Lte диапазоны: Частотные диапазоны LTE | FDD/TDD | UL/DL | lte характеристики | LTE | LTE-A | lte характеристики | архитектура сети lte | обучение 4G | преимущества 4g | технические характеристики lte | построение lte сетей | структура сети lte | lte голос | отличие 4G от 3G

Агрегация несущих частот 4G+ в LTE

    Скорость мобильного
интернета зависит как от оператора связи, так и от вашего устройства. Когда при
описании сети оператора используются термины 4G+ или LTE-Advanced, то речь идет
о том, что на сети поддерживается технология агрегации несущих частот, она-то и
обеспечивает более высокие скорости мобильного интернета. Что это такое, как
это уже реализовано на сетях российских операторов мобильной связи, какие
устройства ее поддерживают – об этом данная статья. 


   Для понимания принципа работы этой технологии давайте представим
автомобильную дорогу. Очевидно, что пропускная способность дороги с двумя
полосами движения выше чем у дороги с одной полосой. А трасса с тремя или даже
четырьмя полосами позволяет пропустить еще большее количество разных автомобилей,
двигающихся с различными скоростями.

   Аналогично дорогам, в сотовой связи имеются несущие – радио
частоты на которых передается полезная информация. Если агрегировать
(объединить) несущие для передачи данных, то можно получить большую пропускную
способность сети, а значит и скорость мобильного интернета конкретного
абонента. 

    В Краснодарском крае для сетей 4-го поколения на момент
написания статьи (ноябрь 2018 года) используются четыре частотных диапазона:































Диапазон
частот


1800 МГц


2600 МГц


800 МГц


2600 МГц


Номер
диапазона по классификации 3GPP


B3


B7


B20


B38


Разделение
каналов


FDD


FDD


FDD


TDD


Распространение
сигнала (территория покрытия, проникновение в помещение)


среднее


низкое


высокое


низкое


Распространенность
у операторов


высокая


высокая


низкая


низкая


     При этом максимально
возможная скорость зависит от ширины полосы, которую использует оператор:













Ширина полосы, МГЦ


20


15


10


5


Максимальная скорость DL/UL, Мбит/с


150/50


112/37


75/25


37/12


     Ширина полосы и территория
покрытия каждого диапазона у операторов отличаются. Например, 20-й диапазон
пока используется только в прибрежных населенных пунктах в сети Мегафон
(Геленджик, Туапсе…). Не смотря на небольшую полосу в 5 МГц (37 Мбит/с) в этом
диапазоне, ограничения по мощности, сам диапазон имеет более широкую зону
покрытия, т.е. возможна установка усилителя сигнал на большем удалении от
базовой станции. 

    Другой пример, МегаФон имеет 40 МГц (300 Мбит/с)
непрерывного спектра 7-го диапазона, в то время как у других операторов только
10 МГц (75 Мбит/с). Это дает значительное преимущество оператору в виде высоких
скоростей и емкости сети для большего количества абонентов.  

   Третий пример, МТС в Краснодаре и Билайн в
Адыгее (Яблоновский) запустили новый диапазон LTE
 B38
 15/5 Мгц (112/12 Мбит/с),  в то время как у других операторов его нет.
Это дает абоненту стабильную высокую скорость интернета, потому что этот
диапазон  не работает на модемах, а
доступен только на дорогих телефонах типа Iphone,
Samsung Galaxy и т.п. и антеннах Prof-Link серий Giga и Premium.

    В спектре 3-го диапазона расклад следующий:
Мегафон 10 МГц и 15 МГц, МТС 10 МГц и 15 МГц, Билайн 10 МГц ,
Теле2  20 МГц .

    В различных
населенных пунктах края  у операторов возможны различные  варианты
полос частот. Посмотреть принимаемый диапазон частот, ширину канала в Мгц и
оценить максимально возможную скорость интернета  можно в устройствах,
представленных в нашем магазине,  отмеченных тегом  WEB
2.0
.

   Проводя дальше аналогию с автомобильными
дорогами можно сказать, что новый усилитель сигнала мобильного интернета
 должен уметь ехать по всем трем дорогам (полосам).

  Теперь поговорим, собственно об агрегации несущих частот. 

  На сегодня российские операторы в Краснодарском крае поддерживают
следующие комбинации агрегации несущих частот:













Оператор


МегаФон


МТС


Билайн


Теле2


Комбинации


B7+B7  (20+20 Мгц,       300 Мбит/с),


B3+B7* (10+20 Мгц, 225 Мбит/с),


B3+B7+B7* (10+20+20 Мгц, 375 Мбит/с)


B3+B7 (10+10 Мгц, 150 Мбит/с) ,


B3+B38 (10+15 Мгц, 187 Мбит/c)


B3+B7+B38 (10+10+15 Мгц,


262 Мбит/с)


B3+B7 (10+10 Мгц, 150 бит/с), 
   


  B3+B7+B38*
(10+10+15 Мгц, 262 Мбит/с)


 


 B3+B7 (20+10 Мгц, 225 Мбит/с)


(* в перспективе)

 

   Таким образом, максимальная
конфигурация имеется у МегаФон  это агрегация трех компонентов— 10 МГц из
3-го диапазона и 20+20 МГц из 7-го диапазона.

   Абонентские устройства
классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются
устройства 4-й категории cat.4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на
прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink
или UL) – 50 Мбит/с, при ширине канала в 20 Мгц.

Следующая ступень развития 4G->4G+ — это  устройства 6-й категории. Это означает что максимально
достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может
составлять 300 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с, при
ширине канала в 40 Мгц.

4G+ 9-й категории может выдать по максимуму 450/50 Мбит/с при агрегации трех несущих по 20 МГц.

   Устройства 4-й категории работают у всех 4-х российских операторов, устройства 6-й категории могут показать максимальные результаты в сетях МегаФон, Билайн и МТС.

   Агрегация несущих
появляется в устройствах начиная с 6-й категории. Устройства с cat.6 поддерживают агрегацию двух несущих, и уже есть в  нашем
магазине. Это, например серия антенн Prof-Link Premium.

   Абонентские устройства
классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются
устройства 4-й категории cat.4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на
прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink
или UL) – 50 Мбит/с, при ширине канала в 20 Мгц.

Следующая ступень развития 4G->4G+ — это  устройства 6-й категории. Это означает что максимально
достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может
составлять 300 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с, при
ширине канала в 40 Мгц.

4G+ 9-й категории может выдать
по максимуму 450/50 Мбит/с при агрегации трех несущих по 20 МГц.

Важно отметить, что это максимально
достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых — вы недалеко от
вышки или у вас хороший усилитель сигнала с качеством сигнала SINR/RSRP 30/-50
и выше, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен
оптический транспорт и др. 

Мы смогли протестировать агрегацию cat.6 частот Мегафон в вышеописанных условиях. Что из  этого вышло -
смотрите на видео.

  Какой категории LTE все-таки
выбрать усилитель сигнала? Если вы настроены получить
максимальный результат от установки усилителя сигнала мобильного
интернета,  в совокупности с безлимитным тарифом и минимальными затратами на
модернизацию оборудования при переходе на 5G, то следует выбирать
усилители cat.6 и выше. А если вам достаточно
небольших пакетов трафика, то возможно выбирать устройства cat.4. 

Содержание

Выбор частотных диапазонов 4G/3G в Hero 4G и Runner 4G – Keenetic

В веб-интерфейсе интернет-центров Keenetic Hero 4G (KN-2310) и Keenetic Runner 4G (KN-2210) можно выбрать или отключить определенные частотные диапазоны для 3G UMTS-FDD, 4G LTE-FDD и 4G LTE-TDD.

Каждый band (диапазон частот или кратко частота) можно включить и выключить. Из пула включённых частот интернет-центр автоматически выберет лучшую частоту в данный момент времени для подключения. В зависимости от изменения уровня принимаемого сигнала, окружающих шумов и загруженности базовой станции роутер автоматически может перейти на другую частоту.

Перейдите на страницу «Модем 4G/3G» и в разделе «Настройки подключения» нажмите «Выбрать частотные диапазоны».

В появившемся списке диапазонов отметьте нужные.

Таблица расшифровки частотных диапазонов:

Частотный диапазон (Band)

Дуплексный режим

Uplink, от абонента к сети (МГц)

Downlink, от сети к абоненту (МГц)

1

FDD

1920 – 1980

2110 – 2170

3

FDD

1710 – 1785

1805 – 1880

7

FDD

2500 – 2570

2620 – 2690

8

FDD

880 – 915

925 – 960

20

FDD

832 – 862

791 – 821

38

TDD

2570 – 2620

39

TDD

1880 – 1920

40

TDD

2300 – 2400

41

TDD

2496 – 2690

FDD и TDD — это аббревиатура названий методов разделения каналов. FDD (Frequency-Division Duplex) — использует частотное разделение каналов, TDD (Time-Division Duplex ) — использует временное разделение каналов. Дополнительная информация https://ru.wikipedia.org/wiki/LTE 

Полная таблица всех частотных диапазонов LTE представлена в https://en.wikipedia.org/wiki/LTE_frequency_bands 

TIP: Справка: Чем выше частота, тем большая скорость передачи данных, но меньшая дальность распространения сигнала.

Механизм выбора частот даёт возможность подключиться к другому сектору базовой станции.

Примеры, когда это может быть полезно:

  • В случаях когда роутер находится на границе двух секторов и подключение постоянно переключается с одного сектора на другой (с одной частоты на другую). В момент переподключения отсутствует доступ в Интернет.
  • Подключение может быть с отличным уровнем сигнала, но на данной частоте может быть узкая ширина канала (к примеру 5 МГц). Принудительное подключение на другой частоте к базовой станции с худшим уровнем сигнала, но более широким каналом (к примеру 20 МГц), может дать в итоге более высокие скорости передачи данных.
  • Базовые станции могут быть перегружены трафиком и количеством подключившихся абонентов, а подключение к более удалённой базовой станции на другой частоте с худшим сигналом в итоге может дать прирост в скорости. Также стоит обращать внимание отдельно как на скорость приёма, так и на скорость отдачи.

Примечание:

В интерфейсе командной строки (CLI) интернет-центра есть команда сканирования соседних базовых станций и поворотом антенны можно попробовать подключиться к ним.

Команда show interface cells покажет список базовых станций мобильных сетей.

Синтаксис команды:

(show)> interface <name> cells


<name> — 
полное имя интерфейса или псевдоним; список доступных интерфейсов можно увидеть с помощью команды interface [Tab]. Встроенный 4G/3G-модем по умолчанию имеет имя интерфейса UsbQmi0.

Пример вывода результатов работы команды:

(show)> interface UsbQmi0 cells

cells:
phy-id: 6f
rssi: -64

cells:
phy-id: 66
rssi: -76

 

Об LTE Advanced pro | Клиентам

Сегодня LTE Advanced pro работает в трех диапазонах 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц. Базовые станции диапазона 2600 МГц используются на загруженных базовых станциях Минска и всех областных центров, и многих районных центрах страны.

Карта покрытия LTE (4G):

1

Диапазон БС:

LTE 800:
диапазон 800 МГц (и более низкие диапазоны) характеризируется большим радиусом действия и предназначен для обеспечения широкого географического покрытия LTE. Именно в этом диапазоне разворачиваются сети в сельской местности.

LTE 1800:
диапазон 1800 МГц является основным для обеспечения покрытия сети мобильной связи по технологии LTE в населенных пунктах. Использование данного диапазона позволяет обеспечить разумный компромисс между радиусом действия, проникновением в помещение и пропускной способностью.

LTE 2600:
использование диапазона 2600 МГц обеспечивает улучшение пропускной способности сети, а следовательно увеличения скорости передачи данных в местах наибольшего скопления пользователей 4G. Места для базовых станций с этим диапазоном выбираются исходя из их загруженности и потребностей абонентов. Таким образом, абоненты могут пользоваться 4G-связью еще более комфортно.

