Nas redes sem fio 5G (Quinta Geração), RB (Resource Block) e PRB (Physical Resource Block) são conceitos fundamentais associados à alocação e gerenciamento de recursos dentro da interface rádio. Estes blocos são cruciais para a transmissão e recepção eficiente de dados, desempenhando um papel fundamental na obtenção das elevadas taxas de dados, baixa latência e flexibilidade prometidas pela tecnologia 5G.
Bloco de recursos (RB):
- Definição:
- Um Bloco de Recursos (RB) em 5G representa a unidade básica de recursos de frequência e tempo que podem ser alocados a um usuário ou serviço. É um elemento fundamental na alocação de recursos no domínio tempo-frequência.
- Frequência e Divisão de Tempo:
- Os RBs são organizados tanto no domínio da frequência quanto no domínio do tempo. No domínio da frequência, os RBs são blocos contíguos do espectro e, no domínio do tempo, representam intervalos de tempo consecutivos dentro de um subquadro.
- Tamanho e configuração:
- O tamanho de um RB no domínio da frequência é determinado pela largura de banda do sistema. Por exemplo, num sistema 5G NR (New Radio), um RB normalmente corresponde a 12 subportadoras no domínio da frequência. O número de RBs alocados no domínio do tempo depende da configuração do slot e do subquadro.
- Flexibilidade e Adaptabilidade:
- Os RB oferecem flexibilidade em termos de alocação de recursos, permitindo que os operadores de rede adaptem a alocação com base nos requisitos específicos dos usuários, aplicações e condições da rede. Esta adaptabilidade é crucial para alcançar uma utilização eficiente do espectro.
- RBs de downlink e uplink:
- RBs são usados tanto nas direções de downlink quanto de uplink. No downlink, os RBs são alocados pela estação base (gNodeB) ao equipamento do usuário (UE) para transmissão de dados. No uplink, os RBs são alocados pelo UE para transmitir dados ao gNodeB.
- Ortogonalidade:
- Os RBs são projetados para serem ortogonais, o que significa que a alocação de RBs para diferentes usuários ou serviços minimiza a interferência. Essa ortogonalidade aumenta a eficiência espectral geral do sistema.
- MIMO e Beamforming:
- Os RBs desempenham um papel crucial no suporte a tecnologias avançadas, como MIMO (Multiple Input Multiple Output) e beamforming. A alocação de RBs pode ser otimizada para aproveitar a diversidade espacial e melhorar o desempenho geral do link sem fio.
Bloco de recursos físicos (PRB):
- Definição:
- Um Bloco de Recursos Físicos (PRB) é uma instância específica de um Bloco de Recursos na camada física do sistema de comunicação sem fio. Refere-se ao conjunto real de subportadoras e intervalos de tempo alocados para transmissão de dados.
- Alocação de subportadora e símbolo:
- No domínio da frequência, um PRB consiste em um grupo de subportadoras contíguas e, no domínio do tempo, representa um conjunto de símbolos consecutivos ou intervalos de tempo. A alocação de subportadoras e símbolos dentro de um PRB é determinada pela configuração do sistema e pelo esquema de modulação.
- Mapeamento para camada física:
- PRBs são as entidades fisicamente mapeadas para os sinais de rádio transmitidos pelo ar. As informações transportadas por um PRB incluem dados do usuário e informações de controle necessárias para gerenciar o link de comunicação.
- Modulação e codificação:
- A alocação de subportadoras dentro de um PRB permite a transmissão simultânea de múltiplos fluxos de dados usando técnicas como QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Os esquemas de modulação e codificação podem ser adaptados com base nas condições do canal e nas características específicas do PRB.
- Alocação dinâmica de recursos:
- Os PRBs suportam a alocação dinâmica de recursos, permitindo que o sistema se adapte às mudanças nas condições do canal e aos diversos requisitos de taxa de dados. Esta adaptabilidade é crucial para alcançar uma elevada eficiência espectral e satisfazer as diversas necessidades dos diferentes serviços.
- Feedback sobre a qualidade do canal:
- A qualidade do canal associado a um PRB específico é monitorada continuamente. O feedback de qualidade do canal é fornecido pelo UE ao gNodeB, permitindo ajustes dinâmicos na alocação de recursos para manter uma comunicação confiável.
- Programação e concessão:
- O agendamento e a concessão de PRBs são funções essenciais no sistema 5G. O gNodeB agenda a alocação de PRBs aos UEs com base em fatores como condições do canal, requisitos de QoS (Qualidade de Serviço) e níveis de prioridade.
- Operação híbrida TDD e FDD:
- Os PRBs são adaptáveis aos modos de operação Time Division Duplex (TDD) e Frequency Division Duplex (FDD). Essa flexibilidade permite que as redes 5G operem com eficiência em vários cenários de implantação.
- Numerologia e configuração de slots:
- O conceito de numerologia em 5G refere-se à combinação de espaçamento de subportadora e duração de slot. Diferentes numerologias são definidas para acomodar diversos casos de uso. A alocação de PRB está intimamente ligada à numerologia e à configuração de slots, influenciando a granularidade da alocação de recursos.
- Gerenciamento de feixe e mobilidade:
- Os PRBs desempenham um papel nas estratégias de gestão de feixes e de mobilidade. A formação de feixe e o rastreamento de usuários móveis envolvem ajustes dinâmicos nas alocações de PRB para otimizar os links de comunicação.
- Adaptação e eficiência do link:
- PRBs suportam técnicas de adaptação de link, onde os esquemas de modulação e codificação são ajustados dinamicamente com base nas condições do canal. Esta adaptabilidade contribui para a eficiência e confiabilidade da transmissão de dados.
Em resumo, Blocos de Recursos (RBs) e Blocos de Recursos Físicos (PRBs) são conceitos fundamentais em redes sem fio 5G, fornecendo a base para a alocação dinâmica de recursos no domínio tempo-frequência. Os RBs oferecem flexibilidade, adaptabilidade e ortogonalidade, enquanto os PRBs representam as entidades físicas que transportam dados do usuário e controlam informações pela interface aérea. A gestão eficaz de RBs e PRBs é essencial para atingir as metas de alto desempenho do 5G, incluindo altas taxas de dados, baixa latência e utilização eficiente do espectro.