5G NR

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

تقنية الجيل الخامس الجديدة ( 5G NR ) [ 1 ] هي تقنية وصول لاسلكي (RAT) طُوِّرت من قِبَل مشروع شراكة الجيل الثالث ( 3GPP ) لشبكات الجيل الخامس ( 5G ). [ 1 ] صُمِّمت لتكون المعيار العالمي للواجهة الهوائية لشبكات الجيل الخامس. [ 2 ] وهي تعتمد على تقنية التضمين بتقسيم التردد المتعامد (OFDM)، كما هو الحال في معيار الجيل الرابع ( 4G ) للتطور طويل الأمد ( LTE ).

توفر سلسلة مواصفات 3GPP 38 [ 3 ] التفاصيل الفنية وراء 5G NR، خليفة LTE.

بدأت دراسة تقنية الجيل الخامس NR ضمن مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) في عام 2015، وتم نشر أول مواصفات لها بنهاية عام 2017. وبينما كانت عملية توحيد المعايير في مشروع شراكة الجيل الثالث جارية، كان القطاع قد بدأ بالفعل جهوده لتطبيق بنية تحتية متوافقة مع مسودة المعيار، حيث تم إطلاق أول خدمة تجارية واسعة النطاق لتقنية الجيل الخامس NR في نهاية عام 2018. ومنذ عام 2019، قام العديد من مشغلي الشبكات بنشر شبكات الجيل الخامس NR، وقام مصنعو الهواتف المحمولة بتطوير هواتف تدعم هذه التقنية. [ 4 ]

مؤشر إشارة 5G NR على  هواتف سامسونج جالاكسي الذكية

نطاقات التردد

يمكن توصيل راديو الجيل الخامس بدون كابل ( RRH ) مع MIMO 2x2 وطاقة RF 2x20W وواجهة ألياف CPRI بـ 5G gNodeB أو gNB والتي يمكن أن تكون على شكل خادم x86 [ 5 ].

تستخدم تقنية الجيل الخامس NR نطاقات تردد في نطاقين تردديين واسعين:

  1. نطاق التردد 1 (FR1)، للنطاقات ضمن 410  ميجاهرتز - 7125  ميجاهرتز
  2. نطاق التردد 2 (FR2)، للنطاقات ضمن 24250  ميجاهرتز - 71000  ميجاهرتز

gNodeB

يشير مصطلح gNodeB أو gNb (الجيل التالي من العقدة B ) إلى محطة قاعدة لشبكات الجيل الخامس (5G ). تقوم هذه المحطة بإرسال واستقبال البيانات اللاسلكية من وإلى أجهزة المستخدمين. وتُسمى منطقة تغطيتها بالخلية. وقد تكون محطة gNodeB برجًا.

يتم إنشاء محطة gNodeB "غير المستقلة" (NSA) على محطة قاعدة LTE (4G) موجودة (eNodeB أو eNB).

عمليات نشر الشبكات

كانت شركة Ooredoo أول شركة اتصالات تطلق شبكة 5G NR تجارية، في مايو 2018 في قطر . وقد حذت شركات اتصالات أخرى حول العالم حذوها.

تطوير

في عام 2018، نشرت منظمة 3GPP الإصدار 15 ، الذي يتضمن ما يُعرف بـ"المرحلة الأولى" من معايير الجيل الخامس NR. أما الإصدار 16، الذي سيمثل "المرحلة الثانية من الجيل الخامس"، فقد حُدد تاريخ تجميده في مارس 2020 وتاريخ اكتماله في يونيو 2020. [ 6 ] وكان من المقرر أصلاً إطلاق الإصدار 17 في سبتمبر 2021. [ 7 ] ولكن بسبب جائحة كوفيد-19 ، أُعيد جدولة إطلاقه إلى يونيو 2022. [ 8 ]

بدأ العمل على الإصدار 18 في منظمة 3GPP. يُشار إلى الإصدار 18 باسم "NR Advanced"، مما يُمثل علامة فارقة أخرى في أنظمة الاتصالات اللاسلكية. سيشمل NR Advanced ميزات مثل الواقع الممتد (XR)، ودراسات الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي، وتحسينات التنقل. يُعد التنقل جوهر تقنية 3GPP، وقد تم التعامل معه حتى الآن على مستوى الطبقة الثالثة (RRC). أما الآن، في الإصدار 18، فيتمثل العمل على التنقل في إدخال التنقل المُفعّل على مستوى الطبقات الأدنى.