2

Средняя скорость:

Информация о покрытии сети носит ориентировочный характер, фактическое покрытие сети и фактическая скорость приема/передачи данных зависит от типа и характеристик абонентского устройства, радиоусловий в месте нахождения абонента, особенностей рельефа и метеорологических условий, количества абонентов с устройствами, работающими в той же соте.

Количество БС по операторам, на дату 09.

03.2021:

Проект по внедрению сети LTE – один из ключевых в продуктовом пакете beCloud. В декабре 2015 года первый инфраструктурный оператор запустил в коммерческую эксплуатацию технологию высокоскоростной передачи данных LTE Advanced pro в городе Минске.

Подрядчиком первого этапа развития проекта стала компания «Бел Хуавэй Технолоджис» – белорусское представительство крупного китайского вендора Huawei – отвечающая за своевременную поставку оборудования для сети LTE Advanced pro, его монтаж и пусконаладочные работы, а также за сдачу заказчику в эксплуатацию готовых систем.

Технология LTE (4G) – новый стандарт широкополосной беспроводной связи. По данным международной ассоциации GSA (Global mobile Suppliers Association) в мире уже запущено 788 сетей (по данным на март 2020 г.).

Для чего нужна технология LTE Advanced pro?

  • Повышение скорости передачи данных в беспроводных сетях,
  • Возможность предоставления большего спектра услуг пользователям LTE,
  • Понижение стоимости предоставляемых услуг,
  • Повышение гибкости использования уже имеющихся систем,
  • Повышение доступности мобильной связи для абонентов мобильных операторов.

В 2017 году корпорация Ericsson Nikola Tesla поставила оборудование и ввела в эксплуатацию сеть LTE еще в трех регионах страны — Гомельском, Брестском и Могилевском, а также обеспечила соответствующее сопровождение оборудования — проектирование, монтаж и ввод в эксплуатацию. Партнерство с beCloud включило в себя вторую фазу строительства белорусской 4G-сети, а также необходимое обновление программного обеспечения и предоставление сопутствующих услуг.

«LTE Advanced pro интересна пользователям, в первую очередь, своими скоростями. Скорости в сети LTE Advanced pro значительно выше, чем в сети 3G. При планировании сети мы постарались найти разумный компромисс между покрытием и емкостью сети, поэтому можно утверждать, что средние скорости составляют порядка 30 Мбит/с, но никаких ограничений, чтобы достичь тех же 100 или 140 Мбит/с у абонентов нет», – отмечает Михаил Дука, заместитель генерального директора по электросвязи beCloud.

Спустя год количество базовых станций 4G в Беларуси превысило одну тысячу, технические специалисты beCloud зафиксировали взрывной рост объема загруженных данных. Тысячная базовая расположена в районе населенного пункта Быкачино, в Китайско-Белорусском индустриальном парке «Великий Камень».

Популярность технологии, в первую очередь, объясняется возросшим пользовательским интересом, количеством запущенных в коммерческую эксплуатацию базовых станций как в Минске, так и в регионах Беларуси, а также расширением LTE-сети. Главное преимущество технологии LTE заключается в гораздо более высоких скоростях мобильного интернета. И если максимально входящая скорость для абонентов белорусских 3G-сетей ограничена 42 Мбит/с, то в сети 4G она достигает 150 Мбит/с (при средней скорости 25 Мбит/с в Минске).

«Подобные изменения позволили инфраструктурному оператору безоговорочно обеспечить более высокую скорость передачи данных для белорусских пользователей даже при сохраняемой большой нагрузке на базовые станции. Добавлю, что подобных значительных изменений на рынке мобильных услуг в Беларуси до сегодняшнего момента просто не существовало. beCloud, как инфраструктурному оператору, единственному развивающему технологию в нашем регионе, удалось кардинально поменять телеком-бизнес и всего лишь за три года сделать 4G доступным как в Минске, так и в регионах», – отмечает генеральный директор beCloud Олег Седельник.

Емкость сети LTE увеличилась на четверть благодаря полученному beCloud дополнительному частотному ресурсу в диапазоне 1800. Кроме того, оператором постоянно ведутся работы по строительству новых базовых станций. Таким образом, только в диапазоне 1800 работает уже больше 2 тысяч базовых станций 4G.

В марте 2019 года инфраструктурный оператор объявил о предоставлении доступа к сети 4G мобильному оператору А1. Первыми использовать передачу данных в сети четвертого поколения смогли абоненты А1 в Минске и Минском районе, а также Гомеле.

С августа 2020 года начато использование диапазона 800 МГц на территории Гомельской области. Это позволило предоставить возможность использования технологии LTE — 82 % населения.

Объясняем, что такое LTE-U, чем отличается от LTE-A и как это связано с сетями 5G

Компании Ericsson и Qualcomm в этом году начали продвигать придуманную ими же технологию LTE-U. Чем это лучше, чем уже доступный даже в России LTE-A? И что вообще значат все эти буквы?

Начнем с названия. Первая аббревиатура, LTE-A, — это LTE-Advanced, то есть «продвинутая сеть четвертого поколения». Они уже развернуты во многих местах планеты. В свою очередь, LTE-U — это никакое не LTE-Ultimate или LTE-Unbeatable, как можно было бы подумать: «U» здесь означает «Unlicensed». То есть данная технология подразумевает использование нелицензируемого спектра частот.

Что значит нелицензируемого? С этим все просто: большинство частот и, в частности, те, на которых работают сотовые операторы или, скажем, вещают радиостанции, являются лицензируемыми. Они контролируются государством, и передавать что-то в эфир на этой частоте может только кто-то один — тот, кому выдана лицензия. Лет 20 назад, кстати, если кто помнит, даже на использование мобильного телефона тоже выдавалось разрешение, поскольку спектр лицензируемый.

Для маломощных же бытовых передатчиков выделены нелицензируемые диапазоны: в них может вещать кто угодно. Согласитесь, глупо было бы выдавать разрешение, скажем, на каждый игрушечный радиоуправляемый автомобиль. Главное при использовании таких «свободных» частот — не превышать определенной мощности передачи, чтобы не мешать другим пользователям.

Идея LTE-Unlicensed заключается в том, чтобы развертывать сети LTE на свободных частотах. Разумеется, речь идет о маломощных базовых станциях, предназначенных для работы в помещениях

Например, диапазон 27 МГц используется игрушками, 433 МГц — рациями, 2,4 и 5 ГГц — роутерами Wi-Fi и так далее. В разных странах, кстати, частоты выделяются разные, что порождает известные проблемы совместимости: от радиоприемников в японских машинах до привезенных из США телефонов, которые нередко не работают в российских сетях LTE.

Идея LTE-Unlicensed заключается в том, чтобы развертывать сети LTE на свободных частотах. Разумеется, речь идет о маломощных базовых станциях, то есть фемто- и пикосотах, предназначенных для работы в помещениях. Чем больше «свободных» частот они смогут агрегировать, тем быстрее будет происходить передача данных.

Сразу же возникает мысль о том, зачем тогда Wi-Fi? А от Wi-Fi никто отказываться не предлагает: наоборот, технология продолжает использоваться для того, для чего была предназначена, а именно для построения небольших беспроводных локальных сетей.

Для предоставления услуг широкополосного доступа в Интернет ее стали использовать из-за отсутствия более подходящих технологий. Ведь в Wi-Fi никак не реализовано самое главное: правильное управление эффективностью сети при большом количестве абонентов, безопасная авторизация и прочие вещи типа агрегации несущих — одновременного использования разных диапазонов частот.

В LTE все эти вещи есть по умолчанию. А поскольку нелицензируемый спектр состоит из множества «клочков» или «белых пятен» в разных диапазонах, именно агрегация всех их позволит обеспечить высокую пропускную способность сети.

Сотовые сети 5G: как они будут работать, зачем нужны и когда будут доступны — http://t.co/27iaXMktJE pic.twitter.com/wnkjiuaos9

— Kaspersky Lab (@Kaspersky_ru) May 22, 2015

Пока нет сетей 5G, Wi-Fi сможет выполнять роль среды для подключения к Сети компьютеров, телевизоров и других бытовых приборов. А более важные и активные потребители трафика — смартфоны и планшеты — отправятся в LTE-U. Причем для их интеграции с домашней сетью придумали технологию Link Aggregation, при которой LTE и Wi-Fi объединяются и их общий частотный ресурс становится доступным для устройств, поддерживающих обе технологии.

Это позволит также балансировать нагрузку между сетями и задействовать обе сети сразу для ускорения передачи данных. И, конечно, будет возможен бесшовный переход из одной сети в другую без прерывания текущей сессии. То есть такой бесплатный домашний роуминг.

Реализация LTE-U будет примерно такой же, как сегодня это происходит с 3G-фемтосотами: абоненту нужно будет приобрести специальную фемтосоту и в обязательном порядке подключить ее у своего сотового оператора.

Для этого обычно поднимается зашифрованный VPN-канал через домашнего провайдера, и далее у вас дома появляется два разных с логической точки зрения канала, физически работающих через один кабель.

Разумеется, от использования LTE-U скорость внешнего канала, идущего к провайдеру и далее в Интернет, не повысится. Однако мобильные устройства получают возможность использовать беспроводные ресурсы более эффективно.

Чем #LTE-U лучше #LTE-A, как это связано с #5G и что вообще значат все эти буквы?

Tweet

Однако все не так идеально в том смысле, что для реализации LTE-U требуется участие операторов, а этим ребятам технология далеко не всегда интересна. Дело в том, что для разгрузки своих сетей от абонентов, работающих в помещениях (иными словами, для решения той же задачи, для которой придумана LTE-U), многие операторы уже начали использовать Wi-Fi Offload.

То есть развернули масштабные сети Wi-Fi, реализовали на них «костыли» в виде бесшовного перехода и авторизации по SIM-карте, запускают передачу голоса через Wi-Fi и так далее. В общем, вложились в инфраструктуру, и теперь им нужно окупать сделанные инвестиции. А когда инвестиции отобьются — уже появится 5G.

В свою очередь, те операторы, которые еще не начали заниматься проблемой невероятно быстрого роста трафика, стоят перед дилеммой: тоже инвестировать в Wi-Fi Offload или же поверить в LTE-U, оборудования с поддержкой которого пока нет, и «взлетит» ли технология — еще хороший вопрос.

Устройства MIG поддерживают работу в технологии LTE в диапазоне 450 МГц (В31)

 

MIG расширила возможности промышленных планшетов MIG T10, MIG T8X и смартфон MIG S6. Теперь они могут работать не только в стандартных LTE-диапазонах, но и на частоте 450 МГц (LTE-450).

 

 

Напомним, что сеть в диапазоне 450 МГц оператор связи Tele2 запустил в 2016 году под брендом Skylink. Ее преимуществом стала более широкая зона покрытия, благодаря которой скоростной интернет стал доступен жителям отдаленных населенных пунктов.  

 

Кроме дальнобойности и высокой проникающей способности особенности LTE-450 позволяют обеспечить устойчивый доступ в сеть Tele2 разным категориям пользователей. В их число входят крупные корпорации, госкомпании, спецпотребители (полиция, военные комиссариаты, подразделения Росгвардии, МЧС), а также службы экстренной помощи (скорая помощь, пожарные части). За счет того, что частота 450 МГц менее загружена, чем стандартные диапазоны, спецпользователи могут быть уверены в стабильности соединения даже в периоды наибольшей нагрузки на сеть в стандартных LTE-диапазонах.  

 

Важным преимуществом LTE-450 является большая зона действия. Одна базовая станция, работающая в диапазоне 450 МГц, покрывает территорию более 1000 квадратных километров. Это в 100 раз превышает возможности аналогичного оборудования на частотах 2600 МГц. Этим же обуславливается и более низкая стоимость разворачивания инфраструктуры. 

 

Услуги доступа в интернет под брендом Skylink доступны в Москве и Подмосковье, Санкт-Петербурге и Ленинградской области, Тверской и Новгородской областях. При этом сеть может быть развернута быстро и недорого в любом регионе Tele2 под бизнес-задачу заказчика на взаимовыгодных условиях и при наличии экономически эффективного кейса. 

