5G, RAN - Last Updated: 29 septembre 2021

Présentation de la nouvelle radio 5G

En déployant la 5G, les opérateurs s’engagent dans un cycle d’investissement important. Il s’ensuit qu’ils s’attendent à un retour sur investissement dans un délai raisonnable. La question est de savoir comment ! Fondamentalement, tant en termes de radio que d’architecture globale de l’infrastructure, la 5G fonctionne de manière similaire à la 4G. Cependant, la mise en œuvre est très différente, ce qui confère à la 5G plusieurs avantages clés par rapport à la 4G en termes de prise en charge à la fois du modèle commercial haut débit existant et des cas d'utilisation spécifiques à l'industrie. Les avantages sont concrétisés dans l’ensemble du système 5G, mais en particulier, c’est dans l’interface aérienne 5G New Radio (NR) que se trouvent les nouvelles fonctionnalités les plus importantes.

Flexibilité sous-jacente – la principale différence par rapport à la 4G LTE

Premièrement, la 5G utilise la technique sous-jacente connue sous le nom d’OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Bien que la plupart des gens n'aient pas besoin de comprendre les détails, il s'agit des mêmes techniques que celles utilisées en 4G LTE, sauf qu'en 5G, elles sont utilisées de manière beaucoup plus flexible. Cela signifie que la 5G peut être appliquée efficacement à un éventail beaucoup plus large de scénarios de déploiement, ou pour prendre en charge un très large éventail de cas d’utilisation.

Travailler efficacement avec la 4G LTE – Contrôler l’investissement

Parce qu’ils utilisent la même technique sous-jacente, il a été possible de concevoir la 5G de manière à ce qu’elle fonctionne efficacement avec l’interface radio 4G existante. Ceci est important car cela permet un déploiement contrôlé de la 5G qui s’appuie et s’ajoute à l’infrastructure des opérateurs existants. Une capacité (5G) supplémentaire ne peut être ajoutée qu’en cas de besoin, ce qui permet de cibler les investissements dans la 5G de manière à maximiser le retour financier.

Nouvelle radio 5G - Ouverture d'un nouveau spectre

L’utilisation flexible de l’OFDMA permet d’utiliser une gamme beaucoup plus large du spectre de fréquences pour la 5G. Cela ouvre de grandes parties du spectre qui sont actuellement sous-utilisées, permettant aux régulateurs de développer des régimes nationaux de licences qui incluent un spectre sous licence beaucoup plus important pour les opérateurs, ainsi qu'un accès beaucoup plus facile au spectre partagé et sans licence, ce qui, à son tour, devrait ouvrir directement la 5G à un éventail plus diversifié de fournisseurs de services et d'industries verticales.

Techniques d'antenne avancées – Augmentation de l'efficacité

L’efficacité de l’interface radio est considérée comme l’un des principaux avantages (avec l’accès à un spectre accru) que la 5G apporte en soutien au modèle commercial existant du haut débit mobile. Cela est principalement rendu possible par le fait que la 5G permet d’accéder à des fréquences plus élevées dans le spectre. Cela signifie que la taille des antennes est réduite, ce qui nécessite, à son tour, l'utilisation de techniques d'antennes multiples/avancées au niveau de la station de base.

En effet, les antennes avancées prennent en charge les techniques de formation de faisceaux et MIMO (Multiple In, Multiple Out) d'une manière beaucoup plus efficace que ce qui était auparavant disponible en 4G. Il existe toute une gamme de techniques d'antenne avancées différentes, mais elles ont toutes une chose en commun, à savoir que l'énergie peut être focalisée ou dirigée assez précisément dans les directions de liaison montante et descendante. Une grande partie de l’augmentation apportée par la 5G par rapport à la 4G est réalisée de cette manière.

Maximiser l'efficacité dans un large éventail d'environnements radio

Un autre résultat direct de la manière dont l'OFDMA est appliqué de manière plus flexible dans la 5G est que la 5G peut être déployée plus efficacement dans une gamme beaucoup plus large d'environnements radio. L'environnement radio est déterminé par un certain nombre de facteurs différents, notamment la fréquence utilisée, la bande passante, les interférences provenant de l'intérieur du système ou de l'extérieur, l'environnement à trajets multiples (en fonction de la couverture météorologique fournie dans les quartiers d'affaires, les environnements urbains ou ruraux) et des facteurs environnementaux, notamment la météo. En configurant la 5G de manière appropriée, nous pouvons nous protéger contre tout impact néfaste de l’environnement radio, maximisant ainsi l’efficacité et les performances du service.

