De 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 5G-radiotoegangstechnologie definieert de specificaties voor de luchtinterface- en radiotoegangsnetwerkcomponenten (RAN) van 5G-netwerken. Deze specificaties leggen de basis voor de communicatie tussen gebruikersapparaten (UE’s) en basisstations in 5G. De 3GPP heeft verschillende belangrijke kenmerken en technologieën geschetst binnen het 5G-radiotoegangskader. Laten we dieper ingaan op de details:
- NR (nieuwe radio):
- Invoering:NR, of New Radio, is de luchtinterfacestandaard ontwikkeld door de 3GPP voor draadloze 5G-communicatie. Het vertegenwoordigt een aanzienlijke evolutie ten opzichte van eerdere generaties (4G LTE) en introduceert nieuwe functies om aan de uiteenlopende vereisten van 5G-gebruiksscenario’s te voldoen.
- Flexibele numerologie:NR introduceert een flexibele numerologie die de overdracht van gegevens in verschillende configuraties voor subdraaggolfafstanden mogelijk maakt, en daarmee tegemoet komt aan een verscheidenheid aan gebruiksscenario’s met uiteenlopende vereisten voor latentie en datasnelheden.
- Meerdere spectrumbanden:
- Lage band (sub-1 GHz):5G NR werkt in de frequentiebanden onder de 1 GHz en biedt een brede dekking en verbeterde signaalvoortplantingseigenschappen. Dit is essentieel voor het uitbreiden van 5G-connectiviteit naar voorstedelijke en landelijke gebieden.
- Middenband (1 GHz – 6 GHz):Middenbandfrequenties zorgen voor een evenwicht tussen dekking en capaciteit en bieden hogere datasnelheden dan laagbandfrequenties, terwijl een bredere dekking behouden blijft in vergelijking met hoogbandfrequenties (mmWave).
- Hoge band (mmWave, 24 GHz en hoger):Hogebandfrequenties in het mmWave-bereik maken extreem hoge datasnelheden mogelijk, waardoor ze geschikt zijn voor dichtbevolkte stedelijke gebieden en locaties met een hoge gebruikersvraag. Ze brengen echter uitdagingen met zich mee die verband houden met het dekkingsbereik en de penetratie door obstakels.
- Enorme MIMO (meerdere invoer, meerdere uitvoer):
- Overzicht:Massive MIMO is een sleuteltechnologie in het 5G-radiotoegangsnetwerk, waarbij gebruik wordt gemaakt van een groot aantal antennes op zowel het basisstation als het gebruikersapparaat.
- Voordelen:Massive MIMO verbetert de spectrale efficiëntie, vergroot de capaciteit en verbetert de algehele prestaties van het netwerk door meerdere ruimtelijke stromen mogelijk te maken en beamforming-technieken te ondersteunen.
- Beamforming:
- Dynamische straalvorming:5G NR omvat dynamische beamforming-technieken, waardoor basisstations signalen kunnen richten op specifieke gebruikersapparaten of gebieden. Dit verbetert de signaalkwaliteit, verbetert de dekking en ondersteunt een efficiënt gebruik van spectrumbronnen.
- Verbeterde ruimtelijke dekking:Beamforming is van cruciaal belang bij hogebandimplementaties, zoals mmWave, waar signalen gevoeliger kunnen zijn voor blokkering en verzwakking.
- Flexibele TDD (Time Division Duplex) en FDD (Frequency Division Duplex):
- TDD- en FDD-ondersteuning:5G NR ondersteunt zowel TDD- als FDD-modi en biedt flexibiliteit bij het inzetten van netwerken op basis van regionale spectrumtoewijzingen en operatorvoorkeuren.
- Dynamisch spectrum delen:TDD maakt dynamische toewijzing van spectrumbronnen tussen uplink en downlink mogelijk, terwijl FDD speciale frequentiebanden biedt voor uplink- en downlink-communicatie.
- Carrier-aggregatie:
- Spectrumbanden combineren:Carrier-aggregatie maakt de aggregatie van meerdere frequentiebanden mogelijk om de algehele datasnelheden te verhogen. Dit is een cruciale functie voor 5G, die het gebruik van diverse spectrumbanden ondersteunt om een hogere capaciteit en snellere datasnelheden te bieden.
- Volledige duplexcommunicatie:
- Gelijktijdig verzenden en ontvangen:5G NR introduceert full-duplex communicatiemogelijkheden, waardoor gelijktijdige verzending en ontvangst op hetzelfde frequentiekanaal mogelijk is. Dit verbetert de spectrale efficiëntie en verbetert de algehele netwerkprestaties.
- URLLC (ultrabetrouwbare communicatie met lage latentie):
- Ontwerp met lage latentie:5G NR is ontworpen om URLLC-gebruiksscenario’s te ondersteunen en biedt ultralage latentie en hoge betrouwbaarheid voor toepassingen zoals industriële automatisering, autonome voertuigen en bedrijfskritische communicatie.
- Integratie met LTE (Long-Term Evolution):
- NSA (niet-zelfstandige) en SA (zelfstandige) modi:5G NR kan worden ingezet in combinatie met de bestaande LTE-infrastructuur in NSA-modus, waardoor operators hun LTE-netwerken kunnen benutten en tegelijkertijd 5G-mogelijkheden kunnen introduceren. SA-modus vertegenwoordigt een volledig onafhankelijke 5G-netwerkarchitectuur.
Samenvattend omvatten de 3GPP 5G-radiotoegangsspecificaties een reeks technologieën en functies die zijn ontworpen om te voldoen aan de uiteenlopende vereisten van 5G-gebruiksscenario’s. Van flexibel spectrumgebruik tot geavanceerde antennetechnologieën zoals Massive MIMO en beamforming: deze specificaties vormen de basis voor de inzet van robuuste en krachtige 5G-netwerken.