simultanee dei risultati di ottimizzazione multi-RAT
Controllo dell'ottimizzazione
- Definizione flessibile di obiettivi multitecnologici
- Funzione di costo definita dall'utente, inclusa la ponderazione dei criteri
- Combinazione di soglie dipendenti dal disturbo e dall'area
- Determinazione delle regioni di rete critiche utilizzando KPI di rete live
- Ponderazione geografica degli obiettivi in termini di pixel in base alle mappe del traffico e alle tracce UE/cella/MDT dalla rete live
- Valutazione del costo di implementazione in base alla modifica dei parametri
- Valutazione progressiva del miglioramento (guadagni vs perdite)
Risultati dell'ottimizzazione
- Cambiamenti di implementazione classificati in base al potenziale miglioramento della rete
- Set completo di grafici di previsione per l'analisi dei cambiamenti e dei miglioramenti
- Memorizzazione di più piani di ottimizzazione per il confronto
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