أنماط النشر

ستعتمد عمليات إطلاق شبكات الجيل الخامس NR الأولية على البنية التحتية الحالية لشبكات LTE في وضع غير مستقل (NSA)، قبل اكتمال تطوير وضع التشغيل المستقل (SA) مع شبكة الجيل الخامس الأساسية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن مشاركة الطيف الترددي ديناميكيًا بين شبكات LTE وشبكات الجيل الخامس NR.

مشاركة الطيف الديناميكية

لتحسين استخدام الأصول الحالية، قد تختار شركات الاتصالات مشاركة الطيف الترددي ديناميكيًا بين شبكتي LTE و5G NR. يتم توزيع الطيف الترددي بمرور الوقت بين كلا الجيلين من شبكات الهاتف المحمول بناءً على طلب المستخدم، مع الاستمرار في استخدام شبكة LTE لوظائف التحكم. يمكن تطبيق مشاركة الطيف الديناميكية (DSS) على معدات LTE الحالية طالما أنها متوافقة مع 5G NR. يكفي أن يكون جهاز 5G NR متوافقًا مع DSS. [ 9 ]

الوضع غير المستقل

يشير نمط 5G NR غير المستقل (NSA) إلى خيار نشر 5G NR الذي يعتمد على مستوى التحكم في شبكة LTE الحالية لوظائف التحكم، بينما يركز 5G NR بشكل حصري على مستوى المستخدم. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] يُقال إن هذا يُسرّع من تبني تقنية 5G، إلا أن بعض المشغلين والموردين انتقدوا إعطاء الأولوية لإدخال 5G NR NSA بحجة أنه قد يعيق تطبيق نمط الشبكة المستقل. [ 13 ] [ 14 ] يستخدم هذا النمط نفس الشبكة الأساسية لشبكة 4G، ولكن مع معدات راديو مُطوّرة. [ 15 ] [ 16 ]

الوضع المستقل

يشير وضع التشغيل المستقل (SA) لشبكات الجيل الخامس NR إلى استخدام خلايا الجيل الخامس لكلٍ من الإشارات ونقل المعلومات، [ 10 ] أي شبكة الجيل الخامس بدون أي بنية تحتية قديمة للجيل الرابع. [ 17 ] وهو يتضمن بنية 5G Packet Core الجديدة بدلاً من الاعتماد على بنية 4G Evolved Packet Core ، [ 18 ] [ 19 ] مما يسمح بنشر الجيل الخامس بدون شبكة LTE. [ 20 ] ومن المتوقع أن يكون أقل تكلفة، وأكثر كفاءة، وأن يُسهم في تطوير حالات استخدام جديدة. [ 13 ] [ 21 ] ومع ذلك، قد يشهد النشر الأولي سرعة أبطأ من الشبكة الحالية بسبب تخصيص الطيف الترددي. [ 22 ] ويستخدم شبكة أساسية جديدة مخصصة للجيل الخامس. [ 15 ]

علم الأعداد (تباعد الموجات الحاملة الفرعية)

يدعم الجيل الخامس NR سبعة مسافات بين الموجات الحاملة الفرعية:

تباعد الموجات الفرعية (كيلوهرتز)مدة الفاصل الزمني (مللي ثانية)نطاقات الترددملحوظات
151FR1نفس تقنية LTE
300.5FR1
600.25FR1 و FR2يمكن استخدام كل من البادئة الدورية العادية (CP) والبادئة الدورية الممتدة مع  تباعد الموجات الحاملة الفرعية 60 كيلو هرتز
1200.125FR2
2400.0625FR2هذا ممكن فقط لأغراض البحث والقياس، باستخدام وحدة إشارة التزامن (SSB).
4800.03125FR2
9600.01565FR2