 

Защищенное оборудование MIG —  это современные планшеты и смартфоны, созданные для многолетней (5+ лет) интенсивной эксплуатации в самых суровых условиях. Пыле-влагозащищенные корпуса гарантируют работоспособность устройств в жестких условиях (мороз и жара, снег и дождь, резкие перепады температур до 100 С°, запыленные помещения), а специальная архитектура устройств повышает их живучесть при небрежном обращении, вибрациях, многочисленных ударах, и падениях. Кроме того, устройства MIG совместимы с российскими программными средствами криптографической защиты информации, а также с средствами антивирусной защиты. Всё это позволяет сделать защищённые планшеты и смартфон полноценными элементами корпоративной доверенной среды.

 

Стоит отметить, что промышленные планшеты MIG T10, MIG T8X в архитектурах ARM поддерживают и классические диапазоны LTE. В устройствах используются два модема: один для стандартных диапазонов связи, другой – чтобы организовать связь для спецпользователей и расширить классические возможности планшетов. На каждый модем есть свой sim-слот. 

 

Таким образом, промышленное оборудование MIG может широко применяться в различных сферах, где необходима высокая информационная безопасность каналов связи: государственные службы (МВД, МЧС, Минздрав и т.д.), а также в отраслях добычи нефти и газа, горной добычи, энергетики и т.д.

 

Ситуация на рынке LTE и 5G. Срез на ноябрь 2018 года

Ассоциация GSA опубликовала отчеты о состоянии сетей LTE и 5G в мире. В данном обзоре представлены основные аспекты опубликованных отчетов конца октября – начала ноября 2018 года:

  • Эволюция от LTE к 5G — состояние мирового рынка (Evolution from LTE to 5G: Global Market Status),
  • Гигабитный LTE — анализ внедрений в мире (Gigabit LTE Networks: Analysis of Deployments Worldwide),
  • LTE в нелицензированном и разделяемом спектре (LTE in Unlicensed and Shared Spectrum: Trials, Deployments and Devices),
  • Частотный ресурс для сетей 5G (Spectrum for Terrestrial 5G Networks: Licensing Developments Worldwide).

5G:

  • 74 оператора в 43 странах заявили о своем интересе к построению сетей 5G и о своих планах по их запуску в период с 2018 по 2022 годы;
  • 182 оператора в 78 странах проводят тестирование сетей 5G или FWA 5G;

LTE:

  • 869 операторов инвестируют в развитие LTE, включая этап тестирования;
  • развернуто 715 коммерческих сетей LTE в 208 странах;
  • 185 операторов владеют лицензиями на LTE TDD и 121 оператор инвестируют в построение TDD сетей;
  • ожидается, что к концу 2019 года количество коммерческих сетей LTE в мире составит 760-780;

VoLTE:

  • 176 коммерческих сетей в 86 странах поддерживают технологию VoLTE и 240 операторов в 111 странах заняты внедрением технологии VoLTE;

LTE-A, Gigabit LTE:

  • в 122 странах запущены 270 сетей по технологии LTE-Advanced, 310 операторов в 130 странах инвестируют в развитие данной технологии;
  • 301 оператор в 128 странах развивают, минимум одну из трех ключевых технологий Gigabit LTE – Carrier Aggregation, MIMO 4×4, 256QAM;
  • 95 операторов в 56 странах развивают все три ключевые технологии Gigabit LTE;
  • 47 операторов в 32 странах развернули все три технологии Gigabit LTE;
  • 22 оператора анонсировали максимальную гигабитную теоретическую пропускную способность (или очень близкую к 979 Мбит/с) в DL канале на своих коммерческих сетях;
  • Почти 10% всех запущенных сетей LTE-Advanced могут поддерживать теоретические скорости DL для платформы UE Cat-16 или выше;
  • Четыре оператора имеют выделенные сегменты сети, способные обеспечивать максимальные скорости в DL-канале, поддерживаемые устройствами UE Cat-18 DL (т. е. максимальная теоретическая пропускная способность до 1,2 Гбит/с) – 3HK, China UNicom, Swisscom, Turkcell;

IoT:

  • 123 оператора заняты развитием NB-IoT в 61 стране, из них 65 сетей NB-IoT уже построены. 50 операторов развивают LTE-M/Cat-M1 в 29 странах, 22 сети LTE-M/Cat-M1 запущены;

Нелицензионный диапазон:

  • Шесть сетей LAA запущены в пяти странах, в 17 странах проводятся испытания технологии на сетях 22 операторов;
  • Три сети LTE-U, запущены в трех странах; в семи странах восемь операторов проводят тестирование;
  • Одна сеть LWA, запущенна на Тайване, два оператора (в Южной Корее и на Тайване) проводят испытание технологии;
  • в Южной Корее один оператор проводит тестирование сети eLAA;
  • Десять операторов, заняты развитием сетей CBRS в США;
  • Двадцать два коммерчески доступных чипсета поддерживают работу в нелицензируемом диапазоне;
  • Сто пользовательских LTE устройств поддерживают работу в нелицензируемом диапазоне.

Основными драйверами развития сетей LTE, LTE-Advanced, LTE-Advanced Pro и в последнее время 5G для операторов – это обеспечение большей емкости, производительности и снижение затрат на доставку контента до абонента. По сравнению с 3G, внедрение LTE повысило требования к приложениям, таким как интерактивное ТВ, видео-блоги, различные игровые сервисы. В частности, применение технологии LTE-Advanced в части агрегации частот существенно повышает пропускную способность сети до абонента и является основным направлением развития отрасли.

Не менее высок интерес и к технологии LTE-Advanced Pro, которая привносит новые, стандартизованные по всему миру LPWA-решения — LTE Cat-M1 (LTE-M, eMTC) и Cat-NB1 (NB-IoT) и новые возможности для бизнеса. И хотя решения LTE-Advanced и LTE-Advanced Pro у большинства операторов еще не реализованы, производители оборудования и операторы связи уже присматриваются к сетям 5G для удовлетворения дальнейшего роста потребностей.

Во втором квартале 2018 года продолжалось строительство сетей LTE по всему миру (рис. 1). Хотя данная технология уже широко представлена на мировом рынке, ее внедрения продолжаются, и несколько стран недавно объявили о начале предоставления услуг 4G. На африканском континенте сети LTE остаются менее распространены, чем в остальном мире. При этом, построение операторами сетей LTE в Африке идет значительными темпами.

Рисунок 1. Развитие LTE. Запущенных сетей в год и нарастающим итогом, включая мобильные и FWA сети)

Для построения большинства сетей LTE используется режим FDD. Режим TDD LTE рассматривается в основном как дополнительный инструмент для обеспечения высокоскоростного мобильного широкополосного доступа. Многие операторы развернули на своих сетях LTE и FDD, и TDD.

Диапазоны TDD представляют несомненный интерес для будущих реализаций сетей 5G. Например, за последние два месяца в Финляндии и Италии на аукционах были разыграны частоты в диапазонах TDD, которые будут использоваться для внедрения новой технологии. Италия разыграла частоты в диапазоне 3.6-3.8 ГГц, а Финляндия выдала лицензии в частотных диапазонах 3410-3540 МГц, 3540-3670 МГц и 3670-3800 МГц. Кроме того, Литва и Франция начали консультации по использованию диапазона 3.4-3.8 ГГц, а Молдавский регулятор объявил конкурс на диапазоны TDD 38, 42 и 43.

GSA определила 182 оператора в 78 странах, которые запустили (в ограниченной функциональности), продемонстрировали, протестировали или имеют временную лицензию на проведение испытаний технологий 5G (по сравнению с 154 операторами в августе 2018).

1 октября американский оператор Verizon Wireless запустил услугу доступа 5G FWA в крупных городах. Его сервис называется 5G Home и предлагает скорости в DL-канале до 300 Мбит/с. Данная реализация не соответствует требованиям 3GPP, но соответствует собственной спецификации 5G Verizon. Данный стандарт будет обновлен, чтобы стать совместимым с 3GPP, как только оборудование для стандартизованных 3GPP сетей выйдет на рынок. GSA знает еще о двух запущенных с ограниченной функциональностью 5G мобильных сетях и четырех запущенных с ограниченной функциональностью сетях 5G FWA. Еще 74 оператора связи в 43 странах мира объявили о намерениях сделать технологию 5G доступной для своих клиентов в период с 2018 по 2022 год.

На рисунке показаны страны и запланированные даты запусков в них сетей 5G. Отображены только те регионы, в которых именно операторы (а не правительства) объявили о своих планах.

Рисунок 2. Ближайшие заявленные сроки запуска сетей 5G в странах (включая мобильные и FWA сети)

В общей сложности 240 операторов занимаются развитием услуги VoLTE на своих сетях в 111 странах, в том числе 176 операторов оказывают услуги VoLTE в 86 странах. Это показатель увеличился с момента публикации последнего отчета в августе 2018 года на 20 операторов в 10 странах. В сентябре 2018 года прошло несколько коммерческих запусков услуги VoLTE в Азии и Африке – Etisalat Egypt, Alfa в Ливане и MTN в Южной Африке. Ooredoo (Мьянма) объявила о пилотном проекте VoLTE на одном объекте своей сети. По словам представителей прессы, в октябре американский оператор Sprint начал подготовку к предоставлению услуги VoLTE в 15 штатах.

GSA известно еще о 48 операторах, планирующих развитие сервиса VoLTE на своих сетях. Еще шестнадцать операторов проводят тестирование услуги.

Во втором квартале 2018 года продолжился положительный тренд внедрения сетей для IoT на базе NB-IoT и LTE-M. По состоянию на конец октября 2018 года 123 оператора в 61 стране заняты построением сетей NB IoT, с момента публикации последнего отчета запущено 65 сетей NB IoT в 40 странах.

Развитие NB-IoT операторами связи продолжается по всей Европе. T-Mobile в Чехии, Vodafone Malta и Elisa в Эстонии за последние два месяца начали оказывать коммерческие услуги. Российская компания Megafon/Yota объявила о расширении сети NB-IoT, Crnogorski Telekom в Черногории начала тестирование технологии.

За пределами Европы AT&T Mobility USA и AT&T Mexico объявили о планах запуска NB-IoT в 2019 году. Американское подразделение компании также сообщило, что развернет технологию IoT в городе Сан-Хосе.

Еще 50 операторов заняты построением сетей LTE-M в 29 странах, включая 22 запущенных сети LTE-M в 16 странах. Российский оператор МТС подписал соглашение с компанией Ericsson о модернизации сети оператора и подготовке ее к внедрению технологий LTE-M и NB-IoT.

В последние месяцы операторы мобильной сети и поставщики оборудования реализуют целый ряд технологических возможностей, которые вместе позволяют обеспечить высокую теоретическую пиковую скорость в DL-канале. В отрасли особое внимание уделяется трем технологиям из LTE-Advanced – агрегации несущих (Carrier Aggregation), 4×4 MIMO и модуляции 256QAM в DL-канале, которые при совместном использовании и при наличии достаточного радиочастотного спектра позволяют обеспечивать максимальные пиковые скорости в DL-канале, приближающиеся или даже превышающие 1 Гбит/с. Такие сети часто называют сетями «Gigabit LTE», по аналогии с термином, который используется в отрасли фиксированной широкополосной связи.

Ожидается, что многие операторы связи очень скоро на своих существующих сетях достигнут гигабитных скоростей, поскольку они будут переиспользовать существующие или приобретать новые частотные ресурсы, на основании которых станут применять новые комбинации агрегации частот, развивать технологию MIMO.

Статус LTE-Advanced

Инвестиции в сети LTE-Advanced продолжают расти. По состоянию на конец октября 2018 года в 122 странах запущено 270 коммерческих сетей стандарта LTE-Advanced. В общей сложности 310 операторов вкладывают средства в развитие этой технологии (проведение тестирования, опытной эксплуатации, строительства сетей или предоставления коммерческих услуг) в 130 странах.

