De 5G New Radio (NR)-standaarden zijn een reeks specificaties en protocollen die zijn gedefinieerd door internationale normalisatie-instellingen voor telecommunicatie om de interoperabiliteit en compatibiliteit van 5G draadloze communicatiesystemen te garanderen. De belangrijkste organisaties die verantwoordelijk zijn voor het ontwikkelen en onderhouden van deze normen zijn de International Telecommunication Union (ITU) en het 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Hier is een diepgaande uitleg van de 5G NR-standaarden:
1.Internationale Telecommunicatie-unie (ITU):
- IMT-2020-framework:De ITU heeft het IMT-2020-framework ontwikkeld, waarin de algemene doelstellingen en mogelijkheden worden beschreven die van 5G-systemen worden verwacht. Dit raamwerk dient als basis voor 5G-standaarden en omvat belangrijke prestatie-indicatoren zoals datasnelheden, latentie en spectrale efficiëntie.
2.Partnerschapsproject van de 3e generatie (3GPP):
- Standaardisatieproces:3GPP is een samenwerkingsproject waarbij verschillende telecommunicatiestandaardorganisaties betrokken zijn die verantwoordelijk zijn voor het ontwikkelen van specificaties voor mobiele communicatiesystemen. De 5G NR-standaarden maken deel uit van de 3GPP Release 15 en daaropvolgende releases.
3.Versie 15:
- Initiële 5G NR-specificaties:Release 15, afgerond in 2018, markeerde de eerste set 5G NR-specificaties. Het ging in op de niet-standalone (NSA) modus, waarbij 5G werkt in combinatie met bestaande 4G LTE-netwerken. Release 15 bevatte specificaties voor gebruiksscenario’s voor verbeterd mobiel breedband (eMBB).
4.Versie 16:
- Voltooiing van de standalone-modus:Release 16, voltooid in 2020, breidde de 5G NR-standaarden uit met de standalone (SA) modus, waardoor een volledig onafhankelijk 5G-netwerk mogelijk wordt zonder afhankelijkheid van de 4G-infrastructuur. Release 16 behandelde aanvullende gebruiksscenario’s, waaronder ultrabetrouwbare communicatie met lage latentie (URLLC) en massale machine-type communicatie (mMTC).
5.Versie 17:
- Verdere verbeteringen en functies:De voortdurende werkzaamheden voor Release 17 zijn gericht op het introduceren van aanvullende verbeteringen en functies in de 5G NR-standaarden. Dit kunnen verbeteringen omvatten op gebieden zoals netwerkefficiëntie, latentiereductie en ondersteuning voor opkomende gebruiksscenario’s.
6.Belangrijkste componenten van 5G NR-normen:
- Frequentiebanden:De standaarden definiëren de frequentiebanden die zijn toegewezen voor 5G NR-werking, en omvatten zowel sub-6 GHz als millimetergolfbereiken (mmWave).
- Modulatie- en coderingsschema’s:De modulatie- en coderingsschema’s, zoals 256-QAM, zijn gespecificeerd om de datasnelheden en spectrale efficiëntie te maximaliseren.
- Meerdere antennetechnologieën:Normen beschrijven de implementatie van meerdere antennetechnologieën, waaronder massieve MIMO en beamforming, om de dekking, capaciteit en betrouwbaarheid te verbeteren.
- Numerologie en framestructuur:De numerologie, de afstand tussen de subdraaggolven en de framestructuur zijn gedefinieerd om tegemoet te komen aan diverse gebruiksscenario’s met variërende latentie- en doorvoervereisten.
- Duplexschema’s:Zowel Time Division Duplex (TDD) als Frequency Division Duplex (FDD) configuraties zijn gestandaardiseerd om flexibiliteit bij netwerkimplementaties te bieden.
- Meerdere toegangstechnieken:Standaarden omvatten verschillende technieken voor meervoudige toegang, zoals op subsidies gebaseerde en subsidievrije toegang, om op efficiënte wijze diverse apparaattypen en toepassingen te bedienen.
- Beveiligingsfuncties:De standaarden schetsen robuuste beveiligingsfuncties, waaronder authenticatie- en encryptieprotocollen, om de vertrouwelijkheid en integriteit van de communicatie te garanderen.
7.Interoperabiliteit en mondiale harmonisatie:
- Mondiale samenwerking:5G NR-standaarden omvatten wereldwijde samenwerking om interoperabiliteit en harmonisatie tussen verschillende regio’s en netwerkexploitanten te garanderen.
- ITU-radiocommunicatiesector (ITU-R):De ITU-R speelt een rol bij het coördineren van het wereldwijde gebruik van radiofrequentiespectrum voor 5G, in lijn met het IMT-2020-raamwerk.
8.Achterwaartse compatibiliteit:
- Coëxistentie met vorige generaties:De standaarden zorgen voor achterwaartse compatibiliteit, waardoor 5G-netwerken naast bestaande 4G LTE-netwerken kunnen bestaan en samenwerken, waardoor een soepele overgang voor operators en gebruikers wordt vergemakkelijkt.
9.Servicegebaseerde architectuur:
- Overgang naar servicegebaseerde architectuur:5G NR-standaarden maken gebruik van een op diensten gebaseerde architectuur, waardoor een flexibelere en efficiëntere levering van diensten mogelijk wordt, de modulariteit wordt bevorderd en nieuwe bedrijfsmodellen mogelijk worden gemaakt.
10.Evolutie en toekomstige releases:
- Continue ontwikkeling:De ontwikkeling van 5G NR-standaarden is een voortdurend proces, met voortdurende evolutie en verfijning via daaropvolgende 3GPP-releases om tegemoet te komen aan opkomende vereisten, technologieën en gebruiksscenario’s.
Samenvattend definiëren de 5G NR-standaarden, ontwikkeld door organisaties als de ITU en 3GPP, de specificaties en protocollen die nodig zijn voor de inzet van 5G draadloze communicatiesystemen. Deze standaarden omvatten een breed scala aan aspecten, waaronder frequentiebanden, modulatieschema’s, antennetechnologieën, numerologie, duplexschema’s, beveiligingsfuncties en mondiale interoperabiliteit, waardoor een robuuste en gestandaardiseerde basis wordt gegarandeerd voor de inzet van 5G-netwerken wereldwijd.