5G RE – Element zasobów (Resource Element)
Element zasobów (RE) w 5G to podstawowa jednostka w siatce zasobów radiowych, która umożliwia przesyłanie danych w warstwie fizycznej sieci. To mały fragment sygnału radiowego, który łączy określoną częstotliwość z konkretnym momentem w czasie. Zrozumienie RE jest kluczowe do poznania, jak 5G efektywnie przesyła dane i zapewnia wysoką przepustowość oraz niskie opóźnienia.
Struktura i definicja elementu zasobów
W 5G komunikacja radiowa opiera się na podziale sygnału na siatkę w domenie czasu i częstotliwości. Element zasobów to pojedynczy punkt tej siatki, który reprezentuje jedną podnośną (subcarrier) w określonym symbolu OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
- Każdy RE odpowiada jednej podnośnej w czasie jednego symbolu OFDM.
- Jeden symbol OFDM to krótki odstęp czasowy, w którym przesyłane są dane.
- Siatka zasobów to zbiór elementów zasobów ułożonych w ramki, sloty i symbole.
Dzięki takiej organizacji sieć 5G może elastycznie przydzielać zasoby radiowe dla różnych usług, np. transmisji głosu, danych, strumieni wideo lub komunikacji maszynowej (IoT).
Siatka zasobów (Resource Grid) i elementy zasobów
Elementy zasobów są zorganizowane w siatkę, gdzie:
- Oś pozioma reprezentuje częstotliwość podzieloną na podnośne (np. 15 kHz lub 30 kHz subcarrier spacing w 5G).
- Oś pionowa to kolejne symbole OFDM w czasie.
Przykładowo, jeden slot 5G zawiera 14 symboli OFDM w czasie i określoną liczbę podnośnych w częstotliwości. Każdy punkt na tej siatce to element zasobów.
Znaczenie elementów zasobów dla modulacji i kodowania
Każdy element zasobów przenosi określoną liczbę bitów w zależności od zastosowanej modulacji, np. QPSK, 16QAM, 64QAM lub 256QAM. Wyższe modulacje pozwalają na przesłanie większej liczby bitów na element zasobów, ale wymagają lepszej jakości sygnału.
Przy pomocy elementów zasobów 5G osiąga wysoką efektywność spektralną i może dostosowywać transmisję do warunków radiowych oraz potrzeb aplikacji.
Relacja elementów zasobów do fizycznych kanałów 5G
Elementy zasobów są podstawą do budowy fizycznych kanałów w 5G:
- PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) – główny kanał przesyłania danych do urządzeń użytkowników. Składa się z wielu elementów zasobów.
- PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) – kanał uplink, gdzie użytkownik przesyła dane do sieci.
- PBCH (Physical Broadcast Channel) – kanał nadawania podstawowych informacji systemowych.
- Physical Control Channels (PDCCH) – kanały sterujące, które również korzystają z elementów zasobów do przesyłania informacji kontrolnych.
Wszystkie te kanały korzystają z elementów zasobów, które są podstawową jednostką alokacji i przesyłania sygnału.
Parametry elementów zasobów i ich wpływ na sieć
Jak elementy zasobów wpływają na efektywność 5G?
Dzięki elastycznej organizacji i alokacji elementów zasobów 5G może dostosować się do różnych scenariuszy: transmisji ultraniskich opóźnień, masowej komunikacji IoT, czy wysokoprzepustowych transmisji wideo. Takie podejście zwiększa wydajność całej sieci i umożliwia obsługę różnych typów usług w jednej infrastrukturze.
Elementy zasobów a inne pojęcia 5G
Jeśli pamiętasz z wczoraj, czym jest slot czy symbol OFDM, to teraz widzisz, że element zasobów to ich punkt wspólny – konkretny symbol na konkretnej podnośnej. Jutro możemy przyjrzeć się, jak planowanie zasobów (resource scheduling) wykorzystuje elementy zasobów do dynamicznego przydzielania mocy i pasma dla użytkowników.