Ассоциация GSA отслеживает прогресс в развитии технологий LAA/eLAA, LWA и LTE-U. По данным на конец октября 2018 года 28 операторов инвестировали в LAA (включая шесть запущенных коммерческих сетей), одиннадцать операторов, инвестировали в LTE-U (включая три запущенные коммерческих сети) и три оператора инвестировали в LWA (включая одну запущенную коммерческую сеть). Один оператор проводит испытания технологии eLAA. Недавно некоторые сторонники развития технологии LTE-U заявили о планах переориентации на LAA в 2018 году. Самые быстрые коммерческие сети LTE-Advanced для каждой страны, выраженные с точки зрения категорий, поддерживаемых UE DL представлены на рис.3.

Рисунок 3. Самые быстрые коммерческие сети LTE-Advanced, указанные в разрезе категорий поддерживаемых устройств DL

Количество коммерческих сетей, способных работать с Cat-18 DL в мире осталось неизменным с прошлого отчета — четыре сети. Значительные различия в скоростях в DL в разных странах является ожидаемыми, поскольку у операторов по всему миру различается доступная им ширина спектра и частотные диапазоны, которые они могут объединить, чтобы увеличить максимальную пропускную способность.

Развернутые сети также различаются с точки зрения поддержки дополнительных опций, таких как использование модуляции 256QAM и 4×4 MIMO. Также, некоторые операторы сообщают о теоретически достижимых в лабораторных условиях скоростях в DL, другие сообщают о скорости тестирования «живой» сети.

На рис.4 показаны данные по поддержке сетями LTE-Advanced тех или иных категорий мобильных устройств (UE).

Рисунок 4. Процент сетей LTE-Advanced, поддерживающих устройства определенных категорий

Агрегация несущих является основной особенностью сетей LTE-Advanced. В лабораторных тестах и демонстрациях агрегируются различное количество несущих и достигается различная суммарная ширина радиочастотного спектра, но в коммерческих сетях количество агрегированных несущих не превышает пяти. В рамках тестов было агрегировано до 10 несущих, например, SK Telecom в Южной Корее.

Технологические аспекты Gigabit LTE

Несмотря на то, что в стандартах LTE-Advanced описано много функций, в рамках отчета рассматриваются три из них:

• Агрегация несущих (Carrier Aggregation, CA) — процесс объединения нескольких полос радиочастот для увеличения скорости передачи; данный метод обычно используется в DL-канале, но также возможно использование и в UL-канале. Несущие могут находиться в лицензируемом и не лицензируемом диапазонах и иметь различную ширину спектра. Может быть агрегировано различное количество несущих. В настоящее время коммерческие сети обычно объединяют две, три или четыре несущих;

• 4×4 MIMO (4×4 Multiple In Multiple Out) — использование нескольких антенн, создающих четыре передающих и четыре приемных радиоканала (4T4R) для увеличения пропускной способности канала. При лабораторных испытаниях и на коммерческих сетях также может использоваться более высокий уровень MIMO, включая 8T8R и Massive MIMO. В существующем коммерческом оборудовании Massive MIMO может состоять из 64 каналов передачи и 64 каналов приема. Еще более высокие уровни MIMO, такие как 128T128R, разрабатываются и используются при организации пилотных зон, но пока не развернуты в коммерческих сетях. Наиболее распространенной схемой построения сети в настоящее время является схема 4×4 MIMO, поскольку больше всего оборудования и конечных устройств, из представленных на рынке, поддерживают данную технологию. Massive MIMO исследуется операторами, планирующими пути миграции сети от сетей LTE к сетям 5G и разворачивается в определенных тестовых зонах сети. В отчете учитываются все сети с использованием 4×4 MIMO или вариантов MIMO более высокого порядка;

• 256QAM в DL-канале — схема модуляции, указанная в версии 3GPP Release 12, все чаще используется в коммерческих сетях. Данная схема увеличивает количество бит, передаваемых одним символом, однако приводит к ужесточению требований к допустимым отношениям сигнал/шум.

Сети LTE с использованием трех основных функций Gigabit LTE

На рис.5 показано количество сетей, в рамках которых развернута CA (любое количество несущих, в том числе в нелицензированном спектре), 4×4 MIMO (или выше) и 256QAM. На графике показано количество сетей, использующих все три функции.

Рисунок 5. Коммерческие и тестовые сети, использующие три основных функции LTE-Advanced

На рис. 6 показаны страны, в которых запущены коммерческие сети, использующие все три функции Gigabit LTE, рассмотренные в этом отчете, и прочие страны, в которых операторы еще не развернули все три технологии.

Рисунок 6. Страны, развернувшие сети с поддержкой CA, 4×4 MIMO и 256QAM

Пиковые скорости в DL в коммерческих сетях Gigabit LTE

GSA определила 22 коммерческие сети, способные обеспечить максимальную теоретическую пропускную способность около 1 гигабита (979 Мбит/с или более) в DL-канале. При этом, для достижения операторами гигабитных скоростей не требуется использовать все три технологии Gigabit LTE.

В некоторых случаях операторы, владеющие широким спектром или использующие нелицензированный диапазон частот наряду с лицензированным (по технологии LAA), смогли достичь очень высоких скоростей. В России сеть уровня Gigabit LTE развернула компания Megafon/Yota (пиковая скорость 979 Мбит/с).

Максимальная скорость передачи данных в сети мобильной связи в значительной степени зависит от максимальной агрегированной полосы спектра и только с устройствами, использующими UE Cat-16 или UE Cat-18.

Почти 10% всех сетей LTE-Advanced могут поддерживать теоретические скорости DL для устройств Cat-16 или выше. Ожидается, что доля таких устройств начнет быстрый рост с конца 2018 года.

GSA определила шесть коммерческих сетей LAA. С момента публикации последнего отчета в июле 2018 года появились две новые сети использующие нелицензионный диапазон (обе — LAA) — Smartone в Гонконге и TIM в Италии. Сеть Smartone начала работать в августе 2018 года в нескольких оживленных местах города. Оператор Smartone заявляет, что сеть обеспечивает скорость 1 Гбит/с с агрегацией 5 несущих, 4×4 MIMO и 256QAM.

Из других рабочих сетей LAA, две находятся в США — сети операторов AT&T и T-Mobile. Остальные две сети — это AIS в Таиланде и МТС в России.

Существуют две запущенные сети LTE-U – AIS в Таиланде и T-Mobile в США. Сеть T-Mobile (США) была запущена в июне 2017 года в шести городах. При этом, оператор T-Mobile в ноябре 2017 года объявил, что планирует перенести свой фокус развития сети с LTE- U в сторону LAA. В том же году сеть LAA была введена в эксплуатацию.

Vodacom в Южной Африке развернул LTE-U на своей сети в очень ограниченном масштабе в Мидранде в 2016 году, но он также недавно объявил о планах по переходу на LAA (в настоящее время тестируется в том же месте) в национальном масштабе.

Существует одна запущенная сеть LWA: Chunghwa Telecom на Тайване.

В настоящее время 33 оператора заявили о проведении испытаний или планирования сетей с использованием технологий LAA, LTE-U, eLAA или LWA.

Один выдающийся тест LAA с момента публикации предыдущего отчета был проведен компанией Verizon в США. В рамках тестирования была достигнута скорость 1,45 Гбит/с на сети оператора 4G LTE в Нью-Йорке. Он использовал агрегирование шести несущих в лицензионных диапазонах PCS и AWS с четырьмя каналами LAA.

Чипсеты для работы в нелицензионном диапазоне LTE

Чипы, необходимые для реализации LTE-U, LAA, LWA, CBRS и иных связанных сетевых функций, представлены в нескольких вариантах. Ключевым элементом являются модемы и мобильные процессоры, которые могут обрабатывать агрегирование несущих как в лицензионном, так и в нелицензионном спектре, и обеспечивать пропускную способность, создаваемую такой агрегацией. Baseband SoCs (System on Chip) также должны быть способны поддерживать соответствующие технологии на базовой станции.

На сегодняшний день GSA определила 22 набора микросхем:

  • одиннадцать мобильных процессоров/платформ;
  • четыре дискретных сотовых модема;
  • один DSP-чипсет;
  • четыре базовые станции SoCs;
  • два модема.

Устройства для работы в нелицензионном диапазоне LTE

С последнего отчета в июле 2018 года GSA определила еще 27 устройств, которые поддерживают LTE в нелицензионном диапазоне.

Последние дополнения к растущему списку включают в себя смартфоны класса top-end от Apple (iPhone Xs и iPhone Xs Max), Samsung (Galaxy Note 9), Razer (Razer Phone 2), Google (Pixel 3 и Pixel 3 XL) и LG (V40 ThinQ). Насколько известно, телефоны Apple серии Xs и телефоны серии Pixel 3 от Google — первые телефоны данных компаний с поддержкой LAA – знак того, что производители оборудования вкладываются в разработку технологий LTE в нелицензионных диапазонах.

Другие недавно вышедшие LTE-устройства, работающие в нелицензионных диапазонах, представлены в виде базовых станций формата small cell, продаваемых Baicells, Telrad, Nokia и Ericsson. Nokia также использовала свою базовую станцию AirScale, разработанную для сетей 5G, чтобы продемонстрировать совместно с компанией Verizon технологию LAA в сентябре этого года.

С момента публикации последнего отчета был выпущен один новый модуль — Sierra Wireless’ AirPrime EM7511. Он предназначен для использования в здравоохранении, в промышленных M2M и мобильных компьютерах. Модуль поддерживает технологии LTE-LAA и CBRS.

Постепенно появляется экосистема CBRS. В сентябре 2017 года Samsung анонсировала новые small cell с поддержкой CBRS, которые, как ожидается, будут доступны в ближайшее время. Также в сентябре 2018 года Ericsson получила сертификацию FCC для своих CBRS, поддерживающих систему Radio Dot и Radio 2208. Ruckus Wireless (Arris) объявила о выпуске новых базовых станций формата small cell с поддержкой CBRS.

В настоящее время GSA не известно о каких-либо смартфонах, поддерживающих технологию CBRS. Однако ситуация может измениться, поскольку Verizon Wireless заявила, что смартфоны с поддержкой CBRS станут доступны к концу 2018 года.

Услуги LTE, LTE-Advanced и LTE-Advanced Pro могут быть развернуты в десятках диапазонов спектра, начиная с 450 МГц и доходя до почти 6 ГГц. Наиболее часто используемые полосы в коммерческих сетях LTE:

  • 1800 МГц (band 3), является основным выбором для построения сетей LTE в большинстве регионов;
  • 800 МГц (band 20 и региональные варианты) для увеличения площади покрытия;
  • 2. 6 ГГц (band 7) как наиболее широкий диапазон;
  • 700 МГц (с различиями в спектре, в зависимости от стран) также для увеличения площади покрытия.

Рисунок 7. Наиболее используемые частотные диапазоны сетей LTE и LTE-Advanced

Существующие стандарты LTE позволяют использовать технологию LTE-Advanced в нелицензионном спектре в нескольких вариантах. Новые сети LAA и LTE-U строятся и запускаются по всему миру. На многих недавних аукционах разыгрывались неиспользуемые части лицензируемых диапазонов, особенно в диапазонах 2-4 ГГц для сетей LTE и будущих сервисов 5G. Эти части спектра выделяются либо только под LTE, либо под только под 5G, либо на условиях технологической нейтральности.

Использование нелицензионного спектра для предоставления услуг LTE в настоящее время развито незначительно. Тем не менее, операторы начинают применять данные решения. Уже представлено девять коммерческих сетей, использующих одну из технологий нелицензионного спектра (LAA, LTE-U или LWIP). Также, в мире насчитывается 33 оператора, проводящих тестирование, что демонстрирует растущий интерес к данным технологиям. Крупные производители клиентского оборудования, такие как Apple, Google, Samsung также поддерживают развитие данных технологий, встраивая их в свои устройства. Кроме того, рассматриваются варианты с использованием спектра CBRS (Citizens Broadband Radio Service) в США. FCC и операторы проводят консультации по данному вопросу, чтобы установить правила использования частот и сертификации устройств.

