En los 煤ltimos a帽os, los investigadores han trabajado duro para explorar nuevos conceptos y tecnolog铆as para responder la pregunta: "驴Qu茅 es 5G?"
El 3GPP [Proyecto de asociaci贸n de tercera generaci贸n] desarrolla y publica especificaciones armonizadas que definen los est谩ndares inal谩mbricos. Ya ha establecido un cronograma de trabajo de 5G, y la primera fase de definici贸n para 5G llamada Nueva Radio (NR) [nueva radio] se adopt贸 a principios de diciembre de 2017.
Fig. 1 - la primera especificaci贸n de la tecnolog铆a NR para 5G fue aprobada a finales de 2017, las actualizaciones programadas est谩n programadas para 2018Aunque la primera fase de NR diferir谩 del protocolo LTE, que se usa ampliamente en las comunicaciones m贸viles actuales, existe una similitud entre ellas. Las diferencias m谩s notables entre LTE y NR son el ancho de banda y la frecuencia de operaci贸n. Adem谩s, NR agrega nuevas oportunidades para la concentraci贸n de radiaci贸n, tanto en comunicaciones anal贸gicas como digitales. La tabla compara las especificaciones clave de LTE y NR.
| LTE | NR fase 1 |
|---|
| Frecuencia de trabajo | Hasta 6 GHz | Hasta 52 GHz |
| Ancho de la tira | Hasta 20 MHz | Hasta 100 MHz a una frecuencia <6 GHz, hasta 1 GHz a una frecuencia> 6 GHz |
| Asociaci贸n de transportistas | Hasta 32 | Hasta 16 |
| Concentraci贸n de haz anal贸gico (din谩mico) | No compatible | Apoyado por |
| Concentraci贸n de haz digital | Hasta 8 capas | Hasta 12 capas |
| Codificaci贸n de canal | Datos: codificaci贸n turbo, control: codificaci贸n convolucional | Datos: LDPC, control: codificaci贸n polar |
| Subportadora | 15 kHz | 15, 30, 60, 120, 240 kHz |
| Subtrama autocontenida | No compatible | Disponible |
| Congesti贸n del espectro | 90% de ancho de canal | Hasta 98% de ancho de canal |
Para cumplir con los plazos ajustados para la implementaci贸n de 5G, se propuso un plan de implementaci贸n paso a paso. El plan consta de dos versiones de NR: aut贸nomo e incorporado. La versi贸n integrada funcionar谩 con LTE eNB como principal y con la segunda celda auxiliar NR gNBs (equivalente a 5N NR eNB) conectada al EPC. Esta versi贸n de la norma fue aprobada en diciembre de 2017. El diagrama muestra c贸mo se ver谩:
Fig. 2La versi贸n incorporada de 5G NR permitir谩 aprovechar la infraestructura existente para la implementaci贸n inicial de la tecnolog铆a 5G. La versi贸n independiente est谩 dise帽ada para ser compatible desde abajo con futuras versiones de est谩ndares inal谩mbricos. Las redes aut贸nomas pueden coexistir con redes combinadas y trabajar simult谩neamente. La fecha exacta de la presentaci贸n de la tecnolog铆a aut贸noma a煤n no se ha establecido, pero dicho esquema se tuvo en cuenta al desarrollar la primera fase de NR. A continuaci贸n se presenta un diagrama de caso independiente:
Fig. 3 ( fuente )Adem谩s de participar en el consorcio de estandarizaci贸n, Verizon y Korea Telecom (KT) est谩n buscando formas de comercializar tecnolog铆a antes de 5G. Verizon est谩 tratando de implementar acceso inal谩mbrico permanente basado en el Foro T茅cnico 5G (Verizon 5GTF o V5GTF) en el invierno de 2017. V5GTF operar谩 a 28 GHz y se utilizar谩 para entregar Internet de alta velocidad en casos de "煤ltima milla", pero no cubrir谩 las comunicaciones m贸viles. KT, por otro lado, est谩 tratando de implementar la tecnolog铆a 5G anterior para su uso en los Juegos Ol铆mpicos de Invierno. Las especificaciones para estos planes a煤n no se han publicado.
Al discutir 5G, la frecuencia de trabajo provoc贸 un acalorado debate, y ahora comienza a aparecer claridad sobre este tema. La tabla proporciona un resumen de las frecuencias bajo consideraci贸n basadas en la participaci贸n en 3GP.
La importancia de las ondas milim茅tricas
Es importante tener en cuenta que las frecuencias de hasta 6 GHz seguir谩n jugando un papel importante en la tecnolog铆a 5G. Las empresas buscan formas de aumentar el rendimiento hasta cinco veces en comparaci贸n con las disponibles en LTE. Las frecuencias enumeradas en la tabla son una gran parte de las frecuencias consideradas, pero esta no es una lista completa. Por ejemplo, T-Mobile planea usar el espectro de frecuencia en la regi贸n de 600 MHz para introducir 5G en los Estados Unidos.
Y aunque las frecuencias milim茅tricas para la primera fase NR est谩n mejor definidas, dependiendo de la regi贸n de implementaci贸n, el est谩ndar requerir谩 varios rangos. Por ejemplo, los reguladores chinos han propuesto rangos de 24.75-27.5 y 37-42.5 GHz. La FCC en los Estados Unidos propuso 28 GHz y 2 bandas de la banda de 37-40 GHz. Los europeos dijeron que 28 GHz no funcionar谩n, y se est谩n concentrando en el espectro de 24-27 GHz, as铆 como en 38-39 GHz. Corea y Jap贸n se inclinan hacia 28 GHz.
Un buen primer paso para comprender el proceso de comercializaci贸n de 5G es comprender claramente el est谩ndar de comunicaci贸n, pero otras dificultades tambi茅n afectar谩n la velocidad de implementaci贸n de la nueva tecnolog铆a, tanto en el campo del desarrollo de componentes como del dise帽o del sistema, as铆 como con la verificaci贸n y certificaci贸n de dispositivos. La incorporaci贸n de tecnolog铆as como la concentraci贸n del haz requiere un cambio en los circuitos integrados de radiofrecuencia, como amplificadores y transceptores. Para minimizar las p茅rdidas del sistema, los conjuntos de antenas se integran cada vez m谩s en un solo chip o m贸dulo en amplificadores y transceptores. Como resultado, los ingenieros ya no pueden probar estos dispositivos con pruebas de cable. Las pruebas inal谩mbricas, anteriormente consideradas inaceptables, se est谩n volviendo obligatorias.
Pr贸ximas dificultades con las pruebas y mediciones.
NR, especialmente para ondas milim茅tricas, es mucho m谩s complejo que LTE. La mayor铆a de los equipos de prueba existentes no est谩n dise帽ados para funcionar con una combinaci贸n de frecuencias portadoras m谩s altas, canales de rendimiento m谩s amplios y mediciones inal谩mbricas. De hecho, incluso tareas de medici贸n tan simples como la medici贸n de potencia tendr谩n que repensarse en el caso de 5G, porque no existe una definici贸n clara y un acuerdo en toda la industria sobre lo que significa recibir mediciones inal谩mbricas calibradas.
Aunque el proceso de estandarizaci贸n del primer y segundo nivel de comunicaci贸n se acerca r谩pidamente a su finalizaci贸n, muchos problemas siguen sin resolverse. Hasta ahora, 5G ha abierto una nueva era en las comunicaciones inal谩mbricas y est谩 claro que esto es solo el comienzo. En la industria de desarrollo, verificaci贸n y medici贸n de RFID, es hora de aprovechar a los investigadores inal谩mbricos e innovar para que se pueda comercializar 5G.