Architektura gNB (Next-Generation NodeB) w 5G odnosi się do komponentu stacji bazowej radiowej sieci dostępowej 5G (RAN). GNB jest kluczowym elementem ekosystemu 5G odpowiedzialnym za ustanawianie połączeń bezprzewodowych ze sprzętem użytkownika (UE) i ułatwianie przesyłania danych między UE a siecią rdzeniową. Zrozumienie architektury gNB jest niezbędne do zrozumienia wdrożenia i funkcjonalności sieci 5G.
Kluczowe aspekty architektury gNB w 5G obejmują:
- Jednostka radiowa (RU):
- Architektura gNB obejmuje oddzielenie jednostki radiowej (RU) od przetwarzania pasma podstawowego, zwanego jednostką centralną (CU). RU jest odpowiedzialne za transmisję i odbiór sygnałów radiowych, w tym za zadania takie jak modulacja i demodulacja, kształtowanie wiązki i przetwarzanie częstotliwości radiowej (RF).
- Jednostka centralna (CU):
- Jednostka centralna (CU) obsługuje funkcje przetwarzania pasma podstawowego, takie jak cyfrowe przetwarzanie sygnału, modulacja i kodowanie. Oddzielenie RU i CU pozwala na elastyczność i skalowalność w sieciach 5G. Różne RU mogą łączyć się ze wspólną CU, optymalizując wykorzystanie zasobów.
- Jednostka rozproszona (DU):
- W niektórych architekturach gNB jednostkę centralną (CU) można dalej podzielić na jednostki rozproszone (DU). Ta rozproszona architektura zwiększa elastyczność sieci, umożliwiając rozmieszczenie określonych użytkowników końcowych bliżej jednostek radiowych w celu zapewnienia komunikacji o niskim opóźnieniu.
- Podział funkcjonalny:
- Architektura gNB wykorzystuje funkcjonalny podział pomiędzy RU i CU lub DU. Podział funkcjonalny określa podział zadań pomiędzy tymi jednostkami, optymalizując obciążenie przetwarzania i zwiększając wydajność całej radiowej sieci dostępowej.
- Połączenia przednie/środkowe/tylne:
- GNB jest podłączony do sieci szkieletowej poprzez połączenia typu backhaul. Linia front-haul łączy RU i CU/DU, ułatwiając wymianę sygnałów radiowych i informacji o przetwarzaniu pasma podstawowego. W stosownych przypadkach trasa pośrednia łączy różnych DU.
- Normalizacja:
- Architektura gNB jest zdefiniowana przez 3rd Generation Partnership Project (3GPP), organizację normalizacyjną odpowiedzialną za specyfikację technologii komunikacji mobilnej. 3GPP gwarantuje, że architektury gNB różnych dostawców będą zgodne ze wspólnymi specyfikacjami, umożliwiając interoperacyjność we wdrożeniach wielu dostawców.
- Obsługa różnych pasm częstotliwości:
- GNB jest zaprojektowany do obsługi różnych pasm częstotliwości, w tym zarówno zakresu częstotliwości 1 (FR1), jak i zakresu częstotliwości 2 (FR2). Ta elastyczność umożliwia operatorom wdrażanie usług 5G w szerokim zakresie częstotliwości widma, z których każdy ma swoją własną charakterystykę i przypadki użycia.
- Masowe MIMO i kształtowanie wiązki:
- Architektura gNB obsługuje zaawansowane technologie antenowe, takie jak MIMO i kształtowanie wiązki. Technologie te zwiększają wydajność widmową i umożliwiają równoczesne komunikowanie się gNB z wieloma UE.
- Podział sieci:
- Architektura gNB jest zgodna z koncepcją podziału sieci, umożliwiając logiczny podział sieci na wiele sieci wirtualnych dostosowanych do konkretnych usług lub przypadków użycia. Dzielenie sieci zwiększa wszechstronność sieci 5G, dostosowując się do różnorodnych wymagań.
Podsumowując, architektura gNB w sieci 5G stanowi elastyczną i skalowalną konstrukcję, która oddziela funkcje przetwarzania RF jednostki radiowej od scentralizowanej lub rozproszonej jednostki przetwarzania pasma podstawowego. Ta separacja poprawia wykorzystanie zasobów, umożliwia obsługę różnych pasm częstotliwości i ułatwia wdrażanie zaawansowanych technologii w celu uzyskania optymalnej wydajności sieci 5G.