Технологический контекст использования нелицензионного спектра

Идея использования нелицензионного спектра в сетях LTE и увеличения скорости в DL-канале прорабатывается уже несколько лет. При этом выработано несколько альтернативные подходов.

  • LAA — это стандарт 3GPP, завершенный в Release 13. Реализация состоит из лицензируемого диапазона LTE в качестве основной несущей и агрегации несущей нелицензированного диапазона 5 ГГц только для DL-канала. В Rel-14, в рамках развития технологии (eLAA) добавлена поддержка агрегации в UL-канале. Высокоприоритетный трафик может передаваться в лицензированном диапазоне, в то время как трафик с более низким приоритетом может использовать частотный диапазон Wi-Fi. Решение о распределении трафика принимается базовой станцией/small cell, поддерживающей LAA, и никак не влияет на ядро сети. Стандарт поддерживается режимами TDD и FDD. Корректная совместная работа LTE в нелицензированном диапазоне и сетей Wi-Fi обеспечивается функцией LBT для гарантированного получения свободного канала перед передачей сообщения. Использование LBT является обязательным в ЕС и Японии;
  • LTE-U — это технология, изначально описанная в pre-Release 13, впервые внедренная в США операторами Verizon и T-Mobile, а также в других странах, включая Южную Корею, Южную Африку и Саудовскую Аравию. Технология схожа с LAA с CA, не требует изменения в ядре сети, решение о распределении трафика также принимается базовой станцией/small cell за исключением того, что в LTE-U используется адаптивная передача несущей (CSAT), а не LBT для возможности обеспечения совместной работы с Wi-Fi. Разработка отраслевого стандарта проводилась Форумом LTE-U. В феврале 2017 года FCC в США разрешила использовать устройства LTE-U в нелицензионной полосе частот 5 ГГц. LTE-U имеет roadmap обновления для обеспечения совместимости с LAA и eLAA;
  • LWA (LTE Wireless — LAN Aggregation) — это технология, стандартизованная в 3GPP Rel-13, которая агрегирует несущие на уровне PDCP и использует функцию dual connectivity из 3GPP Rel-12. LWA поддерживает агрегацию только в DL-канале; в Rel-14 (eLWA) добавлена поддержка UL-канала. Для работы данного функционала используются отдельные узлы (точка доступа WLAN и базовая станция LTE), которые могут быть физически разделены или размещены в одном корпусе. eNodeB принимает решение об активации режима LWA и использовании bearers. Корректная совместная работа LTE в нелицензированном диапазоне обеспечивается функцией LBT. LWA позволяет использовать нелицензированные полосы как 2.4 ГГц, так и 5 ГГц;
  • LWIP (LTE WAN Integration with IPSec tunnel) — функция, описанная в Rel-13 и аналогичная LWA, но агрегацию и коммутацию осуществляется на уровне IP. LWIP был спроектирован так, чтобы не вносить изменений в существующую инфраструктуру WLAN, и в Rel-13 может поддерживать передачу данных как по UL, так и по DL-каналам.

Существуют и другие технологии, представляющие интерес:

  • MulteFire использует LAA в DL-канале и eLAA в UL-канале, с дополнительными усовершенствованиями для работы без обязательной в LAA и eLAA лицензионной части спектра. Убрав требование о обязательной основной лицензируемой части спектра, MulteFire позволяет строить сети и извлекать выгоду из технологии LTE большему количеству операторов;
  • CBRS (Citizens Broadband Radio Service). Технология была разработана FCC в США в апреле 2016 года для возможности использования полосы спектра 3.5 ГГц (3550-3700 МГц), в котором пользователи могли бы совместно использовать радиочастотный диапазон для построения своих сетей LTE. Доступ к спектру приоритизирован для государственных/военных пользователей, а после них — для пользователей с приоритетным доступом (Priority Access Licensed, PAL), которые приобрели региональную трёхлетнюю лицензию на аукционах по распределению частотного спектра. Все остальные пользователи могут динамически запрашивать доступ к использованию спектра через серверы доступа (Spectrum Access Server, SAS). Альянс CBRS работает над техническими аспектами работы CBRS в США, включая спецификации совместимости.

Разработка сетей с использованием нелицензионного и совместно используемого радиочастотного спектра продолжается. В 3GPP Release 15 были рассмотрены усовершенствования работы LTE в нелицензионном диапазоне, включая использование стандартов LAA / eLAA в диапазоне CBRS в США. В настоящее время ведутся работы над 3GPP Release 16, включая возможность использования нелицензионного спектра для сетей 5G.

GSA определила десять американских компаний, тестирующих или запросивших временные лицензии для проведения тестирования технологии CRBS в полосе частот 3.5 ГГц. AT&T Mobility, Boingo Wireless, Charter Communications, Google, Midcontinent Communications, T-Mobile US и Verizon Wireless являются компаниями, проводящими тестирование технологии CBRS. К ним вскоре могут присоединиться US Cellular и Comcast Corporation. Оба оператора обратились в Федеральную комиссию по связи США (FCC) для получения временной лицензии (special temporary authority, STA) для проведения тестирования. Компания Inland Cellular, которая предлагает услуги LTE, начала полевые испытания этой технологии в сентябре 2018 года и объявила о планах коммерческого запуска сети CRBS в начале 2019 года.

По данным GSA, в настоящее время 45 стран в мире либо формально рассматривают возможность выделения определенных диапазонов для наземных служб 5G, проводя консультации относительно подходящего распределения частотного спектра, либо объявили о планах проведения аукционов по продаже частот, либо уже предоставили частотный спектр для использования 5G. В это количество не входят страны, проводящие работу в области радиочастотного спектра на условиях технологической нейтральности, когда частотные диапазоны не выделяется только для 5G (таких стран еще 16). В некоторых странах используются оба подхода.

В Европе шесть стран уже провели аукционы по выделению частот для 5G (Финляндия, Италия, Ирландия, Латвия, Испания и Великобритания) еще четыре (Чехия, Германия, Греция, Норвегия) недавно завершили аукционы по выделению частот, которые потенциально могут быть использованы для 5G. Известно, что десять стран подтвердили проведение аукционов по частотам для 5G между 2018 и 2020 годами (Австрия, Бельгия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Нидерланды, Польша, Румыния и Швеция). Пять стран планируют проведение аукционов по частотам из потенциально подходящих диапазонов (Чехия, Норвегия, Словакия, Швеция и Швейцария).

В странах Азиатско-Тихоокеанского региона в шести странах (Австралия, Гонконг, Малайзия, Япония, Южная Корея и Тайвань) проведены аукционы/выделены частоты для 5G. В июне 2018 года Южная Корея завершила аукцион для 5G в полосах частот 3.42-3.7 ГГц и 26.5-28.9 ГГц. Таиланд недавно опубликовал условия технологической нейтральности спектра, Китай зарезервировал основные диапазоны для 5G.

На американском континенте в США согласовали технологическую нейтральность в диапазоне 600 МГц, который может использоваться для построения сетей 5G. Регулятор в США также подтвердил возможность построения сети 5G в диапазонах 28 ГГц (27.5-28.35 ГГц) и 39 ГГц (37-40 ГГц), которая были выделены много лет назад, а в октябре 2018 года изменил правила, чтобы сделать спектр CBRS более привлекательным для построения 5G сетей. Также в США для построения сетей 5G будет использоваться диапазон 2.5 ГГц. Мексика выставила на аукцион диапазон частот от 2500 до 2690 МГц для построения сетей 4G и 5G. Бразилия, Канада, Чили, Колумбия и США объявили о сроках проведения аукционов/выделении частот, подходящих в том числе для 5G.

Из стран Ближнего Востока и Африки Саудовская Аравия недавно завершила аукцион по выделению частот, подходящих для высокоскоростных услуг передачи данных следующего поколения, Танзания выделила диапазон 700 МГц, Южная Африка планирует проведение аукциона в диапазоне 800 МГц, и Гана намерена выделить диапазон 800 МГц для развития мобильных услуг.

Во всем мире только восемь стран завершили выделение частот для построения сетей 5G или процедуру лицензирования по меньшей мере одного частотного диапазона (Финляндия, Италия, Ирландия, Латвия, Мексика, Южная Корея, Испания и Великобритания). Чехия, Германия, Греция, Норвегия, Саудовская Аравия, Испания, Танзания, Таиланд и США также завершили выделение частот, на которых можно развернуть в том числе сети 5G (например, лицензии на частоты на условиях технологической нейтральности или лицензии на услуги мобильной широкополосной связи). Шестнадцать других стран объявили о планах по распределению частот для 5G между концом 2018 — началом 2020 года, а 14 стран заявили о планах проведения аукционов на частоты, которые потенциально могут быть использованы для построения сетей 5G.

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации ранее выдало лицензии для тестирования 5G в диапазонах 3400-3800 МГц и 25.25-29.5 ГГц. Однако России еще предстоит решать вопрос определения диапазонов для построения сетей 5G. Операторы «МегаФон» и «Ростелеком» рассматривают возможность развертывания 5G в диапазонах 3400-3600 МГц и 26 ГГц.

Выступая в сентябре 2018 года, глава Минкомсвязи заявил, что «к концу 2018 года планируется разработать концепцию создания и развития сетей 5G/IMT-2020 в России», а «в 2019 году определить радиочастотные диапазоны и утвердить план развития сетей 5G».

Восемь стран уже завершили аукционы по распределению частотного спектра, который можно использовать для построения сетей 5G на долгосрочной основе. Аукционы с публикации предыдущего отчета завершились в октябре в Финляндии (3410-3800 МГц) и в Италии (3600-3800 МГц и 26 ГГц).

Шестнадцать стран официально объявили о планах по проведению аукционов по выделению частот для построения сетей 5G в период с 2018 года до конца 2020 года. Четырнадцать стран запланировали проведение аукционов по выделению частотного спектра, который потенциально возможно использовать для построения сетей 5G.

Подробнее о диапазонах частот стандартов связи GSM/1800/UMTS/CDMA/3G/4G

Главная
> Информация
> Диапазоны частот стандартов GSM900, DCS1800, UMTS2100, CDMA450, 3G

              
               
 GSM900, DCS1800, UMTS2100, CDMA450, 3G, 4G LTE.

Uplink – канал связи от абонента (телефона или
модема) к базовой станции сотового оператора.

Downlink – канал связи от базовой станции к
абоненту.

                
                 
               Частота
GSM

GSM – это связь 2-го поколения. Диапазон частот GSM 900: Uplink
890-915 МГц, Downlink 935-960 МГц. Существует дополнительный
диапазон частот GSM, так называемый E-GSM – это дополнительные 10
МГц. E-GSM: Uplink 880-890 МГц, Downlink 925-935 МГц.

                
                 
               

                
                 
                Частота
3G

3G cотовая связь 3-го поколения. В России работает на частотах:
Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц. Также оператор
Скайлинк имеет частоты 3G в стандарте CDMA 450: Uplink 453-457.5
МГц и Downlink 463-467.5 МГц.

                
                 
                Частота 4G
LTE

4G сотовая связь 4-го поколения. В России работает в стандарте
4G LTE (Long-Term Evolution) на частотах:
2500-2700 МГц. 

                
                 
                Частота
CDMA

На CDMA 450 работает Скайлинк и W-CDMA (UMTS) работают операторы
«большой тройки». Skylink CDMA частота — Uplink 453-457.5 МГц и
Downlink 463-467.5 МГц. W-CDMA (UMTS) — Uplink 1920 – 1980 МГц и
Downlink 2110 – 2170 МГц.

                
                 
               
 Частоты UMTS

UMTS (англ. Universal Mobile Telecommunications System —
универсальная система мобильной электросвязи). Собственно говоря,
это и есть 3G. UMTS частоты: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110
– 2170 МГц.

                
           Частоты усилителей
(репитеров) сотовой связи.

Если Вам нужна только голосовая связь, то подойдут репитеры GSM с
частотами 900 МГц или DCS 1800 МГц  (VECTOR, AnyTone). Если нужен и
интернет, то частота репитера должна совпадать с частотами 3G/UMTS
1920-2170 МГц.

