5G New Radio (NR) est la norme d’interface aérienne qui définit les spécifications de la couche physique pour la communication sans fil 5G. Il englobe les schémas de modulation, les structures de trame et les méthodes d’accès multiples utilisées pour transmettre des données sur l’interface radio. Voici une explication détaillée du fonctionnement de la nouvelle radio 5G :
- Bandes de fréquence :
- La 5G NR fonctionne sur une large gamme de bandes de fréquences, notamment les fréquences basses, moyennes et hautes (ondes millimétriques). Le choix des bandes de fréquences affecte la couverture, les débits de données et les performances globales du réseau 5G.
- Schémas de modulation :
- La 5G NR est compatible avec des schémas de modulation avancés, notamment la modulation d’amplitude en quadrature (QAM). Le QAM d’ordre supérieur, tel que le 256-QAM ou le 1024-QAM, permet de transmettre davantage de bits par symbole, augmentant ainsi les débits de données.
- Entrée multiple, sortie multiple (MIMO) :
- La 5G NR utilise la technologie MIMO, permettant l’utilisation de plusieurs antennes pour l’émission et la réception. Les configurations MIMO massives, avec un grand nombre d’antennes, permettent le multiplexage spatial et améliorent l’efficacité spectrale en servant plusieurs utilisateurs simultanément.
- Technologie des ondes millimétriques (mmWave) :
- Dans les fréquences de bande haute (ondes millimétriques), la 5G NR utilise des techniques de formation de faisceaux et d’orientation de faisceaux. La formation de faisceaux concentre les signaux dans des directions spécifiques, surmontant les défis associés aux longueurs d’onde plus courtes des fréquences mmWave et améliorant la couverture.
- Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) :
- La 5G NR utilise le multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) comme schéma de modulation. L’OFDM divise le spectre disponible en plusieurs sous-porteuses, permettant une transmission parallèle des données. Cela améliore l’efficacité spectrale et atténue les effets des interférences par trajets multiples.
- Numérologie et structure de cadre flexibles :
- 5G NR introduit une numérologie flexible, permettant d’adapter l’espacement des sous-porteuses et la durée des créneaux. Cette flexibilité s’adapte à divers cas d’utilisation, notamment les communications à faible latence pour des applications telles que l’Internet des objets (IoT) et les débits de données élevés pour le haut débit mobile amélioré (eMBB).
- Structure des emplacements :
- La structure de trame de la 5G NR est divisée en emplacements, et chaque emplacement est constitué d’un ensemble de symboles. La flexibilité de la structure des emplacements permet différentes configurations d’emplacements, répondant aux différentes exigences des différentes applications et services.
- Techniques d’impression recto verso :
- La 5G NR prend en charge les techniques de duplexage duplex par répartition dans le temps (TDD) et duplex par répartition en fréquence (FDD). TDD et FDD peuvent être configurés dynamiquement en fonction des exigences du réseau, permettant une utilisation flexible du spectre pour les communications en liaison montante et descendante.
- Agrégation de transporteurs :
- L’agrégation de porteuses dans la 5G NR permet l’agrégation de plusieurs bandes de fréquences pour obtenir des bandes passantes plus larges. Cela améliore les débits de données et la capacité globale du réseau, permettant une utilisation plus efficace des ressources de spectre disponibles.
- Adaptation de liaison numérique (NLA) :
- L’adaptation de liaison numérique (NLA) est utilisée dans la 5G NR pour ajuster dynamiquement les schémas de modulation et de codage en fonction des conditions du canal. Cette approche adaptative optimise le compromis entre les débits de données et la fiabilité, garantissant une utilisation efficace des ressources disponibles.
- Partage dynamique du spectre (DSS) :
- La 5G NR intègre le partage dynamique du spectre (DSS), permettant le déploiement simultané de la 4G LTE et de la 5G NR dans la même bande de fréquences. DSS permet une transition en douceur de la 4G à la 5G, en optimisant l’utilisation de l’infrastructure existante.
- Découpage du réseau :
- La 5G NR prend en charge le découpage du réseau, un concept qui permet la création de segments de réseau virtualisés et personnalisés adaptés à des applications spécifiques. Le découpage du réseau permet une utilisation efficace des ressources en fonction des exigences uniques de divers cas d’utilisation.
- Séparation des plans de contrôle et utilisateur (CUPS) :
- L’architecture CUPS (Control and User Plane Separation) dans la 5G NR dissocie les fonctionnalités du plan de contrôle et du plan utilisateur. Cette séparation améliore la flexibilité, l’évolutivité et l’utilisation efficace des ressources dans le réseau.
En résumé, 5G New Radio fonctionne en tirant parti de technologies avancées telles que la numérologie flexible, le MIMO, la formation de faisceaux, l’OFDM, l’agrégation de porteuses et le partage dynamique du spectre. Ensemble, ces fonctionnalités permettent à la 5G de fournir des débits de données plus élevés, une latence plus faible, une efficacité spectrale améliorée et une prise en charge de divers cas d’utilisation sur une large gamme de bandes de fréquences.