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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.
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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]
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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.
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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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