Por que 100 MHz em 5G é mais eficiente do que 100 MHz em 4G?

Descubra como o 5G redefine a eficiência de dados comparado ao 4G.

O 5G revoluciona a utilização de canais de rádio ao expandir significativamente suas capacidades. Enquanto o 4G se restringe a canais de rádio com um máximo de 20 MHz de largura, as normas do 5G especificam o emprego de canais de rádio de até 100 MHz em frequências abaixo de 7 GHz, e até 400 MHz em canais de rádio mmWave que operam a partir de 24 GHz. Além disso, o 5G tem a capacidade de agregar múltiplos canais de rádio, permitindo uma largura de banda total de até 800 MHz (com o uso de Carrier Aggregation).

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Com um canal de rádio de 100 MHz, uma operadora é capaz de oferecer picos de velocidade de transferência de até 1 Gbps e manter taxas de transferência médias na ordem de centenas de Mbps. Essa necessidade de canais mais amplos é amplamente reconhecida por organizações em todo o mundo. O Comitê Europeu de Comunicações Eletrônicas da CEPT afirma: ‘A indústria considera que a disponibilidade de larguras de banda de espectro contíguo na faixa de 80-100 MHz é crucial para a entrega de serviços 5G de alto desempenho na faixa de frequência de 3400-3800 MHz’.

Dada o overhead no uso de qualquer canal de rádio, incluindo bandas de guarda, conforme mostrado na figura abaixo, quanto mais amplo for o canal de rádio, menor será a porcentagem de recursos de rádio que o overhead consome.
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Assim, canais mais amplos são espectralmente mais eficientes.
Devido ao overhead da banda de guarda, a tabela abaixo mostra como um canal de rádio 5G de 100 MHz utiliza 98,3% dos recursos de rádio, enquanto um rádio de 20 MHz utiliza apenas 91,8%.
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Dada essas características do 5G NR, a agregação não contígua de dois (ou mais) canais resultará sempre numa perda de espectro utilizável e, portanto, numa degradação do desempenho quando comparado com um bloco contíguo da mesma quantidade de espectro. A tabela abaixo demonstra a perda de desempenho para casos de agregação não contígua.
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O mesmo aumento na utilização do recurso de rádio é verdadeiro no 4G LTE, no qual um canal de rádio de 20 MHz é mais eficiente do que larguras de banda mais baixas. A figura abaixo representa a eficiência LTE em relação à largura de banda de 20 MHz.
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A alta eficiência inerente de canais mais amplos combinada com a prevenção da sobrecarga do uso de carrier aggregation (discutida acima) diminui o custo por bit. De acordo com a GSMA, o custo por MHz de 100 MHz pode ser 70% menor do que com um canal de 20 MHz de largura. Tanto os consumidores como as empresas beneficiam dos serviços de banda larga mais acessíveis resultantes.

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