Codage pour la protection contre les erreurs – dans un large éventail d’environnements radio

L'efficacité de l'interface radio est directement liée à l'investissement financier nécessaire. Ainsi, bien que nous tirions de grands avantages de la possibilité d’accéder à un spectre plus étendu et d’utiliser ce spectre plus efficacement en déployant des techniques d’antenne avancées, nous sommes également allés plus loin en améliorant l’efficacité dans un certain nombre de domaines différents. L'un de ces domaines concerne la manière dont nous nous protégeons des pires effets de l'environnement radio sous la forme d'erreurs de transmission. Toute transmission s'effectue via un algorithme mathématique qui introduit des dépendances au sein du flux de données. Ces dépendances permettent à leur tour de corriger d’éventuelles erreurs lors de la réception du flux de données (jusqu’à une certaine limite). La technique utilisée dans la 5G est connue sous le nom de LDPC (Low Density with Parity Check), qui constitue une amélioration par rapport au turbo-codage utilisé dans la 4G, lorsqu'il est utilisé dans un nouveau système dans lequel on s'attend à de nombreuses erreurs.

Adapter efficacement la 5G NR à différents cas d’utilisation

La flexibilité de la nouvelle radio 5G a un impact direct sur la manière dont nous pouvons rendre les ressources disponibles dans une gamme de cas d'utilisation différents. Le haut débit mobile, par exemple, est très différent des exigences de faible débit de données et de faible consommation nécessaires pour prendre en charge les relevés de compteurs dans le cadre de l'Internet des objets, en termes de besoins en ressources radio. Contrairement à la 4G, qui a été optimisée pour le haut débit mobile dans un environnement urbain doté de cellules relativement grandes (et qui nécessitait le NB-IoT comme technologie complémentaire pour prendre en charge efficacement l'IoT), la 5G est configurable afin de pouvoir prendre en charge les deux scénarios, ainsi que bien d'autres, de manière beaucoup plus efficace.

Atteindre une faible latence avec la 5G NR

Il existe également des fonctionnalités supplémentaires qui rendent la 5G adaptée aux cas d’utilisation nécessitant un fonctionnement à faible latence. Premièrement, OFDMA peut être configuré de manière à ce que les bits réels aient une durée plus courte. Pour diverses raisons, cela n'affecte pas le débit binaire global du canal, mais cela signifie que de petites quantités d'informations peuvent facilement être transmises plus rapidement via l'interface radio. Deuxièmement, les structures de synchronisation et de tramage du 5 g ont été repensées (par rapport à la 4G), réduisant ainsi les retards inutiles dans les temps de traitement et de réponse.

Nous n’avons examiné qu’un aperçu des principales nouvelles fonctionnalités radio de la 5G par rapport à la 4G. Il existe des avantages évidents pour les opérateurs, le secteur des télécommunications et les clients. La 5G ouvre également le marché à un éventail de nouveaux acteurs et à un éventail beaucoup plus large de cas d’utilisation. Étant donné que la 5G partage le même fondement technologique et une grande partie de l'héritage de la 4G, elle peut être déployée en tant que partie intégrante du réseau public existant, ou de manière autonome pour prendre en charge des réseaux privés ou hybrides. Cela signifie que l'investissement ne doit être réalisé que là où cela est nécessaire, ou lorsque l'opérateur (ou une autre entreprise) est sûr d'obtenir un retour sur son engagement financier.

Le trafic mobile continue de croître et les dépenses d'investissement des opérateurs en infrastructures restent obstinément élevées. Cependant, la nouvelle radio 5G, dans le cadre d’un système plus large, offre les améliorations globales d’efficacité et de performances décrites ci-dessus. Dans cet esprit (et avec quelques mises en garde sur les appareils), avant même d'envisager les nouveaux cas d'utilisation et les divers scénarios possibles, la question doit être « puis-je me permettre de ne pas investir dans la 5G », plutôt que « puis-je me permettre l'investissement dans la 5G ».

Webinaire : Nouvelle radio 5G

Date: 12 octobre 2021 | 14h-15h (heure du Royaume-Uni)
Conférencier: Tony Wakefield

L’interface aérienne 5G New Radio (NR) est la nouvelle fonctionnalité la plus importante du système 5G. Dans cette présentation d'une heure, nous verrons pourquoi en examinant certaines des fonctionnalités clés de la nouvelle radio 5G, les avantages et les opportunités pour les opérateurs de réseau . Apprenez-en plus et inscrivez-vous.