Comprendre le 5G PRB : Physical Resource Block

Comprendre le 5G PRB : Physical Resource Block

Aujourd’hui, on va voir en détail ce qu’est le 5G PRB, ou Physical Resource Block, un concept fondamental dans les réseaux 5G. Le PRB est l’unité de base utilisée pour la gestion des ressources radio dans la technologie 5G NR (New Radio). Sa compréhension est essentielle pour optimiser les performances du réseau et la qualité de service. Cet article explique son rôle, sa structure, son fonctionnement, et son impact sur la transmission des données dans les réseaux mobiles 5G.

Définition et rôle du PRB en 5G

Le Physical Resource Block (PRB) est la plus petite unité de ressources radio assignée pour la transmission dans le plan physique du réseau 5G NR. Il sert à découper le spectre radio en unités temporelles et fréquentielles pour une gestion efficace de la bande passante disponible.

Concrètement, un PRB est défini sur deux dimensions :

• Fréquence : une certaine largeur de spectre, représentée par un nombre de sous-porteuses adjacentes.
• Temps : une certaine durée exprimée en symboles OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), généralement un slot ou une demi-trame.

Cette division permet d’allouer précisément la ressource aux utilisateurs en fonction de leurs besoins, ce qui est crucial dans un environnement 5G où la diversité des services (IoT, mobiles, URLLC, eMBB) impose une flexibilité extrême.

Structure technique du PRB

Dans la 5G NR, un PRB se compose d’un ensemble de sous-porteuses en fréquence sur une certaine durée en temps. Voici les dimensions caractéristiques :

• En fréquence : un PRB couvre 12 sous-porteuses consécutives.
• En temps : la durée est égale à un slot, qui contient généralement 14 symboles OFDM dans un système normal CP (Cyclic Prefix).

La largeur de sous-porteuse est variable selon la bande et la configuration, allant de 15 kHz à 240 kHz. Cette flexibilité permet d’adapter la granularité des ressources selon le contexte (bande basse, moyenne ou millimétrique).

Fonctionnement et allocation des PRB

Dans le réseau 5G, le contrôleur radio (généralement le gNodeB) gère la planification des ressources. Il décide quels PRB seront attribués à quel utilisateur selon divers critères :

• Qualité du signal (SINR, CQI)
• Type de service (latence, débit, fiabilité)
• Priorité utilisateur
• Conditions réseau (charge, interférences)

Chaque PRB alloué permet de transmettre un certain nombre de bits, fonction du schéma de modulation et du codage utilisé (MCS – Modulation and Coding Scheme). Le système adapte dynamiquement la quantité et la qualité des PRB attribués pour maximiser la performance tout en garantissant la qualité de service.

Impact du PRB sur la performance du réseau 5G

La gestion fine des PRB a un impact direct sur plusieurs aspects du réseau :

• Débit : plus de PRB attribués signifie un débit plus élevé.
• Latence : une allocation efficace réduit les délais de transmission.
• Fiabilité : l’allocation en fonction de la qualité radio assure une transmission robuste.
• Efficacité spectrale : une meilleure utilisation des PRB permet d’augmenter le nombre d’utilisateurs servis simultanément.

Le PRB est donc une brique essentielle pour atteindre les objectifs ambitieux de la 5G, notamment en termes de débit multi-gigabit, de faible latence pour les applications critiques et de connexion massive d’objets.

Exemple d’allocation de PRB

Supposons un scénario avec une largeur de sous-porteuse de 30 kHz et un utilisateur qui se voit attribuer 10 PRB sur un slot. Chaque PRB couvre 12 sous-porteuses, soit :

• En fréquence : 10 PRB × 12 sous-porteuses = 120 sous-porteuses
• En temps : 1 slot (14 symboles)

Si le schéma de modulation est 64-QAM et le codage adapté, cela permet de transmettre plusieurs milliers de bits sur ce bloc de ressources dans le slot alloué.

Ce découpage modulable des PRB en fréquence et temps est ce qui rend le 5G NR performant et flexible pour tous les usages.

Pour approfondir, découvrez comment les modulations et codages interagissent avec le PRB pour optimiser les transmissions 5G.