{"id":2952,"date":"2017-10-26T22:10:55","date_gmt":"2017-10-26T22:10:55","guid":{"rendered":"http:\/\/comunicaciondigital.utp.ac.pa\/5G\/?p=2952"},"modified":"2017-12-13T15:46:42","modified_gmt":"2017-12-13T15:46:42","slug":"new-radio-la-interface-radio-5g","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/comunicaciondigital.utp.ac.pa\/5G\/new-radio-la-interface-radio-5g\/","title":{"rendered":"New Radio:<\/em> La interface radio de 5G"},"content":{"rendered":"

La nueva interfaz celular de 5G se conoce por ahora como New Radio<\/em> (NR) y es una tecnolog\u00eda que est\u00e1 siendo dise\u00f1ada y estandarizada por el 3GPP. Esta tecnolog\u00eda evidentemente ser\u00e1 sometida como tecnolog\u00eda candidata para ITU IMT-2020, es decir que cumple con los requerimientos de 5G. A lo largo de las entregas anteriores de este blog hemos revisado muchos aspectos relacionados a 5G, desde los casos de uso, los requerimientos t\u00e9cnicos, el espectro, la asignaci\u00f3n de frecuencias para 5G, y por supuesto, las tecnolog\u00edas y componentes t\u00e9cnicos necesarios. Adem\u00e1s hemos descrito algunos paradigmas y factores externos que han acentuado la necesidad de tener una nueva generaci\u00f3n de comunicaciones m\u00f3viles. Entre estos, la Internet de las cosas (IoT), la Internet t\u00e1ctil<\/em>, el posible impacto de las bien llamadas verticals<\/em> (diversas industrias y sectores de la econom\u00eda), el Big Data<\/em>, la tendencia a la virtualizaci\u00f3n y a lo software-defined<\/em>, los avances en el campo de la inteligencia artificial, y por supuesto, el crecimiento exponencial de las comunicaciones m\u00f3viles a nivel mundial, solo por mencionar algunos.<\/p>\n

Al momento de la publicaci\u00f3n de este art\u00edculo, New Radio<\/em> (NR) [NR-WI]<\/strong> se encuentra en la fase final de su primera versi\u00f3n, la especificaci\u00f3n base sobre la cual 5G continuar\u00e1 evolucionando y que es parte de la Release<\/em> 15 del 3GPP. Esta versi\u00f3n es conocida como Non-Standalone<\/em> (NSA) debido a que ha de funcionar utilizando la red Core<\/em> (red de transporte y diversas infraestructuras) de LTE.<\/p>\n

En esta entrega, primera de esta segunda etapa de nuestro blog, revisamos y analizamos lo siguiente:<\/p>\n

    \n
  1. Algunas pruebas de campo (trials<\/em>) de tecnolog\u00edas 5G que se han realizado recientemente.<\/li>\n
  2. Un vistazo a las actividades que se est\u00e1n realizando y programando dentro del 3GPP y a los tiempos y cronogramas reales que se est\u00e1n manejando en este momento.<\/li>\n
  3. Las principales caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas de NR. \u00bfQu\u00e9 es nuevo y qu\u00e9 no es nuevo? \u00bfCu\u00e1nto hay de evoluci\u00f3n y cu\u00e1nto hay de revoluci\u00f3n? Al final cuales son las t\u00e9cnicas que se van a estandarizar y qu\u00e9 se qued\u00f3 en el camino. Esta discusi\u00f3n, no obstante, ser\u00e1 a alto nivel y de modo muy descriptivo.<\/li>\n<\/ol>\n

    De este modo, comenzamos a mirar mucho m\u00e1s de cerca la tecnolog\u00eda que realmente tendremos muy pronto en nuestros bolsillos (y nunca mejor dicho).<\/p>\n

    Puesta en escena de tecnolog\u00edas 5G-like.<\/em><\/h2>\n

    Como se ha mencionado en entregas anteriores, las iniciativas de investigaci\u00f3n privada e independiente son un elemento importante dentro del ciclo de estandarizaci\u00f3n. Estas actividades no solo permiten mirar las nuevas tecnolog\u00edas y conceptos a trav\u00e9s de la lupa de la implementaci\u00f3n, sino que adem\u00e1s, a trav\u00e9s de los resultados obtenidos, permiten a las compa\u00f1\u00edas maximizar su influencia en entornos como el 3GPP [5GFT, 3DMIMOFT, fOFDM, ECFT]<\/strong>. En los \u00faltimos a\u00f1os, se ha realizado un gran n\u00famero de este tipo de ensayos, desde pruebas de concepto (concept-proof<\/em>) tan peque\u00f1as como un grupo de investigaci\u00f3n en una determinada universidad, hasta los llamados Specialized Industry Interest Groups<\/em> (SIGs) que son esfuerzos a una escala mucho mayor usualmente involucrando grandes empresas y operadores, y con un impacto mucho mayor (no exento de pol\u00e9micas, todo sea dicho) dentro de la estandarizaci\u00f3n. He aqu\u00ed la descripci\u00f3n de algunas:<\/p>\n