يتناسب طول البادئة الدورية عكسيًا مع تباعد الموجات الحاملة الفرعية . يبلغ طولها 4.7  ميكروثانية عند تردد 15  كيلوهرتز، و4.7 / 16 = 0.29  ميكروثانية عند  تردد 240 كيلوهرتز. إضافةً إلى ذلك، يسمح تباعد الموجات الحاملة الفرعية الأكبر بتقليل زمن الاستجابة وزيادة دعم نطاقات الترددات العالية، وهو أمر ضروري لتطبيقات الاتصالات فائقة الموثوقية ومنخفضة زمن الاستجابة (URLLC) وتطبيقات النطاق العريض المحسن للهواتف المحمولة (eMBB) في شبكات الجيل الخامس.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 "ما هي تقنية الجيل الخامس للراديو (5G)؟" . 5g.co.uk .
  2. ↑ "جعل تقنية الجيل الخامس للراديو الجديد (NR) حقيقة واقعة - المعيار العالمي للجيل الخامس - جمعية الاتصالات IEEE" . comsoc.org .
  3. ↑ "سلسلة مواصفات 3GPP: السلسلة 38" . www.3gpp.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31-10-2018 .
  4. ↑ "الصورة المختلطة لتقنية الجيل الخامس في أوروبا" . العضوية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2023 .
  5. ↑ زيمرمان، ألفريد؛ هاوليت، روبرت جيه؛ جاين، لاخمي سي. (29 مايو 2020). الأنظمة الذكية المتمحورة حول الإنسان: وقائع مؤتمر KES-HCIS 2020. سبرينغر. ISBN 978-981-15-5784-2.
  6. ↑ "الإصدار 16" . 3GPP . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-01-06 .
  7. ↑ "الإصدار 17" . 3GPP . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-01-06 .
  8. ↑ "تم الاتفاق على الجدول الزمني للإصدار 17" . 3GPP .
  9. ↑ "مشاركة الطيف من أجل نشر سريع وسلس لشبكات الجيل الخامس" . إريكسون . 18 مارس 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أبريل 2020 .
  10. 1 2 "سيناريوهات أو أنماط نشر شبكات الجيل الخامس NR - NSA، SA، متجانس، غير متجانس" . rfwireless-world.com .
  11. ↑ جونكو يوشيدا (3 مارس 2017). "ما الذي يقف وراء تقنية الجيل الخامس 'غير المستقلة'؟" . Eetimes.com . تاريخ الاسترجاع: 13 نوفمبر 2018 .
  12. ↑ "شبكة الجيل الخامس NSA تُقدّم مستقبل اتصال إنترنت الأشياء" . تيلينور إنترنت الأشياء . 28 مايو 2024. تاريخ الاطلاع: 19 سبتمبر 2025 .
  13. 1 2 تيرال، ستيفان (30 يناير 2019). "أفضل بنية لشبكات الجيل الخامس" (ملف PDF) . شركة ZTE . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2 فبراير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 فبراير 2019 .
  14. ↑ "3GPP يوافق على خطط لتسريع إطلاق 5G NR - Light Reading" .
  15. 1 2 "شبكات الجيل الخامس المستقلة مقابل شبكات الجيل الخامس غير المستقلة" . أخبار آر سي آر اللاسلكية . 7 سبتمبر 2021. تاريخ الاسترجاع: 4 أبريل 2024 .
  16. ↑ "الجيل الخامس المستقل مقابل الجيل الخامس غير المستقل: ما هي فوائد ذلك لمشغلي الشبكات؟" . أخبار آر سي آر اللاسلكية . 4 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أبريل 2024 .
  17. ↑ روجرسون، جيمس (9 يوليو 2025). " الصوت عبر شبكة الجيل الخامس المستقلة (VoNR) - ما هو وكيفية الحصول عليه" . 5G.co.uk.
  18. ↑ "مستقل أم غير مستقل؟ تجارب الجيل الخامس ستساعد شركة أورانج على اتخاذ القرار - قراءة خفيفة" .
  19. ↑ "نظرة عامة على حلول الجيل الخامس غير المستقلة" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 15 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 فبراير 2019 .
  20. ↑ "تحديد NG Core لشبكات الجيل الخامس - قراءة خفيفة" .
  21. ↑ "الجيل الخامس: ما الفرق بين الشبكات المستقلة (SA) والشبكات غير المستقلة (NSA)؟" . ميديا ​​تيك . ١٢ نوفمبر ٢٠١٨. مؤرشف من الأصل في ١٠ أكتوبر ٢٠٢٤.
  22. ↑ ما هي تكلفة 5G في SA؟