3GPP (3. Nesil Ortaklık Projesi) 5G radyo erişim teknolojisi, 5G ağlarının hava arayüzü ve radyo erişim ağı (RAN) bileşenlerinin özelliklerini tanımlar. Bu spesifikasyonlar, 5G’de kullanıcı cihazları (UE’ler) ile baz istasyonları arasındaki iletişimin temelini oluşturur. 3GPP, 5G radyo erişim çerçevesi içindeki çeşitli temel özellikleri ve teknolojileri özetledi. Ayrıntılara bakalım:
- NR (Yeni Radyo):
- Giriş: NR veya Yeni Radyo, 3GPP tarafından 5G kablosuz iletişim için geliştirilen hava arayüzü standardıdır. Önceki nesillere (4G LTE) kıyasla önemli bir evrimi temsil ediyor ve 5G kullanım durumlarının çeşitli gereksinimlerini karşılamak için yeni özellikler sunuyor.
- Esnek Numeroloji: NR, verilerin farklı alt taşıyıcı aralığı yapılandırmalarında iletilmesine olanak tanıyan esnek bir numeroloji sunar ve gecikme ve veri hızları için farklı gereksinimlere sahip çeşitli kullanım durumlarına hitap eder.
- Çoklu Spektrum Bantları:
- Düşük Bant (Alt 1 GHz): 5G NR, 1 GHz’in altındaki frekans bantlarında çalışarak geniş kapsama alanı ve gelişmiş sinyal yayılma özellikleri sağlar. Bu, 5G bağlantısının banliyö ve kırsal alanlara genişletilmesi için çok önemli.
- Orta Bant (1 GHz – 6 GHz): Orta bant frekansları kapsama alanı ve kapasite arasında bir denge kurarak düşük bant frekanslarından daha hızlı veri hızları sunarken yüksek bant (mmWave) frekanslara kıyasla daha geniş kapsama alanını korur.
- Yüksek Bant (mmWave, 24 GHz ve üzeri): mmWave aralığındaki yüksek bant frekansları, son derece yüksek veri hızlarına olanak tanıyarak onları yoğun kentsel alanlar ve yüksek kullanıcı talebi olan yerler için uygun hale getirir. Ancak kapsama alanı ve engellerden nüfuz etmeyle ilgili zorlukları da beraberinde getiriyorlar.
- Devasa MIMO (Çoklu Giriş, Çoklu Çıkış):
- Genel Bakış: Massive MIMO, 5G radyo erişim ağında hem baz istasyonunda hem de kullanıcı cihazında çok sayıda antenin kullanılmasını içeren önemli bir teknolojidir.
- Avantajları: Massive MIMO, birden fazla uzamsal akışa izin vererek ve hüzme oluşturma tekniklerini destekleyerek spektral verimliliği artırır, kapasiteyi artırır ve ağın genel performansını iyileştirir.
- Hüzme oluşturma:
- Dinamik Hüzme Oluşturma: 5G NR, dinamik hüzme oluşturma tekniklerini içerir ve baz istasyonlarının sinyalleri belirli kullanıcı cihazlarına veya alanlarına odaklamasına olanak tanır. Bu, sinyal kalitesini artırır, kapsama alanını geliştirir ve spektrum kaynaklarının verimli kullanımını destekler.
- Gelişmiş Uzaysal Kapsama: Hüzme oluşturma, mmWave gibi sinyallerin tıkanmaya ve zayıflamaya karşı daha duyarlı olabileceği yüksek bantlı dağıtımlarda çok önemlidir.
- Esnek TDD (Zaman Bölmeli Çift Yönlü) ve FDD (Frekans Bölmeli Çift Yönlü):
- TDD ve FDD Desteği: 5G NR, hem TDD hem de FDD modlarını destekler ve bölgesel spektrum tahsislerine ve operatör tercihlerine göre ağların dağıtımında esneklik sunar.
- Dinamik Spektrum Paylaşımı: TDD, yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı arasında spektrum kaynaklarının dinamik olarak tahsis edilmesine izin verirken, FDD, yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı iletişimi için özel frekans bantları sağlar.
- Taşıyıcı Toplama:
- Spektrum Bantlarını Birleştirme: Taşıyıcı toplama, birden fazla frekans bandının toplanmasının genel veri hızlarını artırmasına olanak tanır. Bu, daha yüksek kapasite ve daha hızlı veri hızları sağlamak için çeşitli spektrum bantlarının kullanımını destekleyen 5G için çok önemli bir özelliktir.
- Tam Çift Yönlü İletişim:
- Eşzamanlı İletim ve Alma: 5G NR, tam çift yönlü iletişim yeteneklerini sunarak aynı frekans kanalında eşzamanlı iletim ve alımı mümkün kılar. Bu, spektral verimliliği artırır ve genel ağ performansını artırır.
- URLLC (Ultra Güvenilir Düşük Gecikmeli İletişim):
- Düşük Gecikmeli Tasarım: 5G NR, endüstriyel otomasyon, otonom araçlar ve kritik görev iletişimleri gibi uygulamalar için ultra düşük gecikme süresi ve yüksek güvenilirlik sağlayarak URLLC kullanım örneklerini desteklemek üzere tasarlanmıştır.
- LTE ile Entegrasyon (Uzun Vadeli Gelişim):
- NSA (Bağımsız Olmayan) ve SA (Bağımsız) Modları: 5G NR, NSA modunda mevcut LTE altyapısıyla birlikte dağıtılabilir ve operatörlerin 5G özelliklerini sunarken LTE ağlarından yararlanmasına olanak tanır. SA modu tamamen bağımsız bir 5G ağ mimarisini temsil eder.
Özetle, 3GPP 5G radyo erişim spesifikasyonları, 5G kullanım durumlarının çeşitli gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmış bir dizi teknolojiyi ve özelliği kapsamaktadır. Esnek spektrum kullanımından Massive MIMO ve hüzme oluşturma gibi gelişmiş anten teknolojilerine kadar bu özellikler, sağlam ve yüksek performanslı 5G ağlarının kurulumunun temelini oluşturur.