      \n
    • En diciembre 2016, Ericsson implementa el primer sistema de pruebas 5G end-to-end<\/em>. Este fue un desarrollo en conjunto con SK Korea. El sistema hace uso de Cloud Core<\/em>, Virtual<\/em> RAN e interacci\u00f3n (interworking<\/em>) NR\/LTE over-the-air<\/em> (una prueba similar se realiz\u00f3 en conjunto con Telef\u00f3nica incluyendo el uso de Cloud<\/em> RAN). En la demostraci\u00f3n fueron logradas tasas de transmisi\u00f3n end-to-end<\/em> superiores a 1 Gbps y latencias de ida-y-vuelta del orden de 4 milisegundos. La implementaci\u00f3n utiliz\u00f3 un ancho de banda de 800 MHz en la banda de 15 GHz.<\/li>\n
    • KT (anteriormente conocida como Korea Telecom) ha organizado un grupo de inter\u00e9s especial 5G (KT 5G-SIG) para realizar la primera prueba de servicio 5G en los Juegos Ol\u00edmpicos de Invierno en 2018. Este consorcio, que incluye a Ericsson, desarroll\u00f3 la primera capa f\u00edsica com\u00fan para 5G en marzo de 2016 y complet\u00f3 su especificaci\u00f3n 5G-like<\/em> completa, incluyendo L2 y L3, en junio de 2016. Entre los componentes tecnol\u00f3gicos utilizados en KT 5G-SIG tenemos ultrawide mmWave<\/em>, beamforming<\/em>, lean design<\/em> (para minimizar el overhead<\/em> de la informaci\u00f3n control), estructuras auto-contenidas (para disminuir latencia), TDD din\u00e1mico (para repartir los recursos de radio en tiempo entre uplink<\/em> y downlink<\/em> de manera adaptada y flexible) e interacci\u00f3n (interworking<\/em>) entre \u00a05G y LTE.<\/li>\n
    • En febrero 2017, Huawei complet\u00f3 pruebas de campo en terminales 5G operando con anchos de banda de 200 MHz en la banda de 3.5 GHz. El terminal prototipo 5G es alimentado por bater\u00eda y est\u00e1 configurado con una multiantena miniatura. Este terminal soporta banda-base definida por software<\/em> y puede alcanzar tasas de transmisi\u00f3n de hasta 5 Gbps (en downlink<\/em>).<\/li>\n
    • Nokia y el operador japon\u00e9s KDDI han realizado pruebas 5G en una ambiente residencial densamente poblado. La prueba se realiz\u00f3 entre dos edificios a 100m de distancia logrando tasas de transmisi\u00f3n de 1 Gbps en la banda de 28 GHz, demostrando as\u00ed c\u00f3mo la tecnolog\u00eda 5G puede ser usada en bloques de apartamentos en ambientes metropolitanos altamente poblados. La tecnolog\u00eda usada en la prueba inclu\u00eda la estaci\u00f3n base AirScale<\/em> de Nokia, parte de la primera soluci\u00f3n 5G end-to-end<\/em> de esta empresa. El AirFrame<\/em> de Nokia adem\u00e1s ofrece una plataforma comercial que soporta cloud<\/em> RAN.<\/li>\n<\/ul>\n

      Como veremos a continuaci\u00f3n, muchos de los elementos y tecnolog\u00edas probadas en los 5G trials<\/em> anteriores, ser\u00e1n parte importante de NR, y como ya dijimos, han aportado experiencia muy valiosa para el dise\u00f1o del est\u00e1ndar en el 3GPP.<\/p>\n

