रिलीज़ 15, जून 2018 में अंतिम रूप दिया गया, जिसने 5G (NR) तकनीक के व्यावसायीकरण का मार्ग प्रशस्त किया। R15 ने स्टैंडअलोन (SA) और नॉन-स्टैंडअलोन (NSA) आर्किटेक्चर के माध्यम से 5G नेटवर्क की नींव रखी, एक सेवा-आधारित वर्चुअलाइज्ड कोर नेटवर्क और क्षमता बढ़ाने, विलंबता कम करने और लचीलापन सुधारने के लिए नई भौतिक परत तकनीकों की शुरुआत की। इस अवधि के दौरान, 3GPP रेडियो वर्किंग ग्रुप्स RAN1-RAN5 ने 5G (NR) तकनीक के मानकीकरण में महत्वपूर्ण योगदान दिया। प्रत्येक समूह के कार्य और मुख्य तकनीकी बिंदु इस प्रकार हैं:
I. RAN1 (भौतिक परत नवाचार) मुख्य कार्य क्षेत्रों में वेवफॉर्म, पैरामीटर सेट, मल्टीपल एक्सेस, MIMO और संदर्भ संकेत शामिल हैं:
1. लचीला सब-कैरियर स्पेसिंग और फ्रेम संरचना; स्केलेबल सब-कैरियर स्पेसिंग की शुरुआत:
कार्यान्वयन: बेसबैंड प्रोसेसिंग विभिन्न सब-कैरियर स्पेसिंग के अनुसार FFT आकार और चक्रीय उपसर्ग को गतिशील रूप से समायोजित करता है।
अनुप्रयोग मामले: कम-विलंबता औद्योगिक नियंत्रण (30kHz) और उच्च-बैंडविड्थ मिलीमीटर-वेव eMBB लिंक (120kHz)।
2. मास MIMO और बीम फॉर्मिंग
उदाहरण: 64T64R gNB सरणियाँ घने परिनियोजन में स्पेक्ट्रल दक्षता में सुधार करते हुए गतिशील UE-विशिष्ट बीम बनाती हैं।
3. OFDM-आधारित डुप्लेक्सिंग और संसाधन आवंटन
कार्यान्वयन: gNB शेड्यूलर URLLC बर्स्ट ट्रांसमिशन का समर्थन करने के लिए चल रहे डाउनलिंक ट्रांसमिशन को गतिशील रूप से पूर्व-खाली करता है।
4. संदर्भ संकेत और सिंक्रनाइज़ेशन：नए संकेतों SS/PBCH, CSI-RS, PTRS, और SRS की शुरुआत।
5. चैनल कोडिंग विकास: LDPC कोडिंग का उपयोग डेटा चैनल के लिए किया जाता है, जो eMBB थ्रूपुट दक्षता में सुधार के लिए टर्बो कोडिंग को प्रतिस्थापित करता है।
अनुप्रयोग परिदृश्य: परिवर्तनीय डेटा दर वातावरण में उच्च-विश्वसनीयता नियंत्रण सिग्नलिंग।
II. RAN2 (रेडियो इंटरफ़ेस) MAC, RLC, PDCP, और RRC प्रोटोकॉल रेडियो इंटरफ़ेस आर्किटेक्चर, शेड्यूलिंग, RRC स्थिति, बेयर स्थापना और सिग्नलिंग अनुकूलन को परिभाषित करते हैं।
1. डुअल कनेक्टिविटी (DC) एक मास्टर-स्लेव gNB आर्किटेक्चर पेश करता है, जहां UE LTE और NR (NSA मोड) के बीच ट्रैफ़िक वितरित कर सकता है।
अनुप्रयोग परिदृश्य: शुद्ध 5G कोर नेटवर्क (EPC पर आधारित EN-DC) से पहले प्रारंभिक 5G परिनियोजन चरण में थ्रूपुट में सुधार।
2. RRC_INACTIVE स्थिति: कम विलंबता पुनर्प्राप्ति बनाए रखते हुए सिग्नलिंग ओवरहेड को कम करने के लिए एक नई UE स्थिति पेश करता है।
कार्यान्वयन: UE रुक-रुक कर ट्रैफ़िक (लगभग 10 मिलीसेकंड) के लिए तेज़ कनेक्शन को सक्षम करने के लिए RRC संदर्भ संग्रहीत करता है।
अनुप्रयोग परिदृश्य: आवधिक छोटे डेटा बर्स्ट वाले IoT सेंसर।
3. QoS फ्लो-आधारित आर्किटेक्चर: PDCP को QoS फ्लो आईडी में पुनर्गठित किया गया है, जो 5GC आर्किटेक्चर के अनुरूप है।
कार्यान्वयन: प्रत्येक PDU सत्र SDAP मैपिंग के माध्यम से QoS फ्लो को DRB पर रूट करता है।
उपयोग मामला: गतिशील बिट दर अनुकूलन के साथ वीडियो स्ट्रीम।
4. हेडर संपीड़न और सुरक्षा: नियंत्रण विमान ओवरहेड को कम करने के लिए RoHCv2 अनुकूलन और उन्नत एन्क्रिप्शन अपनाया जाता है।
5. गतिशीलता और हैंडओवर संवर्द्धन: LTE-NR (NSA) और NR-NR (SA) नेटवर्क के बीच एकीकृत इंटर-RAT हैंडओवर सिग्नलिंग को परिभाषित किया गया है।
III. RAN3 (NG इंटरफ़ेस और डुअल कनेक्टिविटी विकास) तकनीकों में शामिल हैं: F1, Xn, और NG इंटरफ़ेस परिभाषाएँ, gNB-CU/DU प्रबंधन, और इंटरऑपरेबिलिटी।
