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5G NR (New Radio)[1] é uma tecnologia de acesso por rádio (RAT) desenvolvida pelo 3rd Generation Partnership Project (3GPP) para a rede móvel 5G (quinta geração).[1] Foi projetada para ser o padrão global para a interface de ar das redes 5G.[2] É baseada em orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM), assim como o padrão de evolução de longo prazo (LTE) da 4G (quarta geração).
A série de especificações 38 do 3GPP[3] fornece os detalhes técnicos por trás do 5G NR, o sucessor do LTE.
O estudo do NR dentro do 3GPP começou em 2015, e a primeira especificação foi disponibilizada até o final de 2017. Enquanto o processo de padronização do 3GPP estava em andamento, a indústria já havia começado esforços para implementar infraestrutura compatível com o padrão preliminar, com o primeiro lançamento comercial em larga escala do 5G NR ocorrendo no final de 2018. Desde 2019, muitos operadores implantaram redes 5G NR e fabricantes de aparelhos desenvolveram aparelhos habilitados para 5G NR.[4]
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O 5G NR utiliza bandas de frequência em duas amplas faixas de frequência:
- Faixa de Frequência 1 (FR1), para bandas dentro de 410 MHz – 7 125 MHz
- Faixa de Frequência 2 (FR2), para bandas dentro de 24 250 MHz – 71 000 MHz
Ooredoo foi a primeira operadora a lançar uma rede comercial 5G NR, em maio de 2018 no Catar. Outras operadoras ao redor do mundo têm seguido o exemplo.
Em 2018, o 3GPP publicou o Release 15, que inclui o que é descrito como padronização "Fase 1" para o 5G NR. O cronograma para o Release 16, que será "fase 2" do 5G, segue uma data de congelamento em março de 2020 e uma data de conclusão em junho de 2020,[6] o Release 17 estava originalmente programado para entrega em setembro de 2021.[7] mas, devido à pandemia de COVID-19, foi reprogramado para junho de 2022.[8]
O trabalho do Release 18 foi iniciado no 3GPP. O Rel.18 é referido como "NR Advanced", significando mais um marco nos sistemas de comunicação sem fio. O NR Advanced incluirá recursos como Realidade Estendida (XR), estudos de IA/ML e melhorias de mobilidade. A mobilidade é fundamental para a tecnologia 3GPP e até agora foi tratada na Camada 3 (RRC), agora, no Rel-18, o trabalho sobre mobilidade é introduzir mobilidade acionada em camadas inferiores.
Os lançamentos iniciais do 5G NR dependerão da infraestrutura existente de 4G LTE no modo não autônomo (NSA), antes da maturação do modo autônomo (SA) com a rede central 5G. Além disso, o espectro pode ser compartilhado dinamicamente entre 4G LTE e 5G NR.