      Tiempos y prioridades en el 3GPP.<\/h2>\n

      Con respecto al trabajo actual dentro del 3GPP, y basado en los acuerdos de la \u00faltima plenaria (RAN#77) del Technical Specification Group<\/em> (TSG) Radio Access Network<\/em> (RAN) que se realiz\u00f3 el pasado Septiembre de 2017 en Sapporo, Jap\u00f3n, los esfuerzos ser\u00e1n concentrados en terminar para finales de 2017 la especificaci\u00f3n de la capa f\u00edsica (L1) de la Release<\/em> 15 teniendo como objetivo principal servicios eMBB. Para ser m\u00e1s preciso, la Stage<\/em> 3 completa: definici\u00f3n de las funcionalidades, protocolos y se\u00f1alizaci\u00f3n en las interfaces f\u00edsicas entre los elementos de red. Esto como se mencion\u00f3, corresponde a lo necesario para tener la funcionalidad Non-Stand Alone<\/em> (NSA). NSA esencialmente consiste en que se puede tener un acceso radio 5G funcional, pero necesariamente conectado a un core network<\/em> LTE. Los miembros de 3GPP decidieron tomar este camino para hacer accesible la tecnolog\u00eda de radio lo antes posible, permitiendo las implementaciones comerciales tempranas sin tener que esperar que todos los aspectos a ser estandarizados hayan sido completados (por ejemplo, la movilidad). Luego, el siguiente objetivo es tener la funcionalidad Standalone<\/em> (SA) completa para junio de 2018, como se puede ver en la Figura 1. Debe notarse de este modo que los otros 2 grandes tipos de servicios que hemos discutido en entregas anteriores (URLLC y mMTC) han sido de alguna forma relegados, dando prioridad a eMBB. Fundamentalmente, la raz\u00f3n es que las continuas evoluciones de LTE (con menci\u00f3n de honor para NB-IoT) ya permiten un soporte aceptable de este tipo de casos de uso.<\/p>\n

      \"\"<\/p>\n

      Figura 1. Plan de trabajo para 5G NR: objetivo eMBB.<\/small><\/p>\n

      De este modo, actualmente todos los esfuerzos se est\u00e1n concentrando en cerrar las grandes \u00e1reas de trabajo que se detallan a continuaci\u00f3n, algunas de las cuales iremos revisando m\u00e1s a detalle en posteriores entregas de este blog.<\/p>\n