1. gNB पृथक आर्किटेक्चर (CU/DU): केंद्रीकृत इकाइयों (CU) और वितरित इकाइयों (DU) के बीच तार्किक पृथक्करण।
कार्यान्वयन: F1-C (नियंत्रण) और F1-U (उपयोगकर्ता) इंटरफेस एक लचीले फ्रंटहॉल ट्रांसमिशन डिज़ाइन को अपनाते हैं।
अनुप्रयोग परिदृश्य: क्लाउड-RAN और मल्टी-विक्रेता इंटरऑपरेबिलिटी।
2. NG और 5GC इंटरफेस: NG-C (नियंत्रण विमान) और NG-U (उपयोगकर्ता विमान) इंटरफेस पेश करता है, जो LTE में S1 इंटरफेस को प्रतिस्थापित करता है। AMF/SMF के माध्यम से सेवा-आधारित 5G कोर नेटवर्क कार्यों का समर्थन करता है।
3. EN-DC आर्किटेक्चर: eNB और gNB के बीच इंटरऑपरेबिलिटी के लिए Xn और S1* सिग्नलिंग को परिभाषित करता है। 5G परिनियोजन के शुरुआती चरणों में LTE एंकर पॉइंट्स के सुचारू संचालन का समर्थन करता है।
4. सत्र निरंतरता और नेटवर्क स्लाइसिंग: QoS-आधारित इंटर-स्लाइस गतिशीलता तंत्र को एकीकृत करता है।
अनुप्रयोग उदाहरण: विलंबता आवश्यकताओं (eMBB→URLLC) के आधार पर विभिन्न स्लाइस के बीच निर्बाध हैंडओवर।
IV. RAN4 (रेडियो और स्पेक्ट्रम) बैंड परिभाषाएँ, पावर लेवल, स्पेक्ट्रम एग्रीगेशन, और सह-अस्तित्व।
1. नई आवृत्ति बैंड रेंज (FR1 और FR2)
कार्यान्वयन: डिवाइस के RF फ्रंट-एंड का मॉड्यूलर डिज़ाइन स्विच करने योग्य लो-नॉइज़ एम्पलीफायर (LNA) चेन का उपयोग करके डुअल-बैंड ऑपरेशन का समर्थन करता है।
2. बैंडविड्थ और कैरियर एग्रीगेशन: FR2 में 400MHz तक चैनल बैंडविड्थ को परिभाषित किया गया है। एकत्रित वाहक हाइब्रिड परिनियोजन के लिए NR और LTE को जोड़ते हैं।
3. पावर रेटिंग और EIRP अंशांकन: मिलीमीटर वेव उपकरणों के लिए UE रेटिंग स्थापित की जाती हैं; सख्त EVM और ACLR पैरामीटर पेश किए जाते हैं।
अनुप्रयोग मामला: 5G FWA के लिए बीम नियंत्रण का उपयोग करने वाले छोटे सेल बेस स्टेशन और CPE।
4. सह-अस्तित्व और ट्रांसमिट नियंत्रण: स्पेक्ट्रम मास्क को कई रेडियो एक्सेस तकनीकों (RAT) के बीच सह-अस्तित्व सुनिश्चित करने के लिए परिभाषित किया गया है। लाइसेंस रहित बैंड में LTE या NR-U के साथ NR स्पेक्ट्रम साझा करने के लिए समर्थन।
5. RF प्रदर्शन और संदर्भ संवेदनशीलता: बड़े पैमाने पर MIMO सरणी बेस स्टेशनों के लिए उन्नत संवेदनशीलता मॉडलिंग। प्रत्येक बीम के समतुल्य आइसोट्रोपिक विकिरणित शक्ति (EIRP) को प्रबंधित करने के लिए बीम-आधारित पावर नियंत्रण की शुरुआत।
V. RAN5 (उपकरण परीक्षण और अनुरूपता): अनुरूपता, सिग्नलिंग, और UE प्रदर्शन परीक्षण प्रक्रियाएं।
1. परीक्षण विनिर्देश संरेखण: NR UE और बेस स्टेशनों के RF और प्रोटोकॉल अनुरूपता परीक्षण के लिए TS 38.521/38.533/38.141 की शुरुआत।
2. OTA (ओवर-द-एयर) परीक्षण ढांचा: बीम नियंत्रण और गतिशील विकिरण पैटर्न पर विचार करते हुए, एक मिलीमीटर-वेव उपकरण एनेकोइक चैंबर परीक्षण मॉडल की शुरुआत।
उदाहरण: 5G स्मार्टफोन विशेषता विश्लेषण और चरणबद्ध सरणी बीम स्विचिंग सत्यापन।
3. एंड-टू-एंड सिग्नलिंग सत्यापन: RRC/PDCP/PHY परतों की इंटरऑपरेबिलिटी का सत्यापन, जो प्रारंभिक NSA एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण है।
4. प्रदर्शन बेंचमार्किंग: वास्तविक दुनिया के प्रसार वातावरण में विलंबता, थ्रूपुट और संदर्भ संवेदनशीलता के लिए प्रमुख प्रदर्शन संकेतक (KPI) को परिभाषित करना।
रिलीज़ 15 5G के पहले चरण के लिए नींव रखता है, NR भौतिक परत, नए रेडियो प्रोटोकॉल, लचीले आर्किटेक्चर और RF/सुसंगतता पहलुओं को परिभाषित करता है। यह eMBB, URLLC और mMTC सहित प्रमुख 5G सेवाओं का समर्थन करता है, जो एक एकीकृत आर्किटेक्चर पर चल रहे हैं, जबकि एक साथ NSA और SA दोनों मोड का समर्थन करते हैं।