Compartilhamento dinâmico de espectro
Para fazer melhor uso dos ativos existentes, as operadoras podem optar por compartilhá-los dinamicamente entre 4G LTE e 5G NR. O espectro é multiplexado ao longo do tempo entre ambas as gerações de redes móveis, enquanto ainda utiliza a rede 4G LTE para funções de controle, dependendo da demanda do usuário. O compartilhamento dinâmico de espectro (DSS) pode ser implantado em equipamentos 4G LTE existentes, desde que seja compatível com o 5G NR. Apenas o terminal 5G NR precisa ser compatível com o DSS.[9]
Modo não autônomo
O modo não autônomo (NSA) do 5G NR refere-se a uma opção de implantação do 5G NR que depende do plano de controle de uma rede LTE 4G existente para funções de controle, enquanto o 5G NR está exclusivamente focado no plano do usuário.[10][11] Isso é relatado como acelerando a adoção do 5G, no entanto, alguns operadores e fornecedores criticaram a priorização da introdução do 5G NR NSA com o argumento de que poderia prejudicar a implementação do modo autônomo da rede.[12][13] Ele usa a mesma rede central de uma rede 4G, mas com equipamentos de rádio atualizados.[14][15]
Modo autônomo
O modo autônomo (SA) do 5G NR refere-se ao uso de células 5G tanto para sinalização quanto para transferência de informações.[10] Ele inclui a nova arquitetura 5G Packet Core em vez de depender do Evolved Packet Core 4G,[16][17] para permitir a implantação do 5G sem a rede LTE.[18] Espera-se que tenha menor custo, melhor eficiência e auxilie no desenvolvimento de novos casos de uso.[12][19] No entanto, a implantação inicial pode apresentar velocidade mais lenta do que a rede existente devido à alocação de espectro.[20] Ele usa uma nova rede central dedicada ao 5G.[21]
O 5G NR suporta sete espaçamentos de subportadoras:
| Espaçamento de Subportadoras (kHz) | Duração do slot (ms) | Bandas de Frequência | Notas |
|---|---|---|---|
| 15 | 1 | FR1 | Mesmo que LTE |
| 30 | 0.5 | FR1 | |
| 60 | 0.25 | FR1 e FR2 | Ambos o Prefixo Cíclico normal e estendido podem ser usados com um espaçamento de subportadora de 60 kHz |
| 120 | 0.125 | FR2 | |
| 240 | 0.0625 | FR2 | Isso é possível apenas para fins de busca e medição, usando o Bloco de Sinal de Sincronização (SSB) |
| 480 | 0.03125 | FR2 | |
| 960 | 0.01565 | FR2 |
O comprimento do prefixo cíclico é inversamente proporcional ao espaçamento de subportadoras. Ele é de 4,7 μs com 15 kHz e 4,7 / 16 = 0,29 μs para um espaçamento de subportadoras de 240 kHz.
No 5G NR Release 17, o 3GPP introduziu o NR-Light para dispositivos com capacidades reduzidas (RedCap).
- «What is 5G New Radio (5G NR)». 5g.co.uk
- «3GPP specification series: 38series». www.3gpp.org (em inglês). Consultado em 31 de outubro de 2018
- «The Mixed Picture for 5G in Europe». Membership (em inglês). Consultado em 7 de dezembro de 2023
- Zimmermann, Alfred; Howlett, Robert J.; Jain, Lakhmi C. (29 de maio de 2020). Human Centred Intelligent Systems: Proceedings of KES-HCIS 2020 Conference. [S.l.]: Springer. ISBN 978-981-15-5784-2
- «Release 16». 3GPP. Consultado em 6 de janeiro de 2020
- «Release 17». 3GPP. Consultado em 6 de janeiro de 2020
- «Spectrum sharing for fast & smooth 5G deployment». Ericsson. 18 de março de 2019. Consultado em 22 de abril de 2020
- «5G NR Deployment Scenarios or modes-NSA, SA, Homogeneous, Heterogeneous». rfwireless-world.com
- Junko Yoshida (3 de março de 2017). «What's Behind 'Non-Standalone' 5G?». Eetimes.com. Consultado em 13 de novembro de 2018
- Teral, Stephane (30 de janeiro de 2019). «5G best choice architecture» (PDF). ZTE. Consultado em 1 de fevereiro de 2019
- «Standalone 5G vs. Non-Standalone 5G». RCR Wireless News (em inglês). 7 de setembro de 2021. Consultado em 4 de abril de 2024
- «5G Standalone vs. 5G Non-standalone: What's in it for operators?». RCR Wireless News (em inglês). 4 de abril de 2023. Consultado em 4 de abril de 2024
- «5G Non Standalone Solution Overview» (PDF). Consultado em 3 de fevereiro de 2019. Arquivado do original (PDF) em 15 de setembro de 2020
- «5G: What is Standalone (SA) vs Non-Standalone (NSA) Networks?». MediaTek. 12 de novembro de 2018
- «Standalone 5G vs. Non-Standalone 5G». RCR Wireless News (em inglês). 7 de setembro de 2021. Consultado em 4 de abril de 2024
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