        \n
      • Duplexado en la interfaz aire<\/strong> que incluye TDD din\u00e1mico, y las funcionalidades y mecanismos para HARQ y scheduling<\/em>. Adem\u00e1s TDD semi-est\u00e1tico, y FDD full-duplex<\/em>.<\/li>\n
      • Acceso inicial y movilidad<\/strong>. Que incluye la definici\u00f3n de las se\u00f1ales de sincronizaci\u00f3n, gesti\u00f3n de haces (beam management)<\/em><\/em> b\u00e1sica, dise\u00f1o del canal de acceso aleatorio, Manejo de recursos de radio (Radio Resource Management<\/em> – <\/em><\/em>RRM), Monitoreo del enlace de radio (Radio Link Monitoring<\/em> – <\/em><\/em>RLM), <\/em><\/em>distribuci\u00f3n de informaci\u00f3n del sistema (que en NR es mayoritariamente transmitida de forma dedicada a los usuarios con una m\u00ednima parte de informaci\u00f3n transmitida en modo broadcast<\/em><\/em><\/em>), y b\u00fasqueda (Paging<\/em><\/em><\/em>). Dado que en NR, se pretende contar con un framework<\/em> <\/em><\/em>\u00fanico para los distintos tipos de servicios, el mismo debe ser altamente flexible, vers\u00e1til, pero sobre todo ajustable par que cumpla con los Indicadores de rendimiento (Key Performance Indicators<\/em> <\/em><\/em>-KPIs) de cada servicio y\/o aplicaci\u00f3n.<\/li>\n
      • MIMO<\/strong>. El empleo de m\u00faltiples antenas transmisi\u00f3n y recepci\u00f3n es ya una constante desde las primeras versiones de LTE, aunque en continua evoluci\u00f3n y para NR los objetivos previstos son la facilitaci\u00f3n del uso de un n\u00famero masivo de antenas y el incremento de usuarios concurrentes utilizando MIMO. El soporte de MIMO est\u00e1 relacionado a los siguientes aspectos, entre otros:\n
          \n
        • Dise\u00f1o de las se\u00f1ales de referencia y los mecanismos de mapeo de las mismas a los diferentes puertos (abstracci\u00f3n para las antenas dentro de 3GPP) y recursos en la interfaz radio. Entre las se\u00f1ales de referencia (Reference Signals<\/em> – RS) que se tiene en NR se pueden destacar las DeModulation<\/em> RS (DM-RS), Channel State Information<\/em> RS (CSI-RS), Sounding<\/em> RS (SRS), y Phase Tracking<\/em> RS (PT-RS).<\/li>\n
        • La adquisici\u00f3n y reporte de la informaci\u00f3n del estado del canal (Channel State Information –<\/em> CSI). Esto es importante adem\u00e1s para funciones de adaptaci\u00f3n de enlace (Link Adaptation<\/em>). Muy asociado a estas funciones est\u00e1n las muy importantes CSI-RS.<\/li>\n
        • Gesti\u00f3n de haces (Beam management<\/em>). La Medici\u00f3n, recuperacion de perdida, y reportes a las capas de control. Como hemos dicho, NR funcionar\u00e1 en bandas de alta frecuencia, y en este contexto beam management<\/em> es un elemento fundamental desde la perspectiva de movilidad, cobertura, capacidad, calidad de servicio y experiencia de los usuarios.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
        • Transmisi\u00f3n y recepci\u00f3n<\/strong>. En NR se considera primordial la transmisi\u00f3n y recepci\u00f3n desde diferentes Transmission Reception<\/em> Points<\/em> (TRP), paneles de antenas, y el correspondiente soporte para conformaci\u00f3n de haz (beamforming<\/em>).<\/li>\n
        • Modulaci\u00f3n y codificaci\u00f3n de canal<\/strong>. Como novedad, en NR se tiene la utilizaci\u00f3n de Low Density Parity Check<\/em> (LDPC) para los canales de datos y Polar Codes<\/em> para los canales de control. Las caracter\u00edsticas de estos esquemas de codificaci\u00f3n de canal tienen impacto directo en el dise\u00f1o la capa f\u00edsica y de ciertos protocolos de capas superiores.<\/li>\n
        • Control de potencia<\/strong>. El control de potencia es una funcionalidad muy importante tanto para NR, como para mecanismos de distribuci\u00f3n de potencia (power sharing<\/em>) entre NR y LTE. Adem\u00e1s es un aspecto clave en la operaci\u00f3n de otras novedades como NR-NR, agregaci\u00f3n de portadoras (Carrier Aggregation<\/em> – CA) y uplink<\/em> auxiliar o Supplementary Uplink<\/em> (SUL).<\/li>\n
        • Scheduling<\/em> y HARQ<\/strong>. Esto tiene que ver con la definici\u00f3n de los canales de control en uplink<\/em> (UL) y DL (en posteriores entregas revisaremos esto en detalle). En NR, se extiende y flexibiliza un poco la noci\u00f3n de slot-<\/em> y non-slot-based scheduling<\/em> para todos los modos de duplexado (TDD, FDD, y TDD din\u00e1mico). Tambi\u00e9n se cuenta con m\u00e9todos muy eficientes para reporte de CSI de forma peri\u00f3dica y aperi\u00f3dica. En NR tambi\u00e9n se introducen conceptos como grant-free<\/em> para transmisiones en UL y la reserva semi-est\u00e1tica y din\u00e1mica de recursos radio. Finalmente, otra novedad de mucha importancia para el soporte simult\u00e1neo y consistente de diferentes tipos de servicios es el preemption<\/em>, en donde esencialmente la red puede transmitir de forma inmediata, sin informar de antemano a un terminal, tr\u00e1fico URLLC en recursos en los cuales se estaba transmitiendo tr\u00e1fico eMBB.<\/li>\n
        • Coexistencia LTE-NR<\/strong>. Este es otro aspecto muy importante. En la pr\u00e1ctica, no se va a pasar a 5G de la noche a la ma\u00f1ana, como podr\u00edamos y a muchos nos gustar\u00eda pensar. LTE ha sido (con permiso de GSM) la tecnolog\u00eda m\u00e1s exitosa en cuanto a adopci\u00f3n y despliegue. Simplemente porque LTE es un muy buen est\u00e1ndar en t\u00e9rminos de funcionalidad versus simplicidad, que ha llenado y en muchos casos sobrepasado las expectativas. Actualmente, a nivel mundial, los operadores apuestan firmemente por LTE y sus continuas y magn\u00edficas evoluciones (LTE-A y LTE-A Pro), de modo que la adopci\u00f3n de 5G, por mucho que se ha dicho, y se sigue diciendo, ser\u00e1 gradual. Tendremos muy probablemente puntos de acceso 5G, que funcionar\u00e1n como un acceso complementario para los despliegues LTE. As\u00ed, los terminales con capacidades 5G, estar\u00e1n conectados a redes LTE, y eventualmente detectar\u00e1n puntos de acceso 5G (entonces los usuarios ver\u00e1n el tan esperado \u201c5G\u201d en la pantalla del m\u00f3vil) y seremos muy felices ya que podremos utilizar en un futuro muy cercano (alrededor del 2019) servicios tipo eMBB. Por lo tanto, la coexistencia LTE-NR [LTENR]<\/strong> es un aspecto que est\u00e1 siendo seguido de forma muy meticulosa por los operadores dentro del 3GPP.<\/li>\n<\/ul>\n

          Desde el punto de vista de los estudios (Study Items<\/em> – SI) que se han aprobado recientemente en 3GPP, y que reflejan lo que se est\u00e1 priorizando y que se pretende incluir en las especificaciones t\u00e9cnicas, algunas \u00e1reas interesantes que han sido aprobadas (y algunas otras que se han retrasado o postergado) incluyen:<\/p>\n

