La nouvelle radio 5G, 5G NR, utilise une variété de bandes de fréquences différentes. Comme les autres systèmes de communications mobiles, les attributions de fréquences sont situées dans une variété de zones du spectre radioélectrique.
L'attribution des bandes de fréquences des communications mobiles 5G est généralement entreprise par accord international, bien que la numérotation soit effectuée par 3GPP. Cela réduit les niveaux d'interférence et permet d'effectuer plus facilement l'itinérance - plus il y a de bandes, plus il est difficile de fabriquer des radios qui peuvent errer universellement.
Avec l'utilisation croissante des communications mobiles, des fréquences et des bandes supplémentaires sont nécessaires pour intégrer la technologie 5G. Non seulement de nombreuses bandes existantes seront réutilisées pour la technologie sans fil 5G, mais de nouvelles sont en cours d'attribution.
Dans une nouvelle fonctionnalité pour les communications mobiles 5G, des fréquences dans la région des ondes millimétriques du spectre seront utilisées. La bande passante beaucoup plus grande disponible dans ces régions est beaucoup plus élevée, ce qui permet d'atteindre des vitesses de données plus élevées, mais la plage des signaux est plus courte, bien que cela donne une meilleure réutilisation des fréquences.
Gammes de fréquences, FR1 et FR2
Deux gammes de fréquences différentes sont disponibles pour la technologie 5G et les différentes gammes ont été désignées FR1 - gamme de fréquences 1 et FR2 - gamme de fréquences 2.
Les bandes dans la gamme de fréquences 1, FR1 sont envisagées pour transporter une grande partie du trafic de communications mobiles cellulaires traditionnelles.
Les bandes de fréquences plus élevées de la gamme FR2 visent à fournir une capacité de débit de données très élevée à courte portée pour la radio 5G. La technologie sans fil 5G devant transporter des données à une vitesse beaucoup plus élevée, la bande passante supplémentaire de ces bandes de fréquences plus élevées sera nécessaire.
À l'origine, la bande FR1 était destinée à définir des bandes inférieures à 6 GHz, mais avec des attributions de spectre supplémentaires prévues, la gamme FR1 a maintenant été étendue à 7,125 GHz.
| Plages de fréquences, FR1 et FR2 pour 5G NR | |
|---|---|
| Désignation de la gamme de fréquences | Gamme de fréquences (MHz) |
| FR1 | 410 - 7 125 |
| FR2 | 24 250 - 52 600 |
Bandes de fréquences FR1 5G
Les bandes de fréquences de FR1 utilisent plusieurs des mêmes bandes de fréquences que celles utilisées pour la 4G et d'autres services cellulaires de communications mobiles. Il est envisagé qu'au fil du temps, les canaux ainsi que les bandes utilisées pour transporter des données 5G occuperont davantage les bandes déjà attribuées aux télécommunications mobiles ou cellulaires. De cette façon, la technologie sans fil 5G sera en mesure de transporter les niveaux de trafic requis.
Des bandes ont été réservées pour l'utilisation du duplex par répartition en fréquence, l'utilisation du FDD ou du duplex par répartition dans le temps, l'utilisation du TDD. Pour l'utilisation FDD, des bandes de fréquences sont nécessaires pour la liaison montante et la liaison descendante, et par conséquent, deux bandes sont attribuées. Pour l'utilisation TDD, un seul canal est utilisé pour la liaison: des intervalles de temps sont alloués pour la liaison montante et descendante plutôt que pour des fréquences différentes. En conséquence, pour TDD, une seule bande est nécessaire.
| Bandes de fréquences 5G FR1 | |||
|---|---|---|---|
| Bande de fréquence 5G NR | Bande de liaison montante (MHz) | Bande de liaison descendante (MHz) | Mode duplex |
| n1 | 1920 - 1980 | 2110 - 2170 | FDD |
| n2 | 1850 - 1910 | 1930 - 1990 | FDD |
| n3 | 1710 - 1785 | 1805 - 1880 | FDD |
| n5 | 824 - 849 | 869 - 894 | FDD |
| n7 | 2500 - 2570 | 2620 - 2690 | FDD |
| n8 | 880 - 915 | 925 - 960 | FDD |
| n12 | 699 - 716 | 729 - 746 | FDD |
| n20 | 832 - 862 | 791 - 821 | FDD |
| n25 | 1850 - 1915 | 1930 - 1995 | FDD |
| n28 | 703 - 748 | 758 - 803 | FDD |
| n34 | 2010 - 20225 | TDD | |
| n38 | 2570 - 2620 | TDD | |
| n39 | 1880 - 1920 | TDD | |
| n40 | 2300 - 2400 | TDD | |
| n41 | 2496 - 2690 | TDD | |
| n50 | 1432 - 1517 | TDD | |
| n51 | 1427 - 1432 | TDD | |
| n66 | 1710 - 1780 | TDD | |
| n70 | 1695 - 1710 | TDD | |
| n71 | 663 - 698 | TDD | |
| n74 | 1427 - 1470 | TDD | |
| n75 | -- | 1432 - 1517 | SDL |
| n76 | -- | 1427 - 1432 | SDL |
| n77 | 3300 - 4200 | TDD | |
| n78 | 3300 - 3800 | TDD | |
| n79 | 4400 - 5000 | TDD | |
| n80 | 1710 - 1785 | -- | SUL |
| n81 | 8800 - 915 | -- | SUL |
| n82 | 832 - 862 | -- | SUL |
| n83 | 703 - 748 | -- | SUL |
| n84 | 1920 - 1980 | -- | SUL |
| n86 | 1710 - 1780 | -- | SUL |
En plus des bandes FDD et TDD, d'autres bandes ont été attribuées pour fournir une capacité supplémentaire de liaison montante et de liaison descendante. Les bandes marquées SDL sont destinées aux liaisons descendantes supplémentaires et SUL aux liaisons montantes supplémentaires.
