5G New Radio (NR) is de etherinterfacestandaard die de specificaties van de fysieke laag voor draadloze 5G-communicatie definieert. Het omvat de modulatieschema’s, framestructuren en meerdere toegangsmethoden die worden gebruikt om gegevens via de radio-interface te verzenden. Hier is een gedetailleerde uitleg van hoe 5G New Radio werkt:
- Frequentiebanden:
- 5G NR werkt over een breed scala aan frequentiebanden, waaronder lageband-, middenband- en hogebandfrequenties (mmWave). De keuze van frequentiebanden heeft invloed op de dekking, datasnelheden en algehele prestaties van het 5G-netwerk.
- Modulatieschema’s:
- 5G NR ondersteunt geavanceerde modulatieschema’s, waaronder Quadrature Amplitude Modulation (QAM). QAM van hogere orde, zoals 256-QAM of 1024-QAM, zorgt ervoor dat er meer bits per symbool kunnen worden verzonden, waardoor de datasnelheden toenemen.
- Meerdere invoer, meerdere uitvoer (MIMO):
- 5G NR maakt gebruik van MIMO-technologie, waardoor meerdere antennes mogelijk zijn voor zowel verzending als ontvangst. Enorme MIMO-configuraties, met een groot aantal antennes, maken ruimtelijke multiplexing mogelijk en verbeteren de spectrale efficiëntie door meerdere gebruikers tegelijkertijd te bedienen.
- Millimetergolftechnologie (mmWave):
- In hogebandfrequenties (mmWave) maakt 5G NR gebruik van beamforming- en beam Steering-technieken. Beamforming focust signalen in specifieke richtingen, overwint uitdagingen die gepaard gaan met de kortere golflengten van mmWave-frequenties en verbetert de dekking.
- Orthogonale frequentieverdelingsmultiplexing (OFDM):
- 5G NR gebruikt Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) als modulatieschema. OFDM verdeelt het beschikbare spectrum in meerdere subdraaggolven, waardoor parallelle transmissie van gegevens mogelijk is. Dit verbetert de spectrale efficiëntie en vermindert de effecten van multipath-interferentie.
- Flexibele numerologie en framestructuur:
- 5G NR introduceert flexibele numerologie, waardoor de afstand tussen de subdraaggolven en de slotduur kunnen worden aangepast. Deze flexibiliteit is geschikt voor uiteenlopende gebruiksscenario’s, waaronder communicatie met lage latentie voor toepassingen zoals het Internet of Things (IoT) en hoge datasnelheden voor verbeterd mobiel breedband (eMBB).
- Slotstructuur:
- De framestructuur in 5G NR is verdeeld in slots en elk slot bestaat uit een reeks symbolen. De flexibiliteit in de slotstructuur maakt verschillende slotconfiguraties mogelijk, die tegemoetkomen aan de variërende vereisten van verschillende toepassingen en diensten.
- Duplextechnieken:
- 5G NR ondersteunt zowel Time Division Duplex (TDD) als Frequency Division Duplex (FDD) duplextechnieken. TDD en FDD kunnen dynamisch worden geconfigureerd op basis van de netwerkvereisten, waardoor flexibel gebruik van spectrum voor uplink- en downlink-communicatie mogelijk wordt.
- Carrier-aggregatie:
- Carrier-aggregatie in 5G NR maakt de aggregatie van meerdere frequentiebanden mogelijk om grotere bandbreedtes te bereiken. Dit verbetert de datasnelheden en de algehele netwerkcapaciteit, waardoor een efficiënter gebruik van de beschikbare spectrumbronnen mogelijk wordt.
- Aanpassing van numerieke koppelingen (NLA):
- Numerical Link Adaptation (NLA) wordt gebruikt in 5G NR om modulatie- en coderingsschema’s dynamisch aan te passen op basis van kanaalomstandigheden. Deze adaptieve aanpak optimaliseert de afweging tussen datasnelheden en betrouwbaarheid, waardoor een efficiënt gebruik van de beschikbare bronnen wordt gegarandeerd.
- Dynamisch spectrum delen (DSS):
- 5G NR omvat Dynamic Spectrum Sharing (DSS), waardoor de gelijktijdige inzet van 4G LTE en 5G NR in dezelfde frequentieband mogelijk is. DSS maakt een soepele overgang van 4G naar 5G mogelijk, waardoor het gebruik van de bestaande infrastructuur wordt geoptimaliseerd.
- Netwerk segmenteren:
- 5G NR ondersteunt network slicing, een concept dat de creatie van gevirtualiseerde, op maat gemaakte netwerksegmenten mogelijk maakt, afgestemd op specifieke toepassingen. Network slicing maakt het efficiënte gebruik van bronnen mogelijk op basis van de unieke vereisten van diverse gebruiksscenario’s.
- Controle- en gebruikersvlakscheiding (CUPS):
- Control and User Plane Separation (CUPS)-architectuur in 5G NR ontkoppelt de functionaliteiten van het besturingsvlak en het gebruikersvlak. Deze scheiding verbetert de flexibiliteit, schaalbaarheid en efficiënt gebruik van bronnen in het netwerk.
Samenvattend werkt 5G New Radio door gebruik te maken van geavanceerde technologieën zoals flexibele numerologie, MIMO, beamforming, OFDM, carrier-aggregatie en dynamisch delen van spectrum. Deze functies zorgen er gezamenlijk voor dat 5G hogere datasnelheden, lagere latentie, verbeterde spectrale efficiëntie en ondersteuning voor diverse gebruiksscenario’s over een breed scala aan frequentiebanden biedt.