El 5G poco tiene que ver con las comunicaciones móviles clásicas tal y como las conocemos. A diferencia de tecnologías anteriores como 4G, no existe una red 5G uniforme. Es más que una evolución de la tecnología anterior; es un conjunto completo de nuevas redes para diferentes aplicaciones.
5G NR funciona de manera diferente que 4G
A medida que la demanda de frecuencias sigue creciendo, las agencias federales de comunicaciones (como la FCC en EE. UU.) están reasignando rangos de frecuencia libres o vacantes. Mediante el replanteamiento, se concede la licencia de funcionamiento a las frecuencias ya asignadas para 5G. Por tanto, los operadores de red son libres de decidir qué tecnología de comunicaciones móviles quieren utilizar.
La expiración de las frecuencias UMTS en la banda de 2 GHz a finales de 2020 y 2025 permitirá que estas frecuencias se asignen para 5G a partir de 2021 y hasta 2026 (60 MHz en total).
En todo el mundo existe la banda de 3,5 GHz no utilizada que dejó la tecnología WiMax. Como resultado, en 2022, el ancho de banda de 300 MHz estará disponible en la banda de 3,6 GHz y las frecuencias oscilarán entre 3,7 y 3,8 GHz.
El NR utiliza el rango mmWave (ondas milimétricas) y comienza en 24 GHz y se extiende hasta 52,6 GHz. Posiblemente en el futuro también se añadirán piezas del rango de 64 a 86 GHz.
Pero la mayoría de las frecuencias previstas para 5G (3,5 GHz, 26 GHz y superiores) sólo son adecuadas para un alcance corto debido a las condiciones físicas de propagación de las señales de radio. Sin embargo, estos rangos de frecuencia tienen un alto potencial de ancho de banda. Las estaciones base de baja potencia, llamadas femtocélulas, se pueden utilizar para operar puntos de acceso de radio móviles con velocidades de datos muy altas. Esto significa que se necesitan más estaciones base. Por lo tanto, es posible que en algún momento las farolas proporcionen no sólo luz sino también acceso a Internet Gigabit móvil al albergar estaciones base para femtocélulas.
Nuevas funciones 5G y en qué se diferencian del 4G LTE actual
Para comprender la razón por la que 5G puede ofrecer velocidades de datos mucho más altas que la tecnología 4G actual, podría resultar útil observar primero el teorema de Shannon-Hartley:
C = M * B log2(1 + S/N)
C es la capacidad del canal en bit/segundo
M es el número de canales
B es el ancho de banda de cada canal
S/N es la relación señal-ruido
En realidad es intuitivo basado en el teorema de que para tener una mayor capacidad de canal se deben realizar mejoras para ajustar el sistema M, B y S/N. El 5G, que evoluciona del 4G, implementa en su arquitectura algunas técnicas conocidas y existentes desde hace tiempo para mejorar la capacidad de su canal:
Agregación de portadoras (CA) > Mayor ancho de banda (B)
Arquitectura de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) > aumentar el número de canales (M)
Asignación de nuevas bandas de frecuencia > Mayor ancho de banda (B)
Adoptar de forma adaptativa esquemas de modulación de orden superior > S/N y B
En comparación con 4G, 5G lleva el mismo conjunto de técnicas al siguiente nivel de capacidad y complejidad. Esto inevitablemente lleva el diseño de antenas para dispositivos 5G al siguiente nivel para satisfacer los requisitos cada vez mayores de mayor ancho de banda, más bandas de frecuencia y mejor inmunidad a las interferencias.
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