Wat zijn 5G-frequentiebanden?

5G mobiel netwerk is een integratie van meerdere innovatieve technologieën zoals het Internet-of-Things (IoT), multiple-input-multiple-output (MIMO), millimeter wave (mmWave), network virtual function (NFV), softer-defined network (SDN) en nog veel meer. 5G zal zorgen voor een supersnelle datasnelheid, hogere capaciteit en een grotere frequentieband om deze technologieën maximaal te laten presteren en in een mum van tijd te laten reageren op verzoeken van gebruikers. 5G-diensten zullen in eerste instantie worden uitgerold op de huidige 4G LTE (Long Term Evolution) netwerk, aangeduid als Non-Standalone (NSA) 5G. Het zal de verkeersruimte delen met 4G LTE door frequenties te gebruiken variërend in sub-6 GHz die 4G LTE ook gebruikt om diensten te leveren aan gebruikers.

Zodra de kernarchitectuur echter volledig is uitgerold, zal 5G het netwerk gebruiken voor alle operaties en diensten en wordt het Standalone (SA) 5G. In dit artikel geven we een gedetailleerd overzicht van wat de 5G-frequentiebanden zijn en welke technologieën erop zullen werken. Laten we beginnen:

Wat zijn 5G-frequentiebanden?

5G-frequenties maken deel uit van de radiospectrumband die de gegevens van de gebruiker van bron naar bestemming brengt. Met andere woorden, 5G-radiofrequenties bieden het medium voor de gegevens van de gebruiker om van de gebruikersapparatuur (UE) naar de geëvolueerde NodeB (eNB) of het basisstation (BS) naar de eindgebruiker te reizen.

In 5G zullen de hogere frequentiebanden vooral worden gebruikt in dichtbevolkte gebieden of binnentoepassingen voor commcommunicatiediensten op korte afstand. De lagere frequentiebanden zullen worden gebruikt voor buitentoepassingen in minder dichtbevolkte gebieden voor commcommunicatiediensten op lange afstand. Bij lagere frequenties worden gegevens met een lagere snelheid verzonden dan bij hogere frequenties, maar ze worden over langere afstanden verzonden. Met 5G-datasnelheden zullen gebruikers echter helemaal geen vertraging voelen in zowel commcommunicatie op korte als lange afstand.

4G LTE vs 5G-spectrum

Volgens 3GPPHet frequentiespectrum waarin 4G LTE-netwerken opereren varieert van 700 MHz tot 2,7 GHz. De theoretische piekdatasnelheden van LTE zijn 75 Mbps voor uplink-transmissie en 300 Mbps voor downlink-transmissie met ruimtelijke multiplexing, d.w.z. MIMO-antenne systeem.

De 5G-spectrumband is verdeeld in twee bereiken: Het eerste frequentiebereik loopt van 450 MHz tot 6 GHz, waarin ook de LTE-frequentieband is opgenomen. Dit bereik wordt Sub-6 GHz genoemd. Het tweede bereik, dat het mmWave-spectrum wordt genoemd, loopt van 24,25 GHz tot 52,6 GHz. De theoretische piekdatasnelheden van 5G zijn 20 Gbps voor downlink-transmissie en 10 Mbps voor uplink-transmissie voor een volledig uitgerold 5G-netwerk.

Mogelijke frequentiebanden voor 5G

5G zal een uitgebreid frequentiebereik hebben om een signaaldekking van hoge kwaliteit te bieden. Net als eerdere mobiele netwerken zal 5G ook Frequency Division Duplex (FDD) gebruiken voor lagere frequentiebanden en Time Division Duplex voor hogere frequentiebanden, specifiek boven 10 GHz. De hogere frequentiebanden zullen de lagere frequentiebanden aanvullen door meer systeemcapaciteit en grote bandbreedte te bieden voor het verwerken van veel dataverkeer in dichtbevolkte gebieden. De 5G-spectrumbanden zijn verdeeld in de volgende drie delen:

1. 5G-spectrum met lage bandbreedte

De laagfrequente band verwijst naar de spectrumband onder 1GHz. In 5G-netwerken zal deze spectrumband vooral worden gebruikt om grotere gebieden te dekken, maar met een tragere datasnelheid en latentie die echter beter zal zijn dan de 4G LTE-netwerken. De prestaties van 5G in de laagfrequente band zullen afhangen van de afstand tot de eNB. Bovendien kunnen laagfrequente signalen gemakkelijk doordringen in de muren van gebouwen of ramen, waardoor 5G cellulaire diensten levert.

