La Radio 5G

2 jours

Objectifs : Comprendre la Radio 5G

Public : Ingénieurs Télécom, Architectes Réseau, Consultants Télécom

Pré-requis : Connaissance de base sur les réseaux mobiles

En décembre 2017, une première étape de normalisation 5G a été franchie : le 3GPP a annoncé la sortie des premières spécifications techniques pour cette 5G dite NR (NR pour New Radio). Sans prétendre être la 5G finale, cette première mouture est une étape essentielle avant la 5G Phase 1 prévue pour fin 2018 et complétée en 2020 par une Phase 2.
Cette formation 5G NR est une étape cruciale qui détermine le cadre global et les briques élémentaires pour cette future génération aussi bien d’un point de vue architectural que procédural. Cette étape se propose d'exploiter les réseaux 4G actuels en augmentant leurs débits et en réduisant leur latence par l’usage d’une évolution dite eMBB (Enhanced Mobile Broadband) de l’interface radio tout en anticipant les futures évolutions nécessaires pour répondre aux challenges mMTC (M2M/IoT) et URLLC (eV2X).
Cette 5G de transition, appelée aussi 5G NR Non Standalone (NSA) prépare l’avènement de la future 5G NR Standalone (SA) prévue en phase 1 qui s’annonce déjà comme une « vraie 5G ». C’est sur cette base, que des essais grandeur nature (JO d'Hiver en Corée) voire des déploiements pré-commerciaux vont pouvoir être lancés par les constructeurs et les opérateurs.
C’est toute la dimension radio qui sera abordée dans cette formation. Bien évidement l’interface radio y sera largement évoquée. On présentera les nouveautés 5G en regard du socle 4G sur lesquelles elles reposent. Les aspects architecture, protocoles et procédures de ce nouveau RAN seront bien évidemment traités.

1. Introduction
1.1. Brefs rappels 2G & 3G
1.2. La genèse de la 5G : perspectives économiques, performances attendues, services 5G espérés, des trials à la standardisation 3GPP, calendrier de la standardisation

2. De l’E-UTRAN (4G) au NG-RAN (5G)
2.1. Eléments d’architecture 4G
2.2. Equipements, Interfaces et Protocoles 5G : gNB, interfaces Xn, NG & radio, protocoles NG-AP, Xn-AP & radio, Cloud RAN (CU/DU, options de split, eCPRI)
2.3. Interaction avec le cœur de réseau : concept NSA/SA, protocole NAS


3. Interface Radio
3.1. Canaux Physiques:
3.1.1. Des fréquences pour la 5G,
3.1.2. Numérologie et structure : de l’OFDM 4G & l’OFDM 5G, modulations, trame & slot, FDD/TDD, BWP
3.1.3. Canaux DL : Rappels 4G, PSS, SSS, PBCH, PDCCH, PDSCH, CSI-RS, DM-RS, PT-RS
3.1.4. Canaux UL : Rappels 4G, PUSCH, PUCCH, PRACH, SRS, DM-RS
3.2. Eléments connexes :
3.2.1. Codage Canal : évolutions HARQ, du Turbo Coding au LDPC/Polar Code
3.2.2. Link Adaptation: AMC, Power Control, CQI, Scheduling, BWP
3.2.3. Protocoles : MAC, RLC, PDCP, SDAP, RRC
3.2.4. MIMO 5G : SU-MIMO, MU-MIMO & Beamforming
3.2.5. Carrier Aggregation & Dual Connectivity
3.3. Aspects Backhauling : self-Backhauling

4. Procédures Radio
4.1. Gestion de la Connection Radio :
4.1.1. Synchronisation et sélection des cellules
4.1.2. Aspects RACH
4.1.3. Etats de connection RRC
4.1.4. Aspects DRX
4.1.5. Aspects SysInfo
4.1.6. Power control
4.1.7. Timing Advance
4.2. Gestion du trafic :
4.2.1. Processus d’allocation des ressources
4.2.2. Radio Bearer : concept,
4.2.3. QoS & 5G : du QCI 4G au 5QI 5G, procédures associées
4.3. Gestion de la mobilité :
4.3.1. Selection & re-selection de cellule
4.3.2. Mécanismes de Handover : gestion des mesures, procédures de handover
4.3.3. Procédures de paging
4.4. Eléments connexes :
4.4.1. Identités : UE et Eléments du Réseau
4.4.2. Aspects Slicing
4.4.3. Du SON 4G au SON 5G
4.4.4. Du RAN Sharing 4G au RAN Sharing 5G

5. Evolutions 5G NR Phase 2 :
5.1. Vers une OFDM plus filtrée : FBMC, F-OFDM ?
5.2. Optimisations mMTC :
5.2.1. NOMA
5.2.2. SCMA
5.2.3. Du LTE-M/NB-IoT 4G au 5G-IoT
5.3. Optimisations URLLC :
5.3.1. Du D2D 4G au D2D 5G
5.3.2. Optimisation 5G-V2X
5.3.3. Grant Free Operation
5.4. MBMS : de l’eMBMS au MBMS 5G

6. Eléments de Performances :
6.1. Débits & capacité
6.2. Catégorie de Mobiles
6.3. Elément d’ingénierie radio : bilan de liaison, modèle de service et dimensionnement

7. Pour conclure