5G COT – Channel Occupancy Time nelle comunicazioni NR
Il termine 5G COT, ovvero Channel Occupancy Time, è fondamentale per comprendere il funzionamento del 5G in scenari condivisi di spettro, in particolare nei casi di accesso non autorizzato o non licenziato come le bande unlicensed o shared spectrum. Questo concetto si riferisce al periodo di tempo durante il quale un nodo 5G può trasmettere su un canale radio specifico prima di dover cedere l’uso dello spettro ad altri dispositivi o reti. È una delle chiavi per garantire la coabitazione equa tra diverse tecnologie wireless che condividono la stessa banda.
Oggi ti parlerò in dettaglio di come funziona il COT, dove viene applicato e perché è così rilevante per le reti 5G NR che operano in bande condivise, come ad esempio nel contesto di NR-U (New Radio-Unlicensed).
Che cos’è il Channel Occupancy Time
Il Channel Occupancy Time è definito come l’intervallo di tempo massimo durante il quale un sistema 5G NR può occupare un canale radio dopo averlo acquisito tramite una procedura di ascolto chiamata Listen-Before-Talk (LBT). Questo tempo massimo è regolato per assicurare una trasmissione equa e per ridurre l’interferenza tra diversi sistemi radio che operano nella stessa banda di frequenza.
Il COT include sia la trasmissione attiva (es. dati, segnali di controllo) sia eventuali brevi intervalli di inattività tra le trasmissioni successive, finché il canale viene mantenuto occupato dallo stesso sistema.
Applicazione del COT nel 5G NR-U
Il 5G NR-U (New Radio Unlicensed) è l’estensione del 5G per operare in bande non licenziate, come i 5 GHz o i 6 GHz. In questi scenari, il rispetto delle regole di accesso allo spettro è obbligatorio, e il COT è una di queste regole.
Prima di trasmettere, il nodo 5G deve monitorare il canale per assicurarsi che sia libero (meccanismo LBT). Una volta che il canale risulta libero, il sistema può occupare il canale per un tempo massimo definito come COT. Al termine di questo tempo, deve liberarlo e riavviare il ciclo.
Parametri tecnici del COT
I valori del COT non sono fissi, ma variano in base al tipo di LBT utilizzato e alla regolamentazione dello spettro nella regione geografica. I principali parametri da considerare sono:
- COT Max: Tempo massimo (es. 9 ms, 10 ms o 16 ms) concesso per l’occupazione del canale.
- Idle Gap: Intervalli di inattività accettabili che non terminano il periodo di COT.
- CBR (Channel Backoff Requirement): Tempo minimo da attendere prima di tentare una nuova occupazione.
Tipologie di LBT e impatto sul COT
Utilizzo del COT nei sistemi multi-accesso
Il COT è particolarmente critico in ambienti dove coesistono reti Wi-Fi e 5G NR-U. Entrambe utilizzano il LBT per accedere allo spettro e devono rispettare i limiti di tempo imposti. Il 5G sfrutta meccanismi avanzati per massimizzare l’efficienza dell’uso del canale durante il COT, come:
- Punctured Transmission: dove brevi pause sono gestite senza perdere il diritto di occupazione.
- Carrier Aggregation in Unlicensed Bands: più portanti in bande libere possono essere gestite contemporaneamente nel COT.
Funzioni RRC e MAC legate al COT
A livello di protocollo, le funzioni di gestione del COT sono distribuite tra i livelli MAC e RRC:
- MAC: Coordina il momento esatto in cui avviare la procedura LBT e determina la durata residua del COT disponibile per trasmettere.
- RRC: Configura i parametri COT e le regole di accesso radio, a seconda del tipo di servizio e priorità.
Perché il COT è cruciale nel 5G
Il COT permette di garantire una condivisione equa dello spettro tra più utenti e tecnologie. In ambienti densi come aeroporti, stadi o centri commerciali, più sistemi operano in bande non licenziate. Senza un limite al tempo di occupazione, un singolo nodo potrebbe monopolizzare lo spettro. Il COT previene questo scenario e migliora l’equità del throughput tra utenti.
Inoltre, il controllo del COT aiuta a ridurre l’interferenza, migliorando la stabilità e l’affidabilità del collegamento radio. Questo è particolarmente importante per le applicazioni che richiedono bassa latenza e alta disponibilità, come il controllo industriale, la realtà aumentata o i veicoli connessi.
Domani potremo entrare nel dettaglio di come funziona il meccanismo di Listen-Before-Talk nel 5G NR-U, che rappresenta la base operativa su cui si costruisce l’intero comportamento del Channel Occupancy Time.