Loading article…
5G NR ( 5G New Radio ) [ 1 ]は、第 3 世代パートナーシップ プロジェクト ( 3GPP )が5G (第 5 世代) モバイル ネットワーク向けに開発した無線アクセス技術(RAT) です。 [ 1 ]これは、5G ネットワークの無線インターフェースのグローバル スタンダードとなるように設計されました。[ 2 ] 4G (第 4 世代) ロングターム エボリューション ( LTE ) 規格と同様に、直交周波数分割多重(OFDM)に基づいています。
3GPP仕様38シリーズ[ 3 ]は、LTEの後継である5G NRの技術的な詳細を規定している。
3GPPにおける5G NRの研究は2015年に始まり、最初の仕様は2017年末までに公開されました。3GPPの標準化プロセスが進行中である間に、業界はすでにドラフト標準に準拠したインフラストラクチャの実装に着手しており、5G NRの最初の大規模な商用展開は2018年末に行われました。2019年以降、多くの通信事業者が5G NRネットワークを展開し、携帯電話メーカーは5G NR対応の携帯電話を開発しています。[ 4 ]
5G NRは、2つの広範な周波数帯域を使用します。
gNodeBまたはgNb（次世代ノードB）とは、5G基地局のことです。ユーザー機器との間で無線データの送受信を行います。そのサービスエリアはセルと呼ばれます。gNodeBはタワー型の場合もあります。
「非スタンドアロン型」（NSA）gNodeBは、既存のLTE（4G）基地局（eNodeBまたはeNB）上に構築されます。
Ooredooは、2018年5月にカタールで商用5G NRネットワークを最初に開始した通信事業者です。世界中の他の通信事業者もそれに続いています。
2018年に3GPPはリリース15を公開し、これには5G NRの「フェーズ1」標準化とされるものが含まれています。リリース16は「5Gフェーズ2」となり、2020年3月の凍結日と2020年6月の完了日を予定しています。[ 6 ]リリース17は当初2021年9月にリリースされる予定でしたが、 COVID-19パンデミックのため、2022年6月に延期されました。[ 7 ]
3GPPではリリース18の開発作業が開始されました。リリース18は「NR Advanced」と呼ばれ、無線通信システムの新たなマイルストーンとなります。NR Advancedには、拡張現実（XR）、AI/ML研究、モビリティ機能の強化などが含まれます。モビリティは3GPP技術の中核を成すものであり、これまでレイヤ3（RRC）で処理されてきましたが、リリース18では下位レイヤでトリガーされるモビリティを導入する作業が進められています。
5G NRの初期展開は、5Gコアネットワークによるスタンドアロン（SA）モードの成熟に先立ち、既存のLTEインフラストラクチャを非スタンドアロン（NSA）モードで利用することになるでしょう。さらに、周波数帯域はLTEと5G NR間で動的に共有することが可能です。
既存の資産をより有効活用するために、通信事業者はLTEと5G NR間で動的に共有することを選択する場合があります。スペクトルは、ユーザーの需要に応じて、両世代のモバイルネットワーク間で時間とともに多重化されますが、制御機能には引き続きLTEネットワークが使用されます。動的スペクトル共有（DSS）は、5G NRと互換性がある限り、既存のLTE機器に展開できます。DSSと互換性がある必要があるのは、5G NR端末のみです。[ 9 ]
5G NR の非スタンドアロン (NSA) モードは、制御機能のために既存の LTE ネットワークの制御プレーンに依存する 5G NR 展開オプションを指し、5G NR はユーザー プレーンにのみ焦点を当てています。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]これは 5G の導入を加速すると報告されていますが、一部のオペレーターやベンダーは、ネットワークのスタンドアロン モードの実装を妨げる可能性があるという理由で、5G NR NSA の導入を優先することに批判的でした。[ 13 ] [ 14 ] 4G ネットワークと同じコア ネットワークを使用しますが、無線機器がアップグレードされています。[ 15 ] [ 16 ]
5G NR のスタンドアロン (SA) モードは、信号伝送と情報伝送の両方に 5G セルを使用することを指し、[ 10 ]基本的に、従来の 4G インフラストラクチャのない 5G ネットワークです。[ 17 ] 4G Evolved Packet Coreに依存する代わりに、新しい5G Packet Coreアーキテクチャが含まれており、[ 18 ] [ 19 ] LTE ネットワークなしで 5G を展開できます。[ 20 ]コストが低く、効率が良く、新しいユース ケースの開発に役立つと期待されています。[ 13 ] [ 21 ]ただし、スペクトルの割り当てにより、初期展開では既存のネットワークよりも速度が遅くなる可能性があります。[ 22 ] 5G 専用の新しいコア ネットワークを使用します。[ 15 ]
5G NRは7つのサブキャリア間隔をサポートしています。
サイクリックプレフィックスの長さは、サブキャリア間隔に反比例します。15 kHz の場合、4.7 μs であり 、 240 kHz のサブキャリア間隔では 4.7 / 16 = 0.29 μs となります。さらに、サブキャリア間隔を広くすることで、レイテンシを低減し、高周波帯域のサポートを強化できます。これは、5G における超高信頼低遅延通信 (URLLC) および拡張モバイルブロードバンド (eMBB) アプリケーションに不可欠です。