W sieciach bezprzewodowych 5G (piątej generacji) RB (Resource Block) i PRB (Physical Resource Block) to podstawowe pojęcia związane z alokacją i zarządzaniem zasobami w ramach interfejsu radiowego. Bloki te mają kluczowe znaczenie dla wydajnej transmisji i odbioru danych, odgrywając kluczową rolę w osiąganiu wysokich szybkości transmisji danych, małych opóźnień i elastyczności obiecanej przez technologię 5G.
Blok zasobów (RB):
- Definicja:
- Blok zasobów (RB) w sieci 5G reprezentuje podstawową jednostkę zasobów częstotliwości i czasu, które można przydzielić użytkownikowi lub usłudze. Jest to podstawowy element składowy alokacji zasobów w dziedzinie czasu i częstotliwości.
- Podział częstotliwości i czasu:
- RB są zorganizowane zarówno w dziedzinie częstotliwości, jak i czasu. W dziedzinie częstotliwości RB są ciągłymi blokami widma, a w dziedzinie czasu reprezentują kolejne szczeliny czasowe w podramce.
- Rozmiar i konfiguracja:
- Rozmiar RB w dziedzinie częstotliwości jest określony przez szerokość pasma systemu. Na przykład w systemie 5G NR (Nowe Radio) RB zazwyczaj odpowiada 12 podnośnym w dziedzinie częstotliwości. Liczba RB przydzielonych w dziedzinie czasu zależy od konfiguracji szczeliny i podramki.
- Elastyczność i zdolność adaptacji:
- RB oferują elastyczność w zakresie alokacji zasobów, umożliwiając operatorom sieci dostosowanie alokacji w oparciu o specyficzne wymagania użytkowników, aplikacji i warunków sieciowych. Ta zdolność adaptacji ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia efektywnego wykorzystania widma.
- RB łącza w dół i w górę:
- RB są używane zarówno w kierunku łącza w dół, jak i łącza w górę. W łączu pobierającym jednostki RB są przydzielane przez stację bazową (gNodeB) sprzętowi użytkownika (UE) w celu transmisji danych. W łączu w górę jednostki RB są przydzielane przez UE w celu przesyłania danych do gNodeB.
- Ortogonalność:
- RB są zaprojektowane jako ortogonalne, co oznacza, że przydział RB różnym użytkownikom lub usługom minimalizuje zakłócenia. Ta ortogonalność zwiększa ogólną wydajność widmową systemu.
- MIMO i kształtowanie wiązki:
- RB odgrywają kluczową rolę we wspieraniu zaawansowanych technologii, takich jak MIMO (Multiple Output Multiple Output) i kształtowanie wiązki. Alokację RB można zoptymalizować, aby wykorzystać różnorodność przestrzenną i poprawić ogólną wydajność łącza bezprzewodowego.
Blok zasobów fizycznych (PRB):
- Definicja:
- Blok zasobów fizycznych (PRB) to specyficzna instancja bloku zasobów w warstwie fizycznej systemu komunikacji bezprzewodowej. Odnosi się do rzeczywistego zestawu podnośnych i szczelin czasowych przeznaczonych do transmisji danych.
- Przydział podnośnych i symboli:
- W dziedzinie częstotliwości PRB składa się z grupy sąsiadujących podnośnych, a w dziedzinie czasu reprezentuje zbiór kolejnych symboli lub szczelin czasowych. Przydział podnośnych i symboli w obrębie PRB jest określony przez konfigurację systemu i schemat modulacji.
- Mapowanie do warstwy fizycznej:
- PRB to jednostki fizycznie mapowane na sygnały radiowe przesyłane drogą radiową. Informacje przenoszone przez PRB obejmują zarówno dane użytkownika, jak i informacje kontrolne niezbędne do zarządzania łączem komunikacyjnym.
- Modulacja i kodowanie:
- Alokacja podnośnych w ramach PRB pozwala na jednoczesną transmisję wielu strumieni danych przy użyciu technik takich jak QAM (kwadraturowa modulacja amplitudy). Schematy modulacji i kodowania można dostosować w oparciu o warunki kanału i specyficzne cechy PRB.
- Dynamiczna alokacja zasobów:
- PRB obsługują dynamiczną alokację zasobów, umożliwiając systemowi dostosowanie się do zmieniających się warunków kanału i zmieniających się wymagań dotyczących szybkości transmisji danych. Ta zdolność adaptacji ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia wysokiej wydajności widmowej i zaspokojenia różnorodnych potrzeb różnych usług.
- Opinia o jakości kanału:
- Jakość kanału powiązanego z konkretnym PRB jest stale monitorowana. Informacja zwrotna o jakości kanału jest dostarczana przez UE do gNodeB, umożliwiając dynamiczną regulację alokacji zasobów w celu utrzymania niezawodnej komunikacji.
- Planowanie i przyznawanie:
- Planowanie i przyznawanie PRB to podstawowe funkcje systemu 5G. GNodeB planuje przydział PRB do UE w oparciu o czynniki takie jak warunki kanału, wymagania QoS (jakość usług) i poziomy priorytetów.
- Hybrydowa obsługa TDD i FDD:
- PRB można przystosować zarówno do trybów pracy z dupleksem z podziałem czasu (TDD), jak i dupleksem z podziałem częstotliwości (FDD). Ta elastyczność umożliwia wydajne działanie sieci 5G w różnych scenariuszach wdrożeń.
- Numerologia i konfiguracja slotów:
- Koncepcja numerologii w 5G odnosi się do kombinacji odstępów podnośnych i czasu trwania szczeliny. Zdefiniowano różne numerologie, aby uwzględnić różnorodne przypadki użycia. Alokacja PRB jest ściśle powiązana z numerologią i konfiguracją slotów, wpływając na szczegółowość alokacji zasobów.
- Zarządzanie wiązkami i mobilność:
- PRB odgrywają rolę w strategiach zarządzania wiązkami i zarządzania mobilnością. Kształtowanie wiązki i śledzenie użytkowników mobilnych obejmują dynamiczne dostosowywanie alokacji PRB w celu optymalizacji łączy komunikacyjnych.
- Dostosowanie łącza i wydajność:
- PRB obsługują techniki adaptacji łącza, w których schematy modulacji i kodowania są dynamicznie dostosowywane w oparciu o warunki kanału. Ta zdolność adaptacji przyczynia się do wydajności i niezawodności transmisji danych.
Podsumowując, bloki zasobów (RB) i bloki zasobów fizycznych (PRB) to podstawowe pojęcia w sieciach bezprzewodowych 5G, zapewniające podstawę dynamicznej alokacji zasobów w dziedzinie czasu i częstotliwości. RB oferują elastyczność, zdolność adaptacji i ortogonalność, podczas gdy PRB reprezentują jednostki fizyczne, które przenoszą dane użytkownika i informacje sterujące przez interfejs radiowy. Skuteczne zarządzanie RB i PRB jest niezbędne do osiągnięcia wysokich celów związanych z wydajnością sieci 5G, w tym wysokich przepływności danych, małych opóźnień i efektywnego wykorzystania widma.