Os padrões 5G New Radio (NR) são um conjunto de especificações e protocolos definidos por órgãos internacionais de padronização de telecomunicações para garantir a interoperabilidade e compatibilidade dos sistemas de comunicação sem fio 5G. As principais organizações responsáveis pelo desenvolvimento e manutenção destes padrões são a União Internacional de Telecomunicações (UIT) e o Projeto de Parceria de 3ª Geração (3GPP). Aqui está uma explicação detalhada dos padrões 5G NR:
1. União Internacional de Telecomunicações (UIT):
- Quadro IMT-2020: A UIT desenvolveu o quadro IMT-2020, descrevendo os objetivos e capacidades gerais esperados dos sistemas 5G. Essa estrutura serve como base para os padrões 5G e abrange indicadores-chave de desempenho, como taxas de dados, latência e eficiência espectral.
2. Projeto de Parceria de 3ª Geração (3GPP):
- Processo de padronização: 3GPP é um projeto colaborativo que envolve várias organizações de padronização de telecomunicações responsáveis pelo desenvolvimento de especificações para sistemas de comunicação móvel. Os padrões 5G NR fazem parte do 3GPP Release 15 e versões subsequentes.
3. Versão 15:
- Especificações iniciais do 5G NR: a versão 15, finalizada em 2018, marcou o primeiro conjunto de especificações do 5G NR. Abordou o modo não autônomo (NSA), onde o 5G opera em conjunto com redes 4G LTE existentes. A versão 15 incluiu especificações para casos de uso de banda larga móvel aprimorada (eMBB).
4. Versão 16:
- Conclusão do modo autônomo: a versão 16, concluída em 2020, estendeu os padrões 5G NR para incluir o modo autônomo (SA), permitindo uma rede 5G totalmente independente sem dependência da infraestrutura 4G. A versão 16 abordou casos de uso adicionais, incluindo comunicações ultraconfiáveis de baixa latência (URLLC) e comunicações massivas do tipo máquina (mMTC).
5. Versão 17:
- Aprimoramentos e recursos adicionais: O trabalho contínuo na versão 17 visa introduzir aprimoramentos e recursos adicionais aos padrões 5G NR. Isso pode incluir melhorias em áreas como eficiência da rede, redução de latência e suporte para casos de uso emergentes.
6. Principais componentes dos padrões 5G NR:
- Bandas de frequência: os padrões definem as bandas de frequência alocadas para operação 5G NR, abrangendo faixas sub-6 GHz e ondas milimétricas (mmWave).
- Esquemas de modulação e codificação: Os esquemas de modulação e codificação, como 256-QAM, são especificados para maximizar as taxas de dados e a eficiência espectral.
- Tecnologias de múltiplas antenas: os padrões detalham a implementação de múltiplas tecnologias de antenas, incluindo MIMO massivo e formação de feixe, para melhorar a cobertura, capacidade e confiabilidade.
- Numerologia e estrutura de quadros: a numerologia, o espaçamento de subportadoras e a estrutura de quadros são definidos para acomodar diversos casos de uso com requisitos variados de latência e taxa de transferência.
- Esquemas duplex: as configurações duplex por divisão de tempo (TDD) e duplex por divisão de frequência (FDD) são padronizadas para fornecer flexibilidade nas implantações de rede.
- Técnicas de acesso múltiplo: os padrões incorporam diversas técnicas de acesso múltiplo, como acesso baseado em concessão e acesso livre de concessão, para atender com eficiência diversos tipos de dispositivos e aplicações.
- Recursos de segurança: os padrões descrevem recursos de segurança robustos, incluindo protocolos de autenticação e criptografia, para garantir a confidencialidade e a integridade da comunicação.
7. Interoperabilidade e Harmonização Global:
- Colaboração global: os padrões 5G NR envolvem colaboração global para garantir a interoperabilidade e a harmonização entre diferentes regiões e operadoras de rede.
- Setor de Radiocomunicações da UIT (UIT-R): A UIT-R desempenha um papel na coordenação do uso global do espectro de radiofrequência para 5G, alinhando-se com a estrutura IMT-2020.
8. Compatibilidade com versões anteriores:
- Coexistência com gerações anteriores: os padrões garantem compatibilidade retroativa, permitindo que redes 5G coexistam e interoperem com redes 4G LTE existentes, facilitando uma transição tranquila para operadoras e usuários.
9. Arquitetura Baseada em Serviços:
- Transição para arquitetura baseada em serviços: os padrões 5G NR adotam uma arquitetura baseada em serviços, permitindo uma entrega de serviços mais flexível e eficiente, promovendo modularidade e possibilitando novos modelos de negócios.
10. Evolução e lançamentos futuros:
- Desenvolvimento Contínuo: O desenvolvimento de padrões 5G NR é um processo contínuo, com evolução e refinamento contínuos por meio de versões 3GPP subsequentes para atender a requisitos, tecnologias e casos de uso emergentes.
Em resumo, os padrões 5G NR, desenvolvidos por organizações como a ITU e 3GPP, definem as especificações e protocolos necessários para a implantação de sistemas de comunicação sem fio 5G. Esses padrões abrangem uma ampla gama de aspectos, incluindo bandas de frequência, esquemas de modulação, tecnologias de antenas, numerologia, esquemas duplex, recursos de segurança e interoperabilidade global, garantindo uma base robusta e padronizada para a implantação de redes 5G em todo o mundo.