L’architettura gNB (Next-Generation NodeB) nel 5G si riferisce alla componente stazione base della rete di accesso radio 5G (RAN). Il gNB è un elemento critico nell’ecosistema 5G responsabile di stabilire connessioni wireless con le apparecchiature utente (UE) e di facilitare il trasferimento di dati tra UE e la rete centrale. Comprendere l’architettura gNB è essenziale per comprendere l’implementazione e la funzionalità delle reti 5G.
Gli aspetti chiave dell’architettura gNB nel 5G includono:
- Unità Radio (RU):
- L’architettura del gNB prevede la separazione dell’Unità Radio (RU) dall’elaborazione in banda base, nota come Unità Centralizzata (CU). L’IT è responsabile della trasmissione e della ricezione del segnale radio, compresi compiti quali modulazione e demodulazione, beamforming ed elaborazione della radiofrequenza (RF).
- Unità centralizzata (UC):
- L’unità centralizzata (CU) gestisce le funzioni di elaborazione della banda base, come l’elaborazione, la modulazione e la codifica del segnale digitale. La separazione tra RU e CU consente flessibilità e scalabilità nelle reti 5G. Diverse RU possono connettersi a una CU comune, ottimizzando l’utilizzo delle risorse.
- Unità distribuita (DU):
- In alcune architetture gNB, l’Unità Centralizzata (CU) può essere ulteriormente suddivisa in Unità Distribuite (DU). Questa architettura distribuita migliora la flessibilità della rete, consentendo l’implementazione di DU specifiche più vicine alle unità radio per comunicazioni a bassa latenza.
- Divisione funzionale:
- L’architettura gNB utilizza una suddivisione funzionale tra RU e CU o DU. La suddivisione funzionale definisce la distribuzione dei compiti tra queste unità, ottimizzando il carico di elaborazione e migliorando l’efficienza dell’intera rete di accesso radio.
- Connessioni anteriore/intermedia/posteriore:
- Il gNB è connesso alla rete centrale tramite connessioni backhaul. Il front-haul collega l’IF e l’UC/DU, facilitando lo scambio di segnali radio e informazioni di elaborazione in banda base. Il percorso intermedio collega diversi DU, se applicabile.
- Standardizzazione:
- L’architettura gNB è definita dal 3rd Generation Partnership Project (3GPP), l’organizzazione di standardizzazione responsabile della specifica delle tecnologie di comunicazione mobile. Il 3GPP garantisce che le architetture gNB di diversi fornitori aderiscano a specifiche comuni, consentendo l’interoperabilità nelle implementazioni multi-vendor.
- Supporto per varie bande di frequenza:
- gNB è progettato per supportare varie bande di frequenza, inclusi sia l’intervallo di frequenza 1 (FR1) che l’intervallo di frequenza 2 (FR2). Questa flessibilità consente agli operatori di implementare servizi 5G su un’ampia gamma di frequenze dello spettro, ciascuna con le proprie caratteristiche e casi d’uso.
- MIMO massiccio e beamforming:
- L’architettura gNB supporta tecnologie di antenna avanzate come Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) e beamforming. Queste tecnologie migliorano l’efficienza spettrale e consentono al gNB di comunicare con più UE contemporaneamente.
- Sezionamento della rete:
- L’architettura gNB si allinea al concetto di network slicing, consentendo di dividere logicamente la rete in più reti virtuali su misura per servizi o casi d’uso specifici. Il network slicing migliora la versatilità delle reti 5G, soddisfacendo requisiti diversi.
In sintesi, l’architettura gNB nel 5G rappresenta un design flessibile e scalabile che separa le funzioni di elaborazione RF dell’unità radio dall’unità di elaborazione in banda base centralizzata o distribuita. Questa separazione migliora l’utilizzo delle risorse, consente il supporto di varie bande di frequenza e facilita l’implementazione di tecnologie avanzate per prestazioni ottimali della rete 5G.