En las redes inalámbricas 5G (Quinta Generación), RB (Resource Block) y PRB (Physical Resource Block) son conceptos fundamentales asociados con la asignación y gestión de recursos dentro de la interfaz de radio. Estos bloques son cruciales para una transmisión y recepción eficiente de datos y desempeñan un papel clave para lograr las altas velocidades de datos, la baja latencia y la flexibilidad que promete la tecnología 5G.
Bloque de recursos (RB):
- Definición:
- Un bloque de recursos (RB) en 5G representa la unidad básica de recursos de frecuencia y tiempo que se pueden asignar a un usuario o servicio. Es un componente fundamental en la asignación de recursos en el dominio tiempo-frecuencia.
- División de frecuencia y tiempo:
- Los RB están organizados tanto en el dominio de la frecuencia como en el dominio del tiempo. En el dominio de la frecuencia, los RB son bloques contiguos de espectro y, en el dominio del tiempo, representan intervalos de tiempo consecutivos dentro de una subtrama.
- Tamaño y configuración:
- El tamaño de un RB en el dominio de la frecuencia está determinado por el ancho de banda del sistema. Por ejemplo, en un sistema 5G NR (New Radio), un RB normalmente corresponde a 12 subportadoras en el dominio de la frecuencia. El número de RB asignados en el dominio del tiempo depende de la configuración de la ranura y la subtrama.
- Flexibilidad y Adaptabilidad:
- Los RB ofrecen flexibilidad en términos de asignación de recursos, lo que permite a los operadores de red adaptar la asignación en función de los requisitos específicos de los usuarios, las aplicaciones y las condiciones de la red. Esta adaptabilidad es crucial para lograr una utilización eficiente del espectro.
- RB de enlace descendente y ascendente:
- Los RB se utilizan tanto en la dirección de enlace descendente como en la de enlace ascendente. En el enlace descendente, la estación base (gNodeB) asigna RB al equipo de usuario (UE) para la transmisión de datos. En el enlace ascendente, el UE asigna los RB para transmitir datos al gNodeB.
- Ortogonalidad:
- Los RB están diseñados para ser ortogonales, lo que significa que la asignación de RB a diferentes usuarios o servicios minimiza la interferencia. Esta ortogonalidad mejora la eficiencia espectral general del sistema.
- MIMO y formación de haces:
- Los RB desempeñan un papel crucial en el soporte de tecnologías avanzadas como MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas) y la formación de haces. La asignación de RB se puede optimizar para aprovechar la diversidad espacial y mejorar el rendimiento general del enlace inalámbrico.
Bloque de recursos físicos (PRB):
- Definición:
- Un bloque de recursos físicos (PRB) es una instancia específica de un bloque de recursos en la capa física del sistema de comunicación inalámbrica. Se refiere al conjunto real de subportadoras e intervalos de tiempo asignados para la transmisión de datos.
- Asignación de subportadora y símbolo:
- En el dominio de la frecuencia, un PRB consta de un grupo de subportadoras contiguas y, en el dominio del tiempo, representa un conjunto de símbolos o intervalos de tiempo consecutivos. La asignación de subportadoras y símbolos dentro de un PRB está determinada por la configuración del sistema y el esquema de modulación.
- Asignación a la capa física:
- Los PRB son las entidades que están asignadas físicamente a las señales de radio transmitidas por el aire. La información transportada por un PRB incluye tanto datos del usuario como información de control necesaria para gestionar el enlace de comunicación.
- Modulación y codificación:
- La asignación de subportadoras dentro de un PRB permite la transmisión simultánea de múltiples flujos de datos utilizando técnicas como QAM (modulación de amplitud en cuadratura). Los esquemas de modulación y codificación se pueden adaptar en función de las condiciones del canal y las características específicas del PRB.
- Asignación dinámica de recursos:
- Los PRB admiten la asignación dinámica de recursos, lo que permite que el sistema se adapte a las condiciones cambiantes del canal y a los diferentes requisitos de velocidad de datos. Esta adaptabilidad es crucial para lograr una alta eficiencia espectral y satisfacer las diversas necesidades de diferentes servicios.
- Comentarios sobre la calidad del canal:
- La calidad del canal asociado con un PRB específico se monitorea continuamente. El UE proporciona retroalimentación de calidad del canal al gNodeB, lo que permite ajustes dinámicos en la asignación de recursos para mantener una comunicación confiable.
- Programación y concesión:
- La programación y concesión de PRB son funciones centrales en el sistema 5G. El gNodeB programa la asignación de PRB a los UE en función de factores como las condiciones del canal, los requisitos de QoS (calidad de servicio) y los niveles de prioridad.
- Operación híbrida TDD y FDD:
- Los PRB se adaptan a los modos de operación Dúplex por división de tiempo (TDD) y Dúplex por división de frecuencia (FDD). Esta flexibilidad permite que las redes 5G funcionen de manera eficiente en diversos escenarios de implementación.
- Numeración y configuración de ranuras:
- El concepto de numerología en 5G se refiere a la combinación de espacio entre subportadoras y duración de las ranuras. Se definen diferentes numerologías para adaptarse a diversos casos de uso. La asignación de PRB está estrechamente relacionada con la numerología y la configuración de espacios, lo que influye en la granularidad de la asignación de recursos.
- Gestión y movilidad del haz:
- Los PRB desempeñan un papel en las estrategias de gestión de haces y movilidad. La formación de haces y el seguimiento de usuarios móviles implican ajustes dinámicos en las asignaciones de PRB para optimizar los enlaces de comunicación.
- Adaptación y eficiencia del vínculo:
- Los PRB admiten técnicas de adaptación de enlaces, donde los esquemas de modulación y codificación se ajustan dinámicamente en función de las condiciones del canal. Esta adaptabilidad contribuye a la eficiencia y fiabilidad de la transmisión de datos.
En resumen, los bloques de recursos (RB) y los bloques de recursos físicos (PRB) son conceptos fundamentales en las redes inalámbricas 5G y proporcionan la base para la asignación dinámica de recursos en el dominio de tiempo-frecuencia. Los RB ofrecen flexibilidad, adaptabilidad y ortogonalidad, mientras que los PRB representan las entidades físicas que transportan datos del usuario y controlan la información a través de la interfaz aérea. La gestión eficaz de RB y PRB es esencial para lograr los objetivos de alto rendimiento de 5G, incluidas altas velocidades de datos, baja latencia y utilización eficiente del espectro.