نسل پنجم شبکه موبایل (5G)

معماری Cloud-Native، Massive MIMO و تحول در طراحی شبکه

1️⃣ شروع رسمی 5G – چه زمانی و کجا؟

استانداردسازی توسط 3GPP Release 15 (سال 2018)

اولین راه‌اندازی تجاری گسترده:

• سال 2019

• کشور: کره جنوبی

• اپراتورها: SK Telecom ، KT ، LG U+

همزمان در آمریکا توسط Verizon نیز سرویس Fixed Wireless 5G ارائه شد.

2️⃣ سه سناریوی اصلی 5G (IMT-2020)

ITU سه Use Case تعریف کرد:

🔹 eMBB (enhanced Mobile Broadband)

افزایش شدید سرعت و ظرفیت دیتا

🔹 URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication)

Latency کمتر از 1ms (در سناریوهای خاص)

🔹 mMTC (massive Machine Type Communication)

پشتیبانی از 1 میلیون دستگاه در هر km²

3️⃣ معماری رادیویی – 5G NR

استاندارد رادیویی: 5G NR (New Radio)

3.1 طیف فرکانسی

5G در دو محدوده اصلی کار می‌کند:

FR1 (Sub-6 GHz)

• 410 MHz تا 7.125 GHz

• پوشش بهتر

• ظرفیت متوسط

FR2 (mmWave)

• 24 GHz تا حدود 52 GHz

• ظرفیت بسیار بالا

• برد کوتاه

• حساس به انسداد

3.2 ساختار Numerology انعطاف‌پذیر

برخلاف LTE که SCS ثابت 15kHz داشت، در 5G داریم:

• 15 kHz

• 30 kHz

• 60 kHz

• 120 kHz

• 240 kHz (mmWave)

افزایش SCS → کاهش Slot Duration → کاهش Latency

3.3 Massive MIMO

در 5G تعداد آنتن‌ها به ده‌ها یا حتی صدها المان می‌رسد:

• 64T64R

• 128T128R

هدف:

• Spatial Multiplexing بالا

• Beamforming دیجیتال

• افزایش SINR

• بهبود Spectral Efficiency

3.4 Beamforming

در mmWave ضروری است.

دو نوع:

• Analog Beamforming

• Digital Beamforming

• Hybrid Beamforming

با استفاده از CSI-RS جهت کاربر شناسایی و Beam هدایت می‌شود.