Les normes 5G New Radio (NR) sont un ensemble de spécifications et de protocoles définis par les organismes internationaux de normalisation des télécommunications pour garantir l’interopérabilité et la compatibilité des systèmes de communication sans fil 5G. Les principales organisations responsables du développement et du maintien de ces normes sont l’Union internationale des télécommunications (UIT) et le 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Voici une explication détaillée des normes 5G NR :
1. Union internationale des télécommunications (UIT) :
- Cadre IMT-2020 : l’UIT a élaboré le cadre IMT-2020, décrivant les objectifs généraux et les capacités attendues des systèmes 5G. Ce cadre sert de base aux normes 5G et englobe des indicateurs de performance clés tels que les débits de données, la latence et l’efficacité spectrale.
2. Projet de partenariat de 3e génération (3GPP) :
- Processus de normalisation : 3GPP est un projet collaboratif impliquant diverses organisations de normalisation des télécommunications chargées de développer des spécifications pour les systèmes de communication mobile. Les normes 5G NR font partie de la version 15 du 3GPP et des versions ultérieures.
3. Version 15 :
- Spécifications initiales de la 5G NR : la version 15, finalisée en 2018, a marqué le premier ensemble de spécifications 5G NR. Il aborde le mode non autonome (NSA), dans lequel la 5G fonctionne en conjonction avec les réseaux 4G LTE existants. La version 15 comprenait des spécifications pour les cas d’utilisation du haut débit mobile amélioré (eMBB).
4. Version 16 :
- Achèvement du mode autonome : la version 16, achevée en 2020, a étendu les normes 5G NR pour inclure le mode autonome (SA), permettant un réseau 5G totalement indépendant sans dépendre de l’infrastructure 4G. La version 16 traite d’autres cas d’utilisation, notamment les communications ultra-fiables à faible latence (URLLC) et les communications massives de type machine (mMTC).
5. Version 17 :
- Autres améliorations et fonctionnalités : les travaux en cours sur la version 17 visent à introduire des améliorations et des fonctionnalités supplémentaires aux normes 5G NR. Cela peut inclure des améliorations dans des domaines tels que l’efficacité du réseau, la réduction de la latence et la prise en charge des cas d’utilisation émergents.
6. Composants clés des normes 5G NR :
- Bandes de fréquences : les normes définissent les bandes de fréquences allouées au fonctionnement de la 5G NR, englobant à la fois les plages inférieures à 6 GHz et les ondes millimétriques (mmWave).
- Schémas de modulation et de codage : les schémas de modulation et de codage, tels que 256-QAM, sont spécifiés pour optimiser les débits de données et l’efficacité spectrale.
- Technologies d’antennes multiples : les normes détaillent la mise en œuvre de technologies d’antennes multiples, notamment le MIMO massif et la formation de faisceaux, pour améliorer la couverture, la capacité et la fiabilité.
- Numérologie et structure de trame : la numérologie, l’espacement des sous-porteuses et la structure de trame sont définis pour s’adapter à divers cas d’utilisation avec des exigences de latence et de débit variables.
- Schémas duplex : les configurations duplex par répartition dans le temps (TDD) et duplex par répartition en fréquence (FDD) sont standardisées pour offrir une flexibilité dans les déploiements de réseau.
- Techniques d’accès multiple : les normes intègrent diverses techniques d’accès multiple, telles que l’accès avec ou sans autorisation, pour servir efficacement divers types d’appareils et d’applications.
- Fonctionnalités de sécurité : les normes décrivent des fonctionnalités de sécurité robustes, notamment des protocoles d’authentification et de chiffrement, pour garantir la confidentialité et l’intégrité des communications.
7. Interopérabilité et harmonisation mondiale :
- Collaboration mondiale : les normes 5G NR impliquent une collaboration mondiale pour garantir l’interopérabilité et l’harmonisation entre les différentes régions et opérateurs de réseaux.
- Secteur des radiocommunications de l’UIT (UIT-R) : l’UIT-R joue un rôle dans la coordination de l’utilisation mondiale du spectre des radiofréquences pour la 5G, en s’alignant sur le cadre IMT-2020.
8. Compatibilité descendante :
- Coexistence avec les générations précédentes : les normes garantissent une compatibilité ascendante, permettant aux réseaux 5G de coexister et d’interopérer avec les réseaux 4G LTE existants, facilitant ainsi une transition en douceur pour les opérateurs et les utilisateurs.
9. Architecture basée sur les services :
- Transition vers une architecture basée sur les services : les normes 5G NR adoptent une architecture basée sur les services, permettant une fourniture de services plus flexible et plus efficace, favorisant la modularité et permettant de nouveaux modèles commerciaux.
10. Évolution et versions futures :
- Développement continu : le développement des normes 5G NR est un processus continu, avec une évolution et un perfectionnement continus au fil des versions ultérieures du 3GPP pour répondre aux exigences, technologies et cas d’utilisation émergents.
En résumé, les normes 5G NR, développées par des organisations telles que l’UIT et le 3GPP, définissent les spécifications et les protocoles nécessaires au déploiement des systèmes de communication sans fil 5G. Ces normes couvrent un large éventail d’aspects, notamment les bandes de fréquences, les schémas de modulation, les technologies d’antenne, la numérologie, les schémas duplex, les fonctionnalités de sécurité et l’interopérabilité mondiale, garantissant ainsi une base solide et standardisée pour le déploiement des réseaux 5G dans le monde entier.