5 coisas sobre o 5G New Radio

A revisão 15 do 3GPP apresentou uma definição formal de um padrão de comunicações móvel 5G New Radio (NR). Saiba mais sobre os novos recursos e soluções do padrão para projeto e teste.

1. New Radio (NR) é o nome da interface aérea

O New Radio ou 5G NR pode não ser o mais original, mas é que o 3rd Generation Partnership Project (3GPP) está chamando de resultado do Release 15. O NR é equivalente a como a indústria de comunicações móveis usou o padrão LTE para descrever a tecnologia 4G ou o padrão UMTS para descrever a tecnologia 3G. As especificações da revisão 15 foram aprovadas em dezembro de 2017 e espera-se que sejam finalizadas em meados de 2019. A revisão 15 é apenas o começo, uma vez que estabelece apenas a primeira fase de um padrão de comunicação móvel 5G. A revisão 16 fornece especificações para uma segunda fase e espera-se que sejam finalizadas em dezembro de 2019. 

2. 5G usa novo espectro

A questão sobre qual espectro as redes 5G irão usar tem sido bastante significativa, e a resposta está se tornando mais clara aos poucos. Quando a pesquisa sobre o 5G começou, muitos ficaram entusiasmados com a possibilidade de usar o espectro de ondas milimétricas para o 5G, e isso será uma grande parte da solução. No entanto, no curto prazo, o espectro sub-6 GHz e as bandas de onda milimétricas são partes importantes dessa equação. A revisão 15 descreve vários grupos de novos espectros especificamente para implementações do NR, que variam de 2,5 GHz a 40 GHz. Duas bandas direcionadas para implementação mais imediata para casos de uso móvel são as bandas de 3,3 GHz a 3,8 GHz e de 4,4 GHz a 5,0 GHz. O espectro de 3,3 GHz a 3,8 GHz poderia potencialmente ter implementações do 5G já em 2018. As entidades reguladoras nos Estados Unidos, Europa e vários países asiáticos já abriram esse espectro para uso do 5G. E as amplas larguras de banda disponíveis nesta banda são atraentes para as operadoras. Mas o espectro abaixo de 40 GHz é apenas o começo. Futuras revisões do 3GPP podem permitir o uso de espectro de até 86 GHz.

3. O Beamforming será uma grande questão

Para otimizar a intensidade do sinal no dispositivo móvel, o NR usa uma combinação de beamforming analógico e digital. A ideia de beamforming não é nova para as comunicações móveis, já que as redes de LTE usam amplamente o beamforming digital hoje. No entanto, com o 5G, os desafios de propagação de sinais e tamanhos menores de antenas motivam o uso de técnicas abrangentes de beamforming analógico. Acima de 24 GHz, o beamforming analógico de larguras de feixe mais estreitas fornece às estações de base do 5G a capacidade de direcionar os sinais de downlink de modo mais eficiente. O processo envolve primeiramente a varredura de feixe, para que a estação base possa identificar a localização de feixe mais eficaz para um dispositivo móvel específico. Com essa abordagem, o receptor da transmissão do downlink se beneficia de uma intensidade de sinais mais alta - particularmente usando esquemas de modulação de ordem superior. No entanto, o beamforming acaba apresentando grandes desafios de teste. Além de cada feixe precisar ser caracterizado e testado, as medições over-the-air também são críticas para validar o desempenho do rádio.

4. Os primeiros dispositivos 5G ainda dependerão do LTE

A primeira fase do 5G NR apresentará modos de operação independentes e não autônomos. No modo não autônomo, o dispositivo móvel usa redes 4G e 5G simultaneamente, mantendo uma conexão tanto com um eNB LTE quanto com um gNB 5G. A especificação para o modo não autônomo foi concluída em dezembro de 2017 e para o modo independente está programada para ser concluída quando a revisão 15 for finalizada em meados de 2018. Enquanto isso, os rádios usarão simultaneamente os transceptores LTE e NR, conferindo bastante atenção na melhoria da eficiência energética e na redução da interferência.

5. A primeira fase ainda é baseada em uma forma de onda de OFDM

Embora muitas formas de onda tenham sido propostas para o 5G, a primeira fase do NR usa uma versão de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM). A versão específica da OFDM usada no downlink do 5G NR é um prefixo cíclico - a OFDM é a mesma forma de onda que o LTE adotou para o sinal de downlink. No entanto, ao contrário do LTE, o 5G NR também usa formas de onda baseadas em CP-OFDM e DFT-S-OFDM no uplink. Também diferentemente do LTE, o 5G NR permite uma variação significativa no espaçamento da subportadora. Enquanto as subportadoras do LTE foram quase sempre espaçadas a 15 kHz, o 5G NR permite um esquema flexível no qual as subportadoras estão espaçadas a 15 kHz x 2n. No 5G NR, o espaçamento máximo permitido para a subportadora é de 240 kHz e é reservado para o cenário em que se usa a largura de banda de 400 MHz.

Artigo técnico


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