Частоты GSM  России

GSM 900: Uplink 890-915 МГц, Downlink 935-960 МГц. Всего 124
канала в GSM900. В каждой области России частоты GSM распределяются
между сотовыми операторами индивидуально.

                
                 
        Частоты GSM 1800.

Стандарт GSM 1800 правильнее называть DCS1800. Его частоты —
Uplink 1710-1785 МГц и Downlink 1805-1880 МГц.

                
                 
        Диапазон частот 3G.

3G – в России это CDMA450 (Скайлинк) и UMTS 2100. Частотный
диапазон UMTS: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц, a
CDMA450 — Uplink 453-457.5 МГц и Downlink 463-467.5 МГц. Например,
сотовый оператор Билайн в Московском регионе тестирует свой 3G в
частотном диапазоне GSM900. Частоты 3G для других регионов России
одинаковые: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц

                
                 
         Частоты 3G модемов.

Как правило, все модемы 3G работают на частотах 3G/UMTS: Uplink
1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц., и поддерживают частоты
сетей 2G, то есть GSM900: Uplink 890-915 МГц, Downlink 935-960 МГц
и DCS 1800 (он же GSM1800) Uplink 1710-1785 МГц и Downlink
1805-1880 МГц.

               
                 
         Крупнейшие операторы связи
России.
             
                 
          

                
                 
           Частота Скайлинк.

Существующая сеть Скайлинк CDMA450 — Uplink 453-457.5 МГц и
Downlink 463-467.5 МГц. В Сентябре 2010 года Скайлинк получил
лицензию на частоты 2100, а именно 1920 – 1935 МГц и Downlink 2110
– 2125 МГц.

                
                 
           Частота МТС 3G.

Uplink 1950 – 1965 МГц и Downlink 2140 – 2155 МГц. МТС как и
другие сотовые операторы в 3G диапазоне имеет ширину 15 МГц.

                
                 
          Частота Мегафон 3G/UMTS.

Мегафон в диапазоне 3G/UMTS работает на частотах: Uplink 1935 –
1950 МГц и Downlink 2125 – 2140 МГц.

                
                 
          Частота Билайн 3G

Билайн в Московском регионе тестирует свой 3G в частотном
диапазоне GSM900. Частоты 3G для регионов России : Uplink 1920 –
1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц      
                 
               

                
                 
          Частота Мегафон 4G

Мегафон в диапазоне 4G работает на частотах: 2500 – 2700
МГц.

                
                 
          Частота YOTA 4G LTE

Интернет компании Yota работает в диапазоне 4G LTE  на
частотах:   2500 – 2700 МГц.

28 февраля 2013 г.

LTE EARFCN Номера радиоканалов »Электроника


4G LTE включает:
Что такое LTE
LTE OFDMA / SCFDMA
MIMO
LTE дуплекс
Кадр и подкадр LTE
Каналы передачи данных LTE
Полосы частот LTE
LTE EARFCN
Категории / классы UE
LTE-M (от машины к машине)
LTE-LAA / LTE-U
VoLTE
SRVCC

LTE Дополнительные темы:
LTE Advanced введение
Агрегация несущих
Скоординированная многоточечная
LTE реле
От устройства к устройству, D2D


Стандарты LTE очень мало говорят о фактических частотах, используемых для несущих LTE.Спецификация физического уровня LTE не определяет местоположения несущих. Однако на практике необходимо ограничить расположение центров связи для целей стандартизации.

Предполагается, что в каждой поддерживаемой полосе несущие LTE существуют в растре или сетке 100 кГц. Таким образом, частота несущей, то есть центральная частота радиоканала, может быть выражена как m. 100 кГц, где — целое число.

Чтобы предоставить средства идентификации различных доступных каналов, была принята схема, известная как EARFCN.

LTE EARFCN

LTE EARFCN означает абсолютный номер радиочастотного канала E-UTRA. Номер EARFCN находится в диапазоне от 0 до 65535.

Fdownlink = FDLLow + 0,1 (NDL-NDLOffset)

Fuplink = FULLow + 0,1 (NUL-NULOffset)

Где:
N DL = нисходящая линия EARFCN
N UL = восходящая линия EARFCN
N DLoffset = смещение, используемое для расчета нисходящей линии связи EARFCN
N ULoffset = смещение, используемое для расчета восходящей линии EARFCN

LTE EARFCN диаграмма каналов / диапазонов

Чтобы обеспечить представление о расчетах канала EARFCN, в таблице ниже представлены хорошие сведения о диапазонах для многих частотных диапазонов LTE.

Видно, что EARFCN нисходящего канала начинается с 0, а восходящий канал начинается с 18000.

Номера каналов EARFCN для каналов 1–14
Диапазон E-UTRA F DL_Low (МГц) N DL_Offset нисходящий канал EARFCN (N DL ) F UL_Low (МГц) N UL_Offset восходящий канал EARFCN
(N UL )
1 2110 0 0-599 1920 18000 18000–
18599
2 1930 600 600-1199 1850 18600 18600-
19199
3 1805 1200 1200-1949 1710 19200 19200–
19949
4 2110 1950 1950-2399 1710 19950 19950-
20399
5 869 2400 2400-2649 824 20400 20400-
20649
6 875 2650 2650-2749 830 20650 20650-
20749
7 2620 2750 2750-3449 2500 20750 20750-
21449
8 925 3450 3450-3799 880 21450 21450-
21799
9 1844. 9 3800 3800-4149 1749,9 21800 21800-
22149
10 2110 4150 4150-4749 1710 22150 22150-
22749
11 1475,9 4750 4750-4999 1427.9 22750 22750-
22999
12 728 5000 5000-5179 698 23000 23000-
23179
13 746 5180 5180-5279 777 23180 23180-
23279
14 758 5280 5280-5379 788 23280 23280-
23379

Приведенная выше таблица дает хорошее представление о номерах каналов EARFCN для нескольких диапазонов LTE и дает полезную индикацию диапазонов номеров каналов.

Темы беспроводного и проводного подключения:
Основы мобильной связи
2G GSM
3G UMTS
4G LTE
5G
Вай фай
IEEE 802.15.4
Беспроводные телефоны DECT
NFC — связь ближнего поля
Основы сетевых технологий
Что такое облако
Ethernet
Серийные данные
USB
SigFox
LoRa
VoIP
SDN
NFV
SD-WAN

Вернуться к беспроводному и проводному подключению

Введение в LTE-Advanced: настоящий 4G

Загрузите эту статью в формате.Формат PDF

LTE, вероятно, самая сложная из когда-либо разработанных беспроводных систем. Он включает в себя функции, которые невозможно было реализовать с экономической точки зрения еще десять лет назад. Сегодня, благодаря крупномасштабным ИС, LTE можно легко разместить как в базовых станциях, так и в мобильных телефонах с батарейным питанием. Сложность является функцией используемых передовых методов беспроводной связи, а также множества опций и функций, которые могут быть реализованы. Долгосрочное развитие (LTE) принимается во всем мире в качестве основной службы сотовой связи.Множественные методы сотовой радиосвязи 2G и 3G постепенно отменяются, поскольку операторы создают свои новые сети LTE. Пройдут годы, прежде чем это расширение будет завершено, и старые технологии радиосвязи, такие как GSM и CDMA, некоторое время будут сосуществовать с LTE (см. «Развитие LTE», www.demo.electronicdesign.com/content/evolution-lte) .

Тем временем готов к развертыванию следующий этап стандартов LTE, предложенных в рамках проекта партнерства третьего поколения (3GPP). 1 Это значительное обновление стандарта LTE, получившее название LTE-Advanced (LTE-A), обеспечит большую скорость и надежность.Хотя LTE-A все еще находится в стадии разработки, некоторые услуги LTE-A могут начаться в конце 2013 года.

Содержание

Частота и полоса пропускания

LTE работает в некоторых существующих диапазонах сотовой связи, а также в новых диапазонах. Для LTE были выделены определенные диапазоны (см. Таблицу) . Разные несущие используют разные диапазоны в зависимости от страны, в которой они работают, и характера их владения спектром. Большинство телефонов LTE используют два из этих диапазонов, и они не совпадают от оператора к оператору.Например, iPhone 5 от Verizon использует другие диапазоны, чем iPhone 5 от AT&T.

Большинство полос настроено для дуплексной связи с частотным разделением (FDD), которая использует две отдельные полосы для восходящей и нисходящей линии связи. Расстояние между каналами FDD в полосах с 1 по 28 значительно варьируется в зависимости от владения спектром несущей. Полосы с 33 по 44 используются для дуплексной связи с временным разделением (TDD), поэтому одни и те же частоты используются как для восходящей, так и для нисходящей линии связи.

LTE — это широкополосная беспроводная технология, которая использует широкие каналы для достижения высоких скоростей передачи данных и обслуживания большого количества пользователей.Стандарт настроен так, чтобы разрешить полосы пропускания 1,4, 3, 5, 10, 15 и 20 МГц. Оператор выбирает полосу пропускания в зависимости от имеющихся в наличии спектра, а также от типа предлагаемой услуги. Ширина 5 и 10 МГц является наиболее распространенной. Некоторые полосы пропускания нельзя использовать в разных диапазонах.

Модуляция

LTE использует популярную схему модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Он обеспечивает необходимую спектральную эффективность для достижения высоких скоростей передачи данных, но также позволяет нескольким пользователям совместно использовать общий канал.OFDM делит данный канал на множество более узких поднесущих. Расстояние таково, что поднесущие ортогональны, поэтому они не будут мешать друг другу, несмотря на отсутствие защитных полос между ними. Это происходит благодаря тому, что интервал между поднесущими равен обратной величине времени символа. Все поднесущие имеют полное количество циклов синусоидальной волны, сумма которых после демодуляции будет равна нулю.

В LTE разнос каналов составляет 15 кГц. Следовательно, период символа составляет 1/15 кГц = 66,7 мкс. Передаваемые высокоскоростные последовательные данные разделяются на несколько более медленных потоков, каждый из которых используется для модуляции одной из поднесущих.Например, в канале 5 МГц можно использовать до 333 поднесущих, но фактическое количество больше похоже на 300. Канал 20 МГц может использовать 1024 несущих. Модуляция на каждом из них может быть квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK), 16-фазной квадратурной амплитудной модуляцией (16QAM) или квадратурной амплитудной модуляцией с 64 состояниями (64QAM) в зависимости от требований скорости.

OFDM использует частоту и время для распространения данных, обеспечивая высокую скорость и большую надежность сигнала (рис. 1) . Для каждой поднесущей данные отправляются последовательными символами, где каждый символ представляет несколько битов (например,g., QPSK 2 бита, 16QAM 4 бита и 64QAM 6 бит.) Базовая скорость передачи данных через канал поднесущей 15 кГц составляет 15 кбит / с. При модуляции более высокого уровня возможны более высокие скорости передачи данных.

1. LTE передает данные, разделяя их на более медленные параллельные пути, которые модулируют несколько поднесущих в назначенном канале. Данные передаются сегментами по одному символу на сегмент по каждой поднесущей.

Данные, подлежащие передаче, выделяются одному или нескольким ресурсным блокам (RB).RB — это сегмент спектра OFDM, который имеет ширину 12 поднесущих, всего 180 кГц. На каждую поднесущую приходится семь временных сегментов длительностью 0,5 мс. Затем данные передаются пакетами или кадрами, и стандартный кадр содержит 20 временных интервалов по 0,5 мс каждый. RB — это минимальный базовый строительный блок передачи, и для большинства передач требуется много RB.

Однако единственный практический способ реализовать OFDM — это сделать это программно. Быстрое преобразование Фурье (БПФ) обрабатывает основной процесс.Передатчик использует обратное БПФ, а приемник — БПФ. Алгоритмы реализованы в цифровом сигнальном процессоре (DSP), FPGA или ASIC, предназначенном для этого процесса. Также реализованы обычные методы скремблирования и добавления кодов с исправлением ошибок.

