http://laserstrike.com.ua/ заходите, не пожалеете
Перспективы использования радиочастотного спектра сетями LTE и LTE Advanced PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Monday, 20 August 2012 01:46

Для внедрения решений ВКР-07 по системам мобильной связи семейства IMT (LTE) рабочие группы Партнерского проекта 3GPP и ETSI определили в тех-
нических спецификациях 17 полос радиочастот (диапазонов) для режима FDD и 8 полос для режима TDD (табл. 2.7) [24]. Кроме того, эти диапазоны также входят в число диапазонов, определенных в Рекомендациях МСЭ для развития сетей мобильного беспроводного доступа третьего и четвертого по колений (IMT Advanced).
Как видно из табл. 2.7, большинство частотных каналов режима FDD в линии «вверх», как правило, используют более низкие частоты, чем в линии «вниз», за исключением диапазонов 13 и 14.

Из сравнения табл. 2.7 и национальной ТРЧ следует, что диапазоны, предназначенные для развития сетей LTE, уже освоены или осваиваются в России для работы сетей мобильной связи и беспроводного доступа различных технологии:
790...862    МГц (для сетей воздушной радионавигации РСБН, первых со товых сетей DAMPS-800 и CDMA-800);
880...915/925...960    МГц (для сетей GSM-900);
1710... 1785 МГц / 1805... 1880 МГц (для сетей GSM-1800)
1900...    1980/2010...2025/2110...2170 МГц (для сетей 3G/UMTS);
2300...2400    МГц (для сетей WiMAX);
2500...2690    МГц (для сетей WiMAX и MMDS).

Таким образом, для внедрения сетей LTE в России необходимо реформировать использование радиочастотного спектра на основе национальных процедур его высвобождения и перепланирования.

Анализ технических спецификаций 3GPP и стандартов ETSI для систем LTE показывает, что для обеспечения требований МСЭ по скоростям передачи к IMT Advanced (табл. 2.8) диапазонов, выделенных сетям LTE (см. табл. 2.7), может не хватить для равноценного распределения частотного ресурса между национальными операторами.
Поэтому для развития IMT Advanced в варианте LTE Advanced проект 3GPP специфицировал большее, чем для LTE, число полос частот (22 полосы для режима FDD и 9 полос — для режима TDD) (табл. 2.9) [25]. Для гармонизации систем IMT Advanced и LTE Advanced последним было выделено дополнительно 200 МГц в диапазонах 22 и 41, а также применено инверсное использование полос частот для другого специфицированного диапазона — диапазона «цифрового дивиденда» 20 (791...862 МГц). Кроме того, у систем LTE Advanced появилась возможность одновременно использовать полосы 3410. ..3500 и 3510...3600 МГц как для режима FDD, так и для режима TDD без разделения полосы 3,4...3,6 МГц на непересекающиеся полосы FDD и TDD, как для полосы 2500...2690 МГц. Это свидетельствует о намерении разработчиков системы LTE Advanced внедрить концепцию «гибкого» использования спектра в полосе 3,4...3,6 ГГц [18, 19].
Из анализа табл. 2.9 и национальной ТРЧ видно, что в России уже осваивается одна из выделенных дополнительно системе LTE Advanced полос — полоса 3400...3600 МГц (диапазон 3,5 ГГц для сетей WiMAX).

Для разработки возможных сценариев применения специфицированных диапазонов частот, приведенных в табл. 2.7 и 2.9, проанализируем требования к ширине полосы частот каналов, используемых абонентскими и базовыми станциями сети LTE (табл. 2.10). В отличие от стандартного канала систем UMTS с шириной полосы частот 5 МГц каналы сетей LTE имеют масштабируемую ширину полосы частот в пределах от 1,4 до 20 МГц.
На рис. 2.13 показана взаимосвязь между шириной полосы частот канала (BW) и структурой передаваемого сигнала (transmission bandwidth configuration), выраженной числом ресурсных блоков NRB- Границы каналов определяются как значение нижней и верхней несущих частот, разнесенных на половину ширины полосы частот канала, например (FH + BW/2).. .(FB - BW/2).
Возможности использования частотных каналов сетей LTE можно определить, проанализировав доступные ресурсы диапазонов частот, предназначенных для внедрения сетей:

диапазон 900 МГц (доступный ресурс 35 МГц) используется, как правило, двумя-четырьмя операторами сетей GSM, располагающими полосами частот менее 10 МГц; типовой сценарий — использование каналов LTE с шириной полосы 1,4...5 МГц;
диапазон 1800 МГц (доступный ресурс 75 МГц) используется, как правило, двумя-четырьмя операторами «второй волны GSM», располагающими полосами частот более 10 МГц; типовой сценарий — использование каналов LTE с шириной полосы 5...10 МГц;
диапазон 2100 МГц (доступный ресурс 60 МГц) используется, как правило, операторами сетей UMTS, располагающими полосами частот более 10 МГц; типовой сценарий — использование каналов LTE с шириной полосы 5... 10 МГц;
диапазон 2600 МГц (для режима PDD доступный ресурс 70 МГц) определен как диапазон WAPECS и допускает использование других технологий; типовой сценарий — использование каналов LTE с шириной полосы 5, 10, 15 МГц.

Ввиду различной емкости диапазонов частот, выделенных сетям LTE (см.табл. 2.7), часть каналов с шириной полосы 1,4; 3; 5; 10; 15; 20 МГц не может быть использована, так как ширина полосы канала превышает ширину полосы частот конкретного диапазона LTE. Возможность применения каналов с
указанной шириной полосы частот в диапазонах сетей LTE отражена в табл. 2.11. Анализ табл. 2.11 показывает, что в диапазоне 7 и 38 могут приме няться каналы с шириной полосы 5, 10, 15 и 20 МГц.

При использовании диапазонов сетей GSM-900/1800 для сетей LTE в России возникают не только технологические, но и регуляторные проблемы: противоречия в принципах выдачи лицензии на развертывание сетей UMTS (W-CDMA/HSPA), сетей LTE и сетей GSM в диапазоне 900/1800 МГц (операторы GSM-900/1800 имеют региональные лицензии, а операторы 3G — национальные);
необходимость изменения сущности лицензий — до настоящего времени на услуги высокоскоростного доступа в сетях мобильной связи выда-
ются лицензии на услуги подвижной радиотелефонной связи (сети стандарта IMT/UMTS).

Использование в сети LTE различающихся по ширине (ассиметричных) полос частот каналов передачи и приема для базовых и мобильных станций в одном сеансе связи не является проблемой и будет зафиксировано в Releases 9,    10. В отличие от системы LTE в системе LTE Advanced для формирования широкополосных частотных каналов используется принцип агрегации (суммирования) базовых каналов с шириной полосы 1,4; 3; 5; 10; 15; 20 МГц для передачи суммарного сигнала. Для системы LTE Advanced суммарная ширина полосы канала до 100 МГц создается на основе агрегации множества базовых частотных каналов, называемых компонентными несущими (Component Carriers — СС), в передающих устройствах абонентских и базовых станций. Каждая компонентная несущая СС удовлетворяет требованиям Release 8 к ширине полосы частот канала системы LTE (см. табл. 2.10). Пример агрегации частотного ресурса каналов показан на рис. 2.14 [26].
Принцип агрегации позволяет удовлетворить требования МСЭ и 3GPP/ETSI к максимальной скорости передачи данных до 1 Гбит/с в системе LTE Advanced, а также обеспечить для этой системы:

-    совместимость с системой LTE Release 8;

-    агрегацию компонентных несущих как для прилегающих, так и для не прилегающих друг к другу частотных каналов и использование ассимет-ричных частотных каналов в режиме FDD;

-    гибкое использование спектра.

Наиболее приоритетные сценарии использования компонентных несущих в сетях LTE Advanced, определенные в исследованиях 3GPP [26], показаны в табл. 2.12.

Таким образом, использование диапазонов частот в сетях LTE и LTE Advanced будет основано на принципах мультидиапазонности, связанных с видом предоставляемой услуги и географической зоной обслуживания.

Главным диапазоном первого этапа развития сетей LTE в Европе (Район 1) станет диапазон 2500...2690 МГц (со стратегией использования парной полосы 2500...2570 МГц в линии «вверх», парной полосы 2620...2690 МГц в линии «вниз» для режима FDD и непарной полосы 2570.. .2620 МГц для режима TDD).
Диапазоны частот сетей GSM-900/1800 будут использоваться в сетях LTE и LTE Advance как дополнительные при приоритете диапазона сети GSM-900 (с учетом позиций регуляторов и производителей оборудования).

Критерием выбора значения необходимого частотного ресурса при планировании использования сетей LTE и LTE Advance будет служить их эффективность по сравнению с эффективностью действующих сетей IMT/UMTS последних модификаций (Releases 6, 7).