A tecnologia de acesso de rádio 5G 3GPP (Projeto de Parceria de 3ª Geração) define as especificações para os componentes de interface aérea e rede de acesso de rádio (RAN) das redes 5G. Estas especificações estabelecem as bases para a comunicação entre dispositivos de usuário (UEs) e estações base em 5G. O 3GPP descreveu vários recursos e tecnologias importantes dentro da estrutura de acesso de rádio 5G. Vamos nos aprofundar nos detalhes:
- NR (Nova Rádio):
- Introdução: NR, ou New Radio, é o padrão de interface aérea desenvolvido pelo 3GPP para comunicação sem fio 5G. Representa uma evolução significativa em relação às gerações anteriores (4G LTE) e introduz novos recursos para atender aos diversos requisitos dos casos de uso 5G.
- Numerologia flexível: NR introduz uma numerologia flexível que permite a transmissão de dados em diferentes configurações de espaçamento de subportadoras, atendendo a uma variedade de casos de uso com diversos requisitos de latência e taxas de dados.
- Várias bandas de espectro:
- Banda baixa (sub-1 GHz): 5G NR opera nas bandas de frequência sub-1 GHz, proporcionando ampla cobertura e características aprimoradas de propagação de sinal. Isto é essencial para estender a conectividade 5G às áreas suburbanas e rurais.
- Banda média (1 GHz – 6 GHz): As frequências de banda média atingem um equilíbrio entre cobertura e capacidade, oferecendo taxas de dados mais rápidas do que as frequências de banda baixa, mantendo uma cobertura mais ampla em comparação com as frequências de banda alta. frequências de banda (mmWave).
- Banda alta (mmWave, 24 GHz e superior): frequências de banda alta na faixa mmWave permitem velocidades de dados extremamente altas, tornando-as adequadas para áreas urbanas densas e locais com alta demanda de usuários. No entanto, eles apresentam desafios relacionados ao alcance de cobertura e à penetração através de obstáculos.
- MIMO massivo (entradas múltiplas, saídas múltiplas):
- Visão geral: Massive MIMO é uma tecnologia chave na rede de acesso de rádio 5G, envolvendo o uso de um grande número de antenas tanto na estação base quanto no dispositivo do usuário.
- Benefícios: O MIMO massivo melhora a eficiência espectral, aumenta a capacidade e melhora o desempenho geral da rede, permitindo múltiplos fluxos espaciais e suportando técnicas de formação de feixe.
- Formação de feixe:
- Formação de feixe dinâmica: 5G NR incorpora técnicas de formação de feixe dinâmica, permitindo que as estações base concentrem os sinais em dispositivos ou áreas específicas do usuário. Isto melhora a qualidade do sinal, melhora a cobertura e apoia o uso eficiente dos recursos do espectro.
- Cobertura espacial aprimorada: a formação de feixe é crucial em implantações de banda alta, como mmWave, onde os sinais podem ser mais suscetíveis a bloqueio e atenuação.
- TDD (Duplex por divisão de tempo) e FDD (Duplex por divisão de frequência) flexíveis:
- Suporte TDD e FDD: 5G NR suporta os modos TDD e FDD, oferecendo flexibilidade na implantação de redes com base nas alocações regionais de espectro e nas preferências da operadora.
- Compartilhamento dinâmico de espectro: o TDD permite a alocação dinâmica de recursos de espectro entre uplink e downlink, enquanto o FDD fornece bandas de frequência dedicadas para comunicação uplink e downlink.
- Agregação da operadora:
- Combinação de bandas de espectro: a agregação de operadora permite a agregação de múltiplas bandas de frequência para aumentar as taxas gerais de dados. Este é um recurso crucial para o 5G, apoiando o uso de diversas bandas de espectro para fornecer maior capacidade e velocidades de dados mais rápidas.
- Comunicação Full Duplex:
- Transmissão e recepção simultâneas: 5G NR introduz recursos de comunicação full-duplex, permitindo transmissão e recepção simultâneas no mesmo canal de frequência. Isso aumenta a eficiência espectral e melhora o desempenho geral da rede.
- URLLC (comunicações ultraconfiáveis de baixa latência):
- Design de baixa latência: o 5G NR foi projetado para suportar casos de uso de URLLC, fornecendo latência ultrabaixa e alta confiabilidade para aplicações como automação industrial, veículos autônomos e comunicações de missão crítica.
- Integração com LTE (evolução de longo prazo):
- Modos NSA (não autônomo) e SA (autônomo): 5G NR pode ser implantado em conjunto com a infraestrutura LTE existente no modo NSA, permitindo que as operadoras aproveitem suas redes LTE enquanto introduzem recursos 5G. O modo SA representa uma arquitetura de rede 5G totalmente independente.
Em resumo, as especificações de acesso rádio 3GPP 5G abrangem uma gama de tecnologias e recursos projetados para atender aos diversos requisitos dos casos de uso 5G. Desde a utilização flexível do espectro até tecnologias avançadas de antenas, como Massive MIMO e beamforming, essas especificações formam a base para a implantação de redes 5G robustas e de alto desempenho.