OFDM

был выбран для LTE в первую очередь из-за его пониженной чувствительности к эффектам многолучевого распространения. На более высоких микроволновых частотах передаваемые сигналы могут проходить к приемнику по нескольким путям. Прямой путь является лучшим и предпочтительным, но несколько объектов могут отражать сигналы, создавая новые сигналы, которые достигают приемника несколько позже.В зависимости от количества отраженных сигналов, их силы, дальности и других факторов, сигналы на приемнике могут складываться деструктивно, вызывая затухание или пропадание сигнала.

Эффекты многолучевого распространения возникают, когда сигналы достигают приемника в течение одного периода символа. Символ — это состояние модуляции, которое представляет собой либо амплитуду, либо фазу, либо комбинацию амплитуды-фазы, представляющую два или более битов. Когда эффекты многолучевого распространения приводят к тому, что сигналы поступают в приемник с разбросом по нескольким периодам символа, возникает межсимвольная интерференция (ISI), приводящая к ошибкам в битах.Эти проблемы можно преодолеть с помощью кодов обнаружения и исправления ошибок, но эти коды усложняют систему. Эквалайзер на приемнике, который собирает все принятые сигналы и задерживает их, чтобы все они складывались, также может исправить эту проблему, но только еще больше усложняет процесс.

Расширение сигналов в форме нескольких поднесущих по широкой полосе пропускания снижает эти эффекты, особенно если скорость передачи символов на каждой поднесущей больше, как в OFDM. Если эффекты многолучевого распространения возникают менее чем за один период символа, эквалайзер не требуется.Временные или частотные сдвиги, например, вызванные эффектом Доплера в движущемся транспортном средстве, вызывают изменение частоты поднесущих в приемнике. Этот сдвиг частоты приводит к потере ортогональности и, следовательно, к ошибкам в битах.

LTE смягчает эту проблему, добавляя циклический префикс (CP) к каждой передаваемой битовой последовательности. CP — это часть символа OFDM, созданного в процессе DSP, который копируется и добавляется обратно в начало символа. Этот бит избыточности позволяет получателю восстановить символ, если временная дисперсия короче циклического префикса.Тогда OFDM может быть реализовано без сложной коррекции, которая также может исправить эту проблему.

В то время как нисходящий канал LTE использует OFDM, восходящий канал использует другую схему модуляции, известную как мультиплексирование с частотным разделением на одной несущей (SC-FDMA). Сигналы OFDM имеют высокое отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR), что требует наличия линейного усилителя мощности с общим низким КПД. Это плохое качество для телефонов с батарейным питанием. Несмотря на свою сложность, SC-FDMA имеет более низкий PAPR и лучше подходит для портативной реализации. 2, 3

MIMO

LTE включает в себя несколько входов и выходов (MIMO), который использует две или более антенны и соответствующие схемы приема и передачи для достижения более высоких скоростей в пределах данного канала. Одна общая компоновка — это 2×2 MIMO, где первое число указывает количество передающих антенн, а второе число — количество приемных антенн. Стандартный LTE может вместить до 4×4.

MIMO разделяет передаваемые последовательные данные на отдельные потоки данных, которые затем передаются одновременно по одному и тому же каналу.Поскольку каждый путь прохождения сигнала индивидуален, с помощью специальной обработки их можно распознать и разделить на приемнике. В результате общая скорость передачи данных увеличивается на коэффициент, связанный с количеством антенн. Этот метод также снижает проблему многолучевого распространения и повышает надежность сигнала из-за разнесения приема.

Сложность реализации MIMO возникает из-за небольшого размера телефона и ограниченного пространства для антенн. Уже сейчас большинство смартфонов включают в себя пять антенн, включая антенны для всех различных диапазонов сотовой связи, а также Wi-Fi, Bluetooth, GPS и, возможно, связь ближнего радиуса действия (NFC).Большинство телефонов, вероятно, не будет иметь более двух антенн LTE MIMO, и их включение будет зависеть от того, могут ли они быть расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы сохранить пространственное разнесение с достаточной изоляцией между ними. Конечно, проще использовать больше антенн для базовых станций. Типичное расположение LTE — 4×2 для обеспечения оптимального покрытия с доступным пространством.

Скорость передачи данных

Фактически используемая или достигаемая скорость передачи данных с LTE зависит от нескольких характеристик: полосы пропускания канала, типа модуляции, конфигурации MIMO и качества беспроводного тракта. В худшем случае скорость передачи данных может составлять всего несколько мегагерц. Но при хороших условиях скорость передачи данных может возрасти до более 300 Мбит / с. В среднем наиболее практичные скорости нисходящего канала LTE находятся в диапазоне от 5 до 15 Мбит / с, что выше, чем у некоторых услуг фиксированного доступа в Интернет с использованием кабеля или DSL.

Доступ

Доступ означает использование одного и того же канала для размещения более чем одного пользователя. По сути, это метод мультиплексирования. Стандартные методы включают множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) и множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA).GSM использует TDMA, разделяя один канал на несколько временных интервалов. В системах CDMA 2G и 3G при кодовом разделении используется уникальное кодирование для каждого пользователя с одной полосой пропускания.

OFDM теперь предлагает доступ OFDM (OFDMA), который использует некоторые из доступных поднесущих и временные интервалы в этих поднесущих для каждого пользователя. Количество используемых поднесущих и временных интервалов зависит от множества факторов. В любом случае обычно можно разместить до сотен пользователей на полосу пропускания канала.

TD-LTE

Большинство LTE будет иметь разновидность FDD, по крайней мере, в США.С., Европа и часть Азии. Однако TD-LTE широко внедряется в Китае и Индии из-за характера их доступности спектра. TD-LTE сохраняет спектр и обеспечивает большее количество пользователей на мегагерц. Стандарты LTE включают определение TD-LTE. Некоторые операторы США будут использовать TD-LTE, включая Clearwire и Sprint.

LTE-Advanced

LTE-A основан на архитектуре LTE OFDM / MIMO для дальнейшего увеличения скорости передачи данных. Он определен в выпусках 10 и 11 3GPP.Есть пять основных функций: агрегация несущих, увеличенный MIMO, скоординированная многоточечная передача, поддержка гетерогенной сети (HetNet) и ретрансляторы.

Carrier aggregation объединяет до пяти каналов по 20 МГц в один для увеличения скорости передачи данных. Эти каналы могут быть смежными или несмежными, как определено назначениями спектра несущей. При максимальных назначениях MIMO, 64QAM и полосе пропускания 100 МГц возможна пиковая скорость передачи данных по нисходящей линии связи 1 Гбит / с.

LTE определяет конфигурации MIMO до 4×4.LTE-A расширяет это до 8×8 с поддержкой двух передающих антенн в телефоне. В большинстве телефонов LTE используются две приемные антенны и одна передающая антенна. Эти дополнения MIMO обеспечивают увеличение скорости передачи данных в будущем, если они будут приняты.

Поддержка

HetNet относится к поддержке небольших ячеек в более крупной гетерогенной сети. HetNet представляет собой объединение стандартных базовых станций макроячейки плюс микроячейки, метроячейки, пикосоты, фемтосоты и даже точки доступа Wi-Fi. Эта сеть увеличивает покрытие в заданной области для повышения надежности соединения и увеличения скорости передачи данных.

Скоординированная многоточечная передача, также известная как кооперативная MIMO, представляет собой набор методов, использующих различные формы MIMO и формирования диаграммы направленности для повышения производительности на краях ячеек. Он использует скоординированное планирование, а также передатчики и антенны, которые не совмещены друг с другом, чтобы обеспечить большее пространственное разнесение, которое может улучшить надежность соединения и скорость передачи данных.

Ретрансляторы

используют ретрансляторы для обеспечения покрытия в выбранных областях, особенно в помещениях, где инициируется большинство вызовов. LTE-A определяет другой тип базовой станции, называемый ретрансляционной станцией.Это не полная базовая станция, а тип небольшой соты, которая впишется в инфраструктуру HetNet и обеспечит способ повышения скорости передачи данных и повышения надежности беспроводной связи.

Некоторое развертывание LTE-A ожидается в конце 2013 года с увеличением числа внедрений в 2014 году и в последующий период. LTE-A имеет прямую и обратную совместимость с базовым LTE, что означает, что телефоны LTE будут работать в сетях LTE-A, а телефоны LTE-A будут работать в стандартных сетях LTE.

Проблемы проектирования LTE-A

LTE решает многие проблемы в предоставлении высокоскоростных беспроводных услуг.Лучшего метода нет, по крайней мере, на данный момент, но он создает множество серьезных проблем с дизайном. Самая большая проблема заключается в необходимости использования нескольких полос, которые часто находятся на большом расстоянии друг от друга. В результате требуется несколько антенн, несколько усилителей мощности, несколько фильтров, схем переключения и, иногда, комплексные решения для согласования импеданса. Каждый оператор сотовой связи определяет сотовые телефоны для своего спектра.

Кроме того, усилители мощности (PA) должны быть очень линейными, если величина вектора ошибки (EVM) должна находиться в пределах спецификаций для различных используемых методов многоуровневой модуляции.Линейные усилители неэффективны и потребляют больше всего энергии в телефоне, за исключением сенсорного экрана. Необходимость охвата нескольких диапазонов требует использования нескольких PA. В результате срок службы батареи в телефоне LTE обычно меньше. Необходимость включения MIMO также означает дополнительные антенны и PA.

Решения этих проблем заключаются в меньшем количестве более эффективных PA. Кроме того, широкополосные антенны решают проблему многополосности. Такие компании, как Ethertronics и SkyCross, также разрабатывают настраиваемые антенны для покрытия нескольких диапазонов с помощью единой структуры.

Еще одна проблема — тест. Несколько тестовых компаний создали системы для тестирования систем LTE с MIMO, что может оказаться особенно сложным процессом. Одна из самых больших проблем — это тестирование конфигураций MIMO более высокого уровня. LTE-A поддерживает до 8×8 MIMO. Многоканальный анализатор MIMO N7109A компании Agilent разработан для работы с векторным анализатором сигналов (VSA) компании 89600 и соответствующим программным обеспечением Signal Studio для тестирования LTE-A во всех его различных конфигурациях (рис. 2) .

2.Многоканальный анализатор сигналов LTE Agilent Technologies N7109A обрабатывает до 8×8 каналов MIMO.

Голосовая связь через LTE

LTE — это сеть IP с пакетной передачей данных. В нем пока нет голосовой службы, хотя она планируется. Сегодня, если вы используете смартфон LTE, вы все еще используете существующую сеть 2G или 3G для того, что называется услугой голосовой связи с коммутацией каналов. В конечном итоге будет реализована передача голоса через LTE (VoLTE). VoLTE — это просто передача голоса по Интернет-протоколу (VoIP) через LTE, и он будет работать просто как приложение для передачи данных в IP-сети.

Несмотря на то, что протокол VoLTE был определен, его реализация требует серьезных инженерных решений и изменений в сети, в основном касающихся поддержки голосовых соединений для старых телефонов, не поддерживающих LTE, в течение некоторого длительного периода. Особенно сложными являются изменения, которые позволят пользователям телефонов LTE получать голосовые услуги, если они переезжают в зону, где нет LTE.

Когда VoLTE доступен, абоненты могут инициировать вызов, используя систему LTE, но выходят из зоны покрытия LTE. Системы должны иметь возможность передавать этот вызов в традиционную голосовую сеть.Механизм для этого, сетевое программное обеспечение, называемое резервным переключением каналов (CSFB), теперь доступно в большинстве сетей. Еще одна проблема — установка VoLTE в телефоны. VoLTE требует отдельного чипа в телефоне, и сегодня немногие телефоны имеют такую ​​возможность.

VoIP также требует вокодера, схемы, которая по сути представляет собой аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для оцифровки голосового сигнала и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) для преобразования цифрового голоса обратно в аналоговый голос для пользователя. .Вокодер также включает сжатие голоса, метод, который эффективно минимизирует количество битов, используемых для представления голоса. Таким образом, голос может передаваться быстрее, но с более низкой скоростью передачи данных, поэтому он не занимает много полосы пропускания.

