A tecnologia 5G New Radio (NR) é a base da quinta geração de redes móveis, representando a tecnologia de comunicação sem fio que permite conectividade massiva, de alta velocidade e baixa latência para uma ampla gama de aplicações. Desenvolvida por organizações de normalização internacionais, como o 3rd Generation Partnership Project (3GPP), a tecnologia 5G NR introduz vários avanços em comparação com as gerações anteriores, incluindo novas bandas de frequência, esquemas de modulação e tecnologias de antena. Aqui está uma explicação detalhada dos principais aspectos da tecnologia 5G NR:
1. Bandas de frequência:
- Espectro mmWave e sub-6 GHz: 5G NR opera em bandas de ondas milimétricas (mmWave) e sub-6 GHz. As bandas mmWave oferecem altas taxas de dados, mas têm alcance mais curto, enquanto as bandas sub-6 GHz fornecem um equilíbrio entre cobertura e capacidade, suportando vários cenários de implantação.
2. Modulação e codificação:
- Modulação de ordem superior: 5G NR utiliza esquemas de modulação de ordem superior, como 256-QAM (modulação de amplitude em quadratura), permitindo que mais dados sejam codificados em cada símbolo e aumentando as taxas de dados.
- Modulação e codificação adaptativas: o sistema ajusta dinamicamente a modulação e a codificação com base nas condições do canal, otimizando as taxas de dados e mantendo a confiabilidade.
3. Múltiplas tecnologias de antena:
- Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output): 5G NR aproveita o Massive MIMO, que envolve a implantação de um grande número de antenas em estações base. Esta tecnologia melhora a comunicação downlink e uplink, levando a uma melhor capacidade de rede e eficiência espectral.
- Beamforming: a tecnologia NR utiliza técnicas de beamforming para focar sinais em direções específicas, melhorando a intensidade do sinal, a cobertura e a eficiência geral da rede.
4. Numerologia e estrutura de estrutura:
- Numerologia flexível: 5G NR introduz uma numerologia flexível que permite a adaptação do espaçamento da subportadora e da duração do símbolo, atendendo a diversos requisitos de serviço e cenários de implantação.
- Configurações TDD e FDD: o NR suporta configurações Duplex por Divisão de Tempo (TDD) e Duplex por Divisão de Frequência (FDD), proporcionando flexibilidade para diferentes operadoras e regiões.
5. Esquemas Duplex:
- Full Duplex: a tecnologia NR suporta comunicação full-duplex, permitindo transmissão e recepção simultâneas na mesma frequência, aumentando a eficiência e o rendimento.
- Half Duplex: configurações half-duplex também são suportadas, permitindo a comunicação em uma direção por vez.
6. Estrutura de slots e símbolos:
- Flexibilidade nas configurações de slots e símbolos: a tecnologia NR tem uma estrutura flexível de slots e símbolos, acomodando diversas configurações para atender a requisitos de casos de uso específicos, incluindo cenários de baixa latência e alto rendimento.
7. Codificação de canal e correção de erros:
- Codificação de canal avançada: 5G NR emprega técnicas avançadas de codificação de canal para aprimorar os recursos de correção de erros, garantindo comunicação confiável mesmo em condições de rádio desafiadoras.
8. Forma de onda e técnicas de acesso múltiplo:
- Multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM): OFDM é a principal forma de onda usada em NR, fornecendo resiliência contra desvanecimento seletivo de frequência e suportando alta eficiência espectral.
- Acesso múltiplo gratuito e baseado em concessão: NR introduz esquemas de acesso múltiplo gratuito e baseado em concessão, permitindo comunicação eficiente para diversos tipos de dispositivos e características de tráfego.
9. Acesso inicial e pesquisa em células:
- Sinais de sincronização: a tecnologia NR inclui sinais de sincronização, facilitando o acesso inicial e os procedimentos de busca de células para dispositivos de usuários que entram na rede.
10. Sinais de referência:
- Sinais de referência de piloto e de sondagem: NR incorpora sinais de referência de piloto e de sondagem para auxiliar na estimativa do canal, permitindo formação de feixe eficiente e otimização geral da rede.
11. Configurações de largura de banda:
- Ampla variedade de larguras de banda: o NR oferece suporte a uma ampla variedade de configurações de largura de banda, permitindo que as operadoras implantem redes com diferentes capacidades e características de cobertura.
12. Configurações de estrutura flexível:
- Suporte para configurações de quadros variáveis: a tecnologia NR permite configurações de quadros variáveis, acomodando diferentes serviços e cenários de implantação com diversos requisitos.
13. Integração com rede principal 5G:
- Interface com núcleo 5G: a tecnologia NR faz interface com diversas funções na rede principal 5G, incluindo gNB (nova estação base de rádio 5G), AMF (função de gerenciamento de acesso e mobilidade) e SMF ( Função de gerenciamento de sessão).
14. Arquitetura Baseada em Serviços:
- Transição para arquitetura baseada em serviços: a tecnologia 5G NR adota uma arquitetura baseada em serviços, permitindo uma entrega de serviços mais flexível e eficiente, promovendo modularidade e possibilitando novos modelos de negócios.
15. Evolução e avanços futuros:
- Desenvolvimento contínuo: a tecnologia 5G NR está em constante evolução, com pesquisa e desenvolvimento contínuos para atender a requisitos, tecnologias e casos de uso emergentes. Espera-se que versões futuras, como a versão 17, tragam mais melhorias.
Em resumo, a tecnologia 5G NR é um conjunto abrangente de avanços na comunicação sem fio que inclui novas bandas de frequência, esquemas de modulação, tecnologias de múltiplas antenas, numerologia flexível, esquemas duplex, codificação avançada de canais e suporte para uma ampla gama de serviços. Esses elementos contribuem coletivamente para as capacidades e melhorias de desempenho oferecidas pela tecnologia 5G, possibilitando diversas aplicações e casos de uso em todos os setores.