2. 5G-middenbandspectrum

Het middenbandspectrum bestrijkt een frequentiebereik tussen 1 GHz en 6 GHz. Dit frequentiespectrum wordt als ideaal beschouwd voor 5G-diensten omdat het lange afstanden kan afleggen terwijl het een grote hoeveelheid gegevens kan dragen. Volgens de GSMAHet spectrum van 3,3 GHz tot 3,8 GHz is zeer aantrekkelijk voor 5G omdat veel landen het hebben toegewezen voor 5G-diensten.

Sommige landen gebruiken echter ook andere middenfrequentiebanden voor 5G, waaronder China en Japan die de frequentieband van 4,5 GHz tot 5 GHz overwegen voor 5G. In de VS en Canada implementeren de operators al 5G-diensten op 2,3 GHz en 2,5 GHz tot 2,6 GHz frequentiebanden.

3. 5G hoogfrequent spectrum boven 6 GHz

5G zal hogere datasnelheden bieden dan de vorige netwerkgeneraties, die zich in hogere frequentiebanden zullen bevinden, d.w.z. boven 6 GHz. Op dergelijke hogere banden zal mmWave-technologie werken in kleine cellen met directionele antennes die latentie en interferentie tot een zeer laag niveau zullen beperken.

Volgens de aanbeveling van de GSMA zouden de serviceproviders mmWave-technologie moeten inzetten in 26 GHz, 40 GHz, 50 GHz en 66 GHz voor het leveren van mobiele diensten. Sommige bedrijven overwegen echter ook het gebruik van 26 GHz en 28 GHz omdat deze al zeer geschikt zijn voor operators en omdat het aangrenzende banden zijn, zullen mobiele apparaten deze gemakkelijker kunnen ondersteunen.

De mmWave technologie biedt een zeer hoge gegevenssnelheid van 1 Gbps tot 3 Gbps of meer. Het dekt echter zeer kleine afstanden zoals minder dan een mijl en is ook onderhevig aan interferentie van bomen en gebouwen. Daarom is mmWave geschikt voor indoor diensten met een kort bereik.

Waarom is Spectrum nodig?

Spectrum is het belangrijkste element in elk communicatienetwerk omdat het operatoren in staat stelt netwerkdiensten op bepaalde spectrumbanden aan te bieden aan hun klanten. In 5G zal de band met het hoge spectrum je supersnelle snelheden bieden die nog nooit iemand heeft ervaren. De 5G-band met een laag spectrum zal echter grotere gebieden bestrijken en communicatie over lange afstanden mogelijk maken.

De operatoren zijn volop aan het concurreren om klanten hoogwaardige 5G-diensten aan te bieden door hun bestaande dekking uit te breiden, te profiteren van nieuwe technologieën en extra spectrum aan te kopen om het maximum te halen.

Conclusie

In dit artikel heb je geleerd wat 5G-frequentiebanden zijn en wat het verschil is tussen het operationele 4G LTE- en 5G-frequentiespectrum. Bovendien wordt er ook een gedetailleerd overzicht gegeven van mogelijke 5G-frequentiebanden die zijn onderverdeeld in drie delen: laagbandspectrum, middenbandspectrum en hoogbandspectrum. 5G-netwerk is een integratie van meerdere technologieën waarbij mensen getuige zullen zijn van cellulaire netwerken, Wi-Fi, IoT en machine-to-machine (M2M) die de mensen bedienen met hun innovatieve functies. Hoewel het in eerste instantie gebruik zal maken van 4G netwerk architectuur, maar zodra het volledig is uitgerold, zal het een revolutie teweegbrengen in elk aspect van het menselijk leven.