LTE использует вокодер Adaptive Multi-Rate (AMR), который также используется в системах GSM и других стандартах 3GPP. Он имеет возможность переменной скорости передачи данных от 1,8 до 12,2 кбит / с. Оцифрованный голос затем объединяется в пакеты AMR, а затем в IP-пакеты, которые планируются в последовательности передачи.Вызов назначается некоторым поднесущим OFDMA и некоторым временным интервалам в битовых потоках каждой поднесущей.

Для внесения всех необходимых изменений в телефонную сеть и сеть потребуется время. Поэтому VoLTE не получил широкого распространения. Оператор MetroPCS теперь использует его в своей сети LTE, а Verizon тестирует VoLTE, как и большинство других крупных операторов связи. Однако до 2014 года и далее активность VoLTE будет очень низкой.

Ожидание 5G

LTE и особенно LTE-A потребуется десятилетие или больше, чтобы доминировать в сотовом покрытии.Более того, новые версии LTE еще впереди. Кроме того, некоторые положения текущих версий LTE еще не реализованы, например, самоорганизующиеся сети (SON), которые упрощают планирование, настройку, оптимизацию и управление сетями.

С SON все базовые станции будут самоконфигурироваться с учетом ближайших базовых станций и с использованием внутренних алгоритмов для восстановления, самооптимизации и адаптации к новым соседним станциям и другим условиям. Движение малых сот определенно основано на LTE, и широкое внедрение с SON еще впереди.Кроме того, будет обнаружен новый высокочастотный спектр, такой как от 3550 до 3650 МГц, что позволит расширить 4G в будущем.

Тем временем продолжаются исследования «следующей большой вещи», а именно пятого поколения (5G) сотовой беспроводной связи. 5G может просто оставаться на том же пути, что и 4G и LTE, используя более высокие частоты и более широкую полосу пропускания для достижения еще более высоких скоростей передачи данных. Поскольку полупроводниковая технология все еще жизнеспособна при все меньших размерах элементов ИС, возможна работа до сотен гигагерц.

Усовершенствованные системы миллиметрового диапазона (от 30 до 300 ГГц) уже функционируют с усовершенствованными наборами микросхем в личных сетях малого радиуса действия (PAN) для передачи домашнего видео (60 ГГц), автомобильного радара (77 ГГц) и транзитной сети сотовой связи / точек доступа (80 ГГц). Некоторые думают, что сегменты спектра 28 ГГц и 38 ГГц предлагают хорошие возможности для сотовой связи. Из-за более высоких частот диапазон короче, что означает большее количество сотовых станций, но меньшего размера. Однако при использовании антенных решеток с большим усилением и формирования диаграммы направленности покрытие будет надежным, а доступная полоса пропускания позволит обеспечить скорость загрузки данных до 10 Гбит / с.Это то, чего стоит ждать.

Список литературы

1. Проект партнерства третьего поколения, www.3gpp.org

2. Agilent Technologies Inc., LTE и переход к беспроводной сети 4G , Agilent Technologies, 2009.

3. Дальман, Эрик и др., Эволюция 3G: HSPA и LTE для мобильного широкополосного доступа , Academic Press / Elsevier, 2007.

4. 4G Америка, www.4gamericas.org

5. Уэбб, Уильям, Беспроводная связь: будущее , John Wiley & Sons Inc., 2007.

Загрузите эту статью в формате .PDF

ExtremeTech объясняет: Что такое LTE?

Прошло несколько лет с тех пор, как появились первые сети LTE. Сейчас почти все продаваемые сегодня сотовые устройства поддерживают LTE для услуг 4G — иногда даже без поддержки технологий 2G или 3G. Первые LTE-совместимые телефоны имели практическое время автономной работы всего несколько часов, но современные устройства могут работать целый день или два без подзарядки.Конечно, этого все еще недостаточно, но мы приближаемся к цели.

Итак, что такое LTE? Для большинства это более быстрая сетевая технология. Для сетевых операторов по всему миру это способ упростить их инфраструктуру, снизить затраты и одновременно повысить качество своих предложений для абонентов. Рекламные объявления сетевых операторов заявляют, что это «самая передовая» сетевая технология. В конце концов, это долгосрочная эволюция универсальной системы мобильной связи (UMTS).

Но это не говорит нам, что такое LTE на самом деле.LTE — это то, что 3GPP (проект партнерства третьего поколения, группа, ответственная за стандартизацию и улучшение UMTS) определяет своим следующим шагом. UMTS — это группа стандартов, которые определяют 3G для сетей GSM по всему миру, включая сети 3G AT&T и T-Mobile. Семейство стандартов cdmaOne / CDMA2000 поддерживается не 3GPP, а другой организацией, возглавляемой Qualcomm. Для абонентов операторов с сетями, использующими технологию CDMA2000, LTE представляет собой замену посредственных сетей CDMA2000 на лучшую сотовую телекоммуникационную систему, предлагающую гибкость и мощность сетевому оператору и абоненту.

LTE — очень хорошая, легко развертываемая сетевая технология, предлагающая высокие скорости и низкие задержки на больших расстояниях. Например, две из четырех сетей LTE операторов в Нью-Йорке получили хорошие оценки для достижения этой цели. Услуга Verizon LTE была оценена со средней скоростью загрузки 31,1 Мбит / с и средней скоростью загрузки 17,1 Мбит / с. Услуга LTE компании T-Mobile была оценена со средней скоростью загрузки 20,5 Мбит / с и средней скоростью загрузки 13,5 Мбит / с.

Конечно, это не означает, что все сети созданы равными.Некоторым не удается достичь этих целей. Например, служба Sprint LTE была оценена со средней скоростью загрузки 4,0 Мбит / с и средней скоростью загрузки 2,5 Мбит / с. Служба LTE от AT&T была намного лучше, чем у Sprint, но все еще оставалась плохой со средней скоростью загрузки 7,6 Мбит / с и средней скоростью загрузки 2,4 Мбит / с.

В этой статье мы обсудим, в каких конфигурациях может быть развернут LTE, почему LTE легко развертывается, как LTE работает как радиотехнология, какие типы LTE существуют, как LTE влияет на время автономной работы, какие сетевые операторы хотят, чтобы LTE выполняла. , и будущее 4G в целом.Наиболее технические части статьи — это LTE, в котором можно развернуть, почему LTE легко развертывается, как LTE работает как радиотехнология и какие типы LTE существуют. Тем, кто не хочет получать эту информацию, можно пропустить, как LTE влияет на время автономной работы, и при этом понять суть того, что мы говорим. Но чтобы получить полное представление, рекомендуется прочитать статью целиком.

Как LTE настроен для развертывания

LTE поддерживает развертывание в разных полосах частот. Текущая спецификация выделяет следующие блоки полосы пропускания: 1.4 МГц, 3 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц. Блоки полосы частот — это, по сути, объем пространства, которое сетевой оператор выделяет для сети. В зависимости от типа развертываемого LTE эти полосы пропускания имеют немного разное значение с точки зрения пропускной способности. Однако это будет рассмотрено позже. Оператор может развернуть LTE с меньшей полосой пропускания и увеличить ее до большей по мере того, как он переводит абонентов из своих унаследованных сетей (GSM, CDMA и т. Д.).

MetroPCS был примером сетевого оператора, который сделал это.До того, как он был приобретен T-Mobile, большая часть его спектра все еще использовалась для CDMA, с 1,4 МГц или 3 МГц, выделенными для LTE, в зависимости от рынка. Было несколько рынков с развернутой частотой 5 МГц, но они были исключением, а не правилом. Leap Wireless (которая вела бизнес как Cricket Communications) также делала то же самое до того, как была приобретена AT&T, за исключением того, что использовала 3 или 5 МГц вместо 1,4 или 3 МГц. Ни один из этих операторов пока не мог позволить себе значительно сократить пропускную способность CDMA, поэтому LTE работал с небольшой полосой пропускания.Кроме того, ни у одного оператора не было достаточного количества транзитных каналов (базовой сетевой инфраструктуры и подключений к Интернету), выделенных для LTE, чтобы увеличить пропускную способность. Конечно, эти проблемы исчезли, когда они были приобретены. MetroPCS и Cricket перевели сервис на сети T-Mobile и AT&T соответственно. Их сети сворачиваются, а их спектр перераспределяется для поддержки сетей GSM / UMTS / LTE их новых материнских компаний.

С другой стороны, Verizon Wireless использовала каналы шириной 10 МГц для LTE повсеместно на частоте 750 МГц, поскольку для нее доступно национальное распределение спектра.В дополнение к этому спектр AWS, полученный от кабельных компаний и других транзакций, позволил ему развернуть второй конвейер LTE с каналами 15 или 20 МГц в большинстве мест. Как и Verizon, T-Mobile также развертывает широкие каналы для LTE в своем спектре AWS. В сочетании с отличным транспортным сообщением, услуги LTE от этих двух компаний обещают быть лучшими в своем классе. На стороне AT&T размеры каналов LTE варьируются в зависимости от рынка. На большинстве рынков у AT&T есть каналы 10 МГц на частоте 700 МГц, но на многих есть только 5 МГц.Компания прибегла к сокращению пропускной способности GSM, чтобы повторно использовать спектр для поддержки своих клиентов, поскольку отдельных каналов 5 МГц или даже 10 МГц недостаточно. У Sprint есть аналогичная проблема, поскольку его основная сеть — это единственный канал 5 МГц на национальном уровне. Он использует спектр, полученный от приобретения Clearwire, чтобы дополнить его каналами 20 МГц для дополнительной емкости.

Меньший спектр означает, что меньшее количество клиентов может получить такую ​​же высокую скорость, которую получают клиенты Verizon LTE при подключении к любой конкретной соте.LTE может поддерживать до 200 активных клиентов передачи данных (смартфоны, планшеты, USB-модемы, мобильные точки доступа и т. Д.) На полной скорости для каждых 5 МГц спектра, выделенного на ячейку. Это означает, что если конкретная вышка имеет выделенный диапазон частот 20 МГц, она может поддерживать до 800 клиентов данных на полной скорости. Существуют способы поддержки большего количества клиентов данных на 5 МГц, но для этого требуется жертвовать скоростью и емкостью, так как соотношение 200 на 5 МГц является оптимальной конфигурацией. Однако спектр — это еще не все для качества LTE, о чем я расскажу позже.

Как на самом деле работает LTE

LTE использует два разных типа радиоинтерфейсов (радиолинии), один для нисходящего канала (от вышки к устройству), а другой для восходящего канала (от устройства к вышке). Используя разные типы интерфейсов для нисходящей и восходящей линии связи, LTE использует оптимальный способ двустороннего беспроводного подключения, что позволяет лучше оптимизировать сеть и увеличить время автономной работы устройств LTE.

Для нисходящей линии связи LTE использует радиоинтерфейс OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов) в отличие от радиоинтерфейсов CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов) и TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов), которые мы используем с 1990 года.Что это значит? OFDMA (в отличие от CDMA и TDMA) требует использования MIMO (множественный вход, множественный выход). Наличие MIMO означает, что устройства имеют несколько подключений к одной ячейке, что увеличивает стабильность подключения и значительно снижает задержку. Это также увеличивает общую пропускную способность соединения. Мы уже видим реальные преимущества MIMO на маршрутизаторах WiFi N и сетевых адаптерах. MIMO — это то, что позволяет Wi-Fi 802.11n достигать скорости до 600 Мбит / с, хотя большинство из них рекламируют до 300-400 Мбит / с.Однако есть существенный недостаток. MIMO работает лучше, чем дальше друг от друга расположены отдельные несущие антенны. На телефонах меньшего размера шум, вызванный слишком близким расположением антенн, приведет к снижению производительности LTE. WiMAX также требует использования MIMO, поскольку он также использует OFDMA. HSPA +, который использует W-CDMA (переработанную, улучшенную широкополосную версию CDMA) для своего радиоинтерфейса, также может дополнительно использовать MIMO.

Для восходящей линии связи (от устройства к вышке) LTE использует схему DFTS-OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов с дискретным преобразованием Фурье) для генерации сигнала SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением на одной несущей