            \n
          1. Acceso m\u00faltiple no-ortogonal<\/strong>. Non-orthogonal Multiple Access<\/em> (NOMA) [NOMA]<\/strong>. Representa ciertamente una gran novedad desde el punto de vista t\u00e9cnico, y en la opini\u00f3n de los autores de este blog, representar\u00e1 un hito de mucha importancia esencialmente porque desde el punto de visto de acceso m\u00faltiple, se rompe con la condici\u00f3n de que los usuarios de la misma celda no pueden utilizar simult\u00e1neamente los mismos recursos en tiempo, espacio y frecuencia. Desde esta perspectiva, la gesti\u00f3n de interferencia puede igualmente experimentar cambios significativos.<\/li>\n
          2. Acceso a espectro sin licencia<\/strong> NR-based unlicensed spectrum access<\/em> [UnSA]<\/strong> ser\u00e1, como hemos indicado muchas veces en este blog, un feature<\/em> estrella en 5G. Ciertamente no es algo completamente nuevo ya que LTE-A y LTE-A Pro incluyen esta posibilidad, pero los mecanismos y las posibilidades en NR por razones que describiremos en futuras entregas van bastante m\u00e1s all\u00e1 de lo existente en LTE. Por ejemplo, dos aspectos en los cuales existen diferencias significativas son:\n
              \n
            • Se requerir\u00e1 una armonizaci\u00f3n en cuanto al ancho de banda de los diferentes sistemas, de otro modo, los mecanismos de coexistencia deben ser adaptados a operaci\u00f3n en sub-bandas, y no por canal como es el caso actualmente (condici\u00f3n de coexistencia e interoperabilidad).<\/li>\n
            • La introducci\u00f3n de beamforming<\/em>, y la direccionalidad asociada a estos, supone que el patr\u00f3n o huella de de la interferencia no es m\u00e1s quasi-omnidireccional, y se requerir\u00e1 de esquemas tipo escuchar antes de hablar (Listen Before Talk<\/em> – LBT) direccionales, ya que ser\u00e1 dif\u00edcil gestionar los problemas bien conocidos como hidden-node<\/em> y\/\u00f3 exposed-node<\/em> (nodo oculto y nodo expuesto, respectivamente).<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
            • Redes no terrestres y a\u00e9reas<\/strong>. Otro SI\u00a0que est\u00e1 creando mucha expectativa es el soporte de 3GPP para complementar las redes terrestres con enlaces satelitales y\/o puntos de acceso a\u00e9reos\/m\u00f3viles (ejemplo drones) [NTAN]<\/strong>. Un aspecto muy interesante aqu\u00ed es los modelos de canal que deben ser revisados e investigados. Tambi\u00e9n es de esperar que esta \u00e1rea de trabajo tenga una influencia significativa en el soporte que 5G va a ofrecer para IoT.<\/li>\n
            • Comunicaciones desde veh\u00edculos<\/strong>. eV2X (Enhanced Vehicular to X communication<\/em>)\u00a0[V2X]<\/strong> evidentemente es otro campo de much\u00edsima importancia, por razones obvias. Dentro de este marco de trabajo, existen diferentes sub-\u00e1reas que no detallaremos en este post<\/em>, pero que m\u00e1s adelante tendr\u00e1n su correspondiente entrega. A este punto los esfuerzos se centran esencialmente en las metodolog\u00edas de evaluaci\u00f3n, y como hemos apuntado muchas veces, en la identificaci\u00f3n de los importantes casos de uso. Adem\u00e1s, una adecuada coordinaci\u00f3n e interacci\u00f3n con la industria automotriz ser\u00e1 ciertamente necesaria.<\/li>\n
            • Acceso integrado<\/strong>. Integrated Access and backhaul<\/em> [IAB]<\/strong> es otra novedad conceptual que esperamos ver muy pronto y que tambi\u00e9n va a modificar nuestra concepci\u00f3n de las redes m\u00f3viles. Muy b\u00e1sicamente, se trata de utilizar los mismos recursos radio para permitir el acceso radio de los terminales\/usuarios y tambi\u00e9n para interconectar los puntos de acceso entre s\u00ed y a puntos de acceso a la red central.<\/li>\n<\/ol>\n

              \u00bfQue ser\u00e1 5G, y qu\u00e9 qued\u00f3 en el camino?<\/h2>\n

              Queremos concluir esta entrega con una discusi\u00f3n con un enfoque alternativo a muchas de las discusiones que se pueden encontrar en Internet sobre 5G. Nuestro objetivo aqu\u00ed es ofrecer nuestra opini\u00f3n acerca de \u00bfque finalmente ser\u00e1 5G y que no se ser\u00e1 5G?, \u00bfque se qued\u00f3 en el camino? As\u00ed que con la Release<\/em> 15 en mente resaltamos algunos componentes y conceptos que lo hacen bastante especial, y que en nuestra opini\u00f3n, merecen menci\u00f3n.<\/p>\n