Bandes de fréquences FR2 5G
La gamme de fréquences 2, les bandes FR2 5G commencent maintenant à prendre de l'ampleur avec de nouveaux développements pour rendre les liaisons hyperfréquences viables pour le déploiement à grande échelle qui sera nécessaire.
Des attributions sont en cours dans de nombreuses zones du spectre au-dessus de 20 GHz car il est relativement peu utilisé pour le moment.
| Bandes de fréquences 5G FR2 | |||
|---|---|---|---|
| Bande de fréquence 5G NR | Bande de liaison montante (MHz) | Bande de liaison descendante (MHz) | Mode duplex |
| n257 | 26 500 - 29500 | 26500 - 29500 | TDD |
| n258 | 24 250 - 27 500 | 24 250 - 27 500 | TDD |
| n260 | 37 000 - 40 000 | 37 000 - 40 000 | TDD |
| n261 | 27 500 - 28 350 | 27 500 - 28 350 | TDD |
La 5G NR prend en charge l'agrégation de porteuses pour permettre au système de fournir la bande passante requise pour les transferts de données à très haut débit. La spécification permet d'agréger jusqu'à 16 porteuses composantes en utilisant diverses combinaisons d'agrégation de porteuses inter-bande et intra-bande.
La fonctionnalité peut être utilisée de manière intelligente pour surmonter certains des problèmes qui peuvent survenir non seulement avec une bande passante accrue, mais également pour surmonter les problèmes de perte de chemin accrue à des fréquences plus élevées.
En termes d'allocations ci-dessus, on verra que des liaisons montantes supplémentaires, SUL et des liaisons descendantes supplémentaires, SDL peuvent être utilisées.
Résumé des paramètres de la bande de fréquences 5G NR
Plusieurs paramètres différents sont spécifiés pour la couche physique 5G NR. Parfois, ceux-ci sont spécifiés différemment en fonction de la fréquence du signal 5G NR. Des aspects tels que le nombre de porteuses, l'espacement des sous-porteuses, le schéma de modulation et un certain nombre d'autres paramètres.
Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques des signaux et les différencie en fonction de leur utilisation sur la bande de fréquence 1, FR1 et la bande de fréquence 2, FR2.
| Paramètres 5G NR pour différentes bandes de fréquences | |||
|---|---|---|---|
| Paramètre 5G NR | FR1 | FR2 | |
| Options de bande passante par opérateur | 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 MHz | 50, 100, 200, 400 MHz | |
| Espacement des sous-porteuses | 15, 30, 60 kHz | 60, 120, 240 kHz | |
| Nombre maximum de sous-porteuses | 3300 (FFT 4096) | ||
| Agrégation des transporteurs | Jusqu'à 16 transporteurs | ||
| Schémas d'humeur | QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM, la liaison montante permet également π / 2-BPSK (uniquement pour DFT-s-OFDM). | ||
| Longueur de trame radio | 10 ms | ||
| Durée du sous-châssis | 1 ms | ||
| Mode duplex | FDD, TDD | TDD | |
| Schéma d'accès multiple | Liaison descendante: CP-OFDM Liaison montante: CP-OFDM; DFT-s-OFDM | ||
| Schéma MIMO | maximum de 2 mots de code mappés sur un maximum de 8 couches en liaison descendante et jusqu'à un maximum de 4 en liaison montante. | ||
Il est nécessaire de consulter les spécifications 3GPP pour connaître les détails exacts concernant les combinaisons de largeurs de bande de transmission, pour une bande de fréquence donnée un espacement de sous-porteuse pour FR1 et FR2.
Les attributions de bandes de fréquences pour la 5G NR sont fréquemment mises à jour au fur et à mesure que de nouvelles bandes sont disponibles dans différents pays. Bon nombre des allocations de communications mobiles 3G et 4G existantes seront réaffectées à la technologie sans fil 5G, mais cela se produira avec le temps à mesure que l'utilisation de la 5G augmentera.
Bien qu'il soit prévu que davantage de spectre de fréquences soit rendu disponible pour la technologie sans fil 5G au cours des prochaines années. Il est prévu que les services 3G seront supprimés en premier, souvent avant les services 3G, ce qui permettra d'utiliser la 2G pour certaines applications de signalisation et la 4G comme solution de secours par rapport à la 5G.
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