                \n
              1. \ud83d\ude29 Nuevas forma de onda (Waveform<\/em>)<\/strong>. A pesar de lo mucho que se habl\u00f3, y de la gran cantidad de proyectos en los cuales novedosas y sofisticadas forma de onda (Time-Frequency Packing, Filterbank Multicarrier, Generalized Frequency Divisi\u00f3n Multiplexing, Tunable <\/em>OFDM, por mencionar algunos ejemplos) fueron propuestas, al menos para esta primera entrega de 5G (Release<\/em> 15) Cyclic Prefix<\/em> OFDM y DFT-s-FDM continuar\u00e1n en uso [5GFT]<\/strong>.<\/li>\n
              2. \ud83d\ude29 Detecci\u00f3n no-coherente<\/strong>. De momento, no parece que nada cercano se est\u00e9 considerando para sistemas comerciales. Quiz\u00e1 para 6G tendremos algo de detecci\u00f3n no coherente y formas de modulaci\u00f3n mucho m\u00e1s novedosas, por ejemplo Grassmannian<\/em> modulation [GRASS], en sistemas m\u00f3viles comerciales.<\/li>\n
              3. \ud83d\ude29 Full Duplex<\/strong><\/em>. A pesar de que ya desde LTE y sus evoluciones se viene implementando distintos esquemas de interference cancellation<\/em>, de que los avances en self-interference cancellation<\/em> son muy notables, la capacidad de transmitir y recibir simult\u00e1neamente en el mismo canal no es algo que tendremos 100% disponible en 5G.<\/li>\n
              4. \ud83d\ude0a Numerolog\u00edas y abstracci\u00f3n (BWPs)<\/strong>. El acceso radio en 5G es m\u00e1s flexible desde distintos puntos de vista. Uno de ellos es la posibilidad de utilizar diferentes numerolog\u00edas que permiten diferentes granularidades para la asignaci\u00f3n de los recursos radio en tiempo y frecuencia. Como ya hemos anotado antes, esto es fundamental para satisfacer ciertos requerimientos t\u00e9cnicos, por ejemplo, latencias muy bajas. Adem\u00e1s, una novedad de NR es la introducci\u00f3n de las Bandwidth Parts<\/em> (BWPs) que permiten, en primer lugar, coexistencia entre terminales con muy diversas capacidades, y en segundo lugar, una flexibilidad muy alta en t\u00e9rminos de scheduling<\/em> y resource allocation<\/em>, mejorando significativamente la eficiencia del sistema desde muchos puntos de vista.<\/li>\n
              5. \ud83d\ude0a Transmisi\u00f3n y recepci\u00f3n extremadamente flexible<\/strong>. 5G mejorar\u00e1 muy significativamente el frame structure<\/em> de modo que hay mucha flexibilidad en la asignaci\u00f3n de recursos. Se soportar\u00e1 la transmisi\u00f3n basada en slots<\/em> y a nivel de s\u00edmbolos OFDM, as\u00ed como ciclos (tipo Discontinuos Reception<\/em>\u00a0– DRX) configurables de forma din\u00e1mica e independientes para diferentes canales de datos y control. Adem\u00e1s, las se\u00f1ales de referencias han sido re-dise\u00f1adas en algunos casos y puestas al inicio de los slots<\/em> de modo que se pueda ir decodificando (de forma muy fiable) a medida que se van recibiendo los datos; a esto se le llama front-loaded<\/em> DMRS.<\/li>\n
              6. \ud83d\ude10 Analytics<\/em> e inteligencia en la red<\/strong>. Cada vez se habla m\u00e1s de incorporar conceptos y herramientas desde \u00e1mbitos como analytics<\/em>, big-data<\/em>, machine-learning<\/em>, pattern recognition<\/em>, y Artificial Intelligence<\/em> (AI) [DA5G, AI5G]<\/strong>, dentro del pool<\/em> de posibilidades para gestionar y optimizar las redes de comunicaciones m\u00f3viles, y en este caso 5G. En contextos m\u00e1s cient\u00edficos y acad\u00e9micos, estas discusiones ya tienen lugar desde la d\u00e9cada pasada, pero discusiones m\u00e1s orientadas a implementaciones reales en industria y estandarizaci\u00f3n son mucho m\u00e1s recientes, y por supuesto 5G ser\u00eda un contexto preferente. En la pr\u00e1ctica, al igual que sucede con algunos otros frameworks, es de esperar que 5G cuente con mecanismos para soportar estas capacidades, siendo los esquemas particulares \u00f3 espec\u00edficos de cada vendor u operador de red un tema de implementaci\u00f3n, como por ejemplo pasa con la coordinaci\u00f3n de interferencia. Con el auge de IoT, estos conceptos cada vez toman m\u00e1s momentum<\/em>. Sin embargo, 5G desde el punto de gesti\u00f3n y optimizaci\u00f3n, seguir\u00e1 utilizando esquemas bastante convencionales, al menos de inicio.<\/li>\n
              7. \ud83d\ude0a Acceso no-ortogonal<\/strong>. Un study item<\/em> para NOMA ha sido aprobado, y podemos esperar un esquema de acceso no ortogonal para NR. Esperemos que sea una realidad en Release <\/em>16.<\/li>\n
              8. \ud83d\ude10 Network slicing<\/em>, software defined networking<\/em> y virtualization<\/em><\/strong>. Network slicing<\/em> y conceptos como RAN-as-a-service<\/em> han sido propuestos y ampliamente discutidos en foros sobre 5G. De hecho, en la opini\u00f3n de muchos, la capacidad de separar recursos de la red de forma dedicada para diferentes tipos de servicios es un elemento esencial de 5G. Adem\u00e1s, network slicing<\/em> y virtualizaci\u00f3n, siendo esta \u00faltima la capacidad de gestionar u orquestar din\u00e1micamente diferentes funciones de red (Virtualized Network Functions<\/em>\u00a0– VNF), son conceptos que en principio podr\u00edan de ir de la mano [AAAS5G]<\/strong>. De forma similar, software defined networking<\/em>, la capacidad de manejar de forma completamente independiente y separar la inteligencia de la red de los flujos de datos, es otro componente que permitir\u00eda realizar de forma fiable y flexible la partici\u00f3n de los recursos de la red para diferentes servicios o clientes; adem\u00e1s, permitir\u00eda a los operadores mejorar la escalabilidad. Es de esperarse, que muchos de estos aspectos ser\u00e1n discutidos m\u00e1s en profundidad cuando se trabaje en el dise\u00f1o de SA NR (Release <\/em>16).<\/li>\n
              9. \ud83d\ude10 IoT<\/strong>. Como hemos mencionado, el soporte para Machine Type Communications<\/em> (MTC) no es una prioridad en Release <\/em>15. Sin embargo, muchas voces opinan que el verdadero despegue de IoT vendr\u00e1 con las capacidades mejoradas que se van a introducir en 5G, de hecho se espera una evoluci\u00f3n potencial gracias a la estructura b\u00e1sica de NR que no requiere de un est\u00e1ndar diferente para adaptar la interfaz a los requerimientos de IoT. Adem\u00e1s hay en el mapa otras alternativas atractivas como LoRa. Esta es una discusi\u00f3n muy interesante con muchas opiniones opuestas, el tiempo dir\u00e1.<\/li>\n
              10. \ud83d\ude10 La nube y edge computing<\/em><\/strong>. Similar al punto anterior, parece claro que el soporte que 5G pretende ofrecer a muchos casos de uso no se puede concebir sin una verdadera nube e implementaciones para edge computing<\/em> [ECFT]<\/strong>; pero por otra parte tambi\u00e9n es muy cierto que estos paradigmas ya existen, y no les llamamos 5G. El punto interesante es que tanto soporte a nivel de estandarizaci\u00f3n podr\u00eda ser necesario, o si ser\u00e1 en el caso de 5G un aspecto puramente de implementaci\u00f3n.<\/li>\n
              11. \ud83d\ude10 Massive<\/em> MIMO, 3D MIMO, beamforming<\/em><\/strong>. \u00bfQu\u00e9 tan massive<\/em> es massive<\/em> en 5G? \u00bfQu\u00e9 tan fiable ser\u00e1 el beamforming<\/em> y la operaci\u00f3n (real) con mmWs<\/em>? En este apartado, nos limitamos a decir que ciertamente NR incluye muchas mejoras, pero habr\u00e1 que esperar a ver \u201cthe moment of truth\u201d<\/em> para despejar las dudas en relaci\u00f3n a que tan pronto veremos paneles massive MIMO operativos. Actualmente hay en pruebas y planes sistemas con elementos radiantes en el orden de las centenas. Una visi\u00f3n actualizada as\u00ed como tambi\u00e9n referencias relevantes sobre el tema se puede encontrar en [3DMIMOFT]<\/strong>.<\/li>\n
              12. \ud83d\ude10 Self-planning<\/strong><\/em>,<\/strong> self-optimization<\/strong><\/em>,<\/strong> self-healing<\/strong><\/em>,<\/strong> self-extension<\/strong><\/em>,<\/strong> self-whatever<\/strong><\/em>. No parece que al menos a nivel de Release <\/em>15, estos aspectos sean los grandes protagonistas. Sin embargo, NR tiene estos aspectos en cuenta y seguramente en fases de optimizaci\u00f3n veremos novedades en este sentido. En la opini\u00f3n de los autores, dif\u00edcilmente 5G ser\u00e1 lo que se espera de 5G sin estas capacidades.<\/li>\n
              13. \ud83d\ude10 Protocolos de pr\u00f3xima generaci\u00f3n<\/strong>. En NR, el protocol stack<\/em> es muy similar a LTE, pero ciertamente tiene diferencias remarcables, y desde el punto de vista de funcionalidad, es a\u00fan m\u00e1s cercano a LTE. Entre ellas tenemos, un nuevo sublayer<\/em>. Service Data Adaptation Protocol<\/em> (SDAP), Quality of Service<\/em> (QoS) flows<\/em>, para un soporte m\u00e1s flexible de QoS, y adem\u00e1s cambios orientados a reducir la latencia, algunos a costo de mayor complejidad y menor eficiencia. Sin embargo, mejoras y optimizaciones en \u00e1reas como seguridad, direccionamiento, context-awareness<\/em>, movilidad, y gesti\u00f3n de conexiones m\u00faltiples seguramente est\u00e1n por venir dentro del marco de trabajo de NR. Lo que s\u00ed es cierto, es que sin protocolos eficientes especialmente dise\u00f1ados con estos aspectos en mente, muchas de las mejoras que se tienen en el acceso radio, dif\u00edcilmente ser\u00edan aprovechadas.<\/li>\n<\/ol>\n

                A partir de las siguientes entregas, revisaremos algunos aspectos de NR en m\u00e1s detalle.<\/p>\n

                Referencias<\/h3>\n

                 <\/p>\n

                [NR-WI]<\/strong> 3GPP. RP-160671: Study on NR New Radio Access Technology. NTT DOCOMO. March 2016.<\/p>\n

                [NOMA]<\/strong> 3GPP. RP-171043: Study on 5G Non-Orthogonal Multiple Access. ZTE Corporation. May 2017.<\/p>\n

                [UnSA]<\/strong> 3GPP. RP-170820: Study on NR-based Access to Unlicensed Spectrum. Qualcomm. March 2017.<\/p>\n

                [NTAN]<\/strong> 3GPP. RP-170709: Study on NR to support Non-Terrestrial Networks. THALES. March 2017.<\/p>\n

                [V2X]<\/strong> 3GPP. RP-170797: Study on evaluation methodology of new V2X use cases for LTE and NR. LG Electronics. March 2017.<\/p>\n

                [IAB]<\/strong> 3GPP. RP-170821: Study on Integrated access and backhaul for NR. AT&T. March 2017.<\/p>\n

                [5GFT]<\/strong> P. Guan et al., “5G Field Trials: OFDM-Based Waveforms and Mixed Numerologies,” in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 35, no. 6, pp. 1234-1243, June 2017.<\/p>\n

                [3DMIMOFT]<\/strong> G. Liu et al., “3-D-MIMO With Massive Antennas Paves the Way to 5G Enhanced Mobile Broadband: From System Design to Field Trials,” in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 35, no. 6, pp. 1222-1233, June 2017.<\/p>\n

                [fOFDM]<\/strong> D. Wu et al., “A Field Trial of f-OFDM toward 5G,” 2016 IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps), Washington, DC, 2016, pp. 1-6.<\/p>\n

                [ECFT]<\/strong> J. Zhang, W. Xie, F. Yang and Q. Bi, “Mobile edge computing and field trial results for 5G low latency scenario,” in China Communications, vol. 13, no. Supplement, pp. 174-182, N\/A 2016.<\/p>\n

                [LTENR]<\/strong> M. Lauridsen, L. C. Gimenez, I. Rodriguez, T. B. Sorensen and P. Mogensen, “From LTE to 5G for Connected Mobility,” in IEEE Communications Magazine, vol. 55, no. 3, pp. 156-162, March 2017.<\/p>\n

                [DA5G]<\/strong> P. Kiran, M. G. Jibukumar and C. V. Premkumar, “Resource allocation optimization in LTE-A\/5G networks using big data analytics,” 2016 International Conference on Information Networking (ICOIN), Kota Kinabalu, 2016, pp. 254-259.<\/p>\n

                [AI5G]<\/strong> R. Li et al., “Intelligent 5G: When Cellular Networks Meet Artificial Intelligence,” in IEEE Wireless Communications, vol. PP, no. 99, pp. 2-10.<\/p>\n

                [AAAS5G]<\/strong> T. Taleb, A. Ksentini and R. Jantti, “Anything as a Service for 5G Mobile Systems,” in IEEE Network, vol. 30, no. 6, pp. 84-91, November-December 2016.<\/p>\n

                [GRASS]<\/strong> M. A. El-Azizy, R. H. Gohary and T. N. Davidson, “A BICM-IDD scheme for non-coherent MIMO communication,” in IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 8, no. 2, pp. 541-546, Feb. 2009.<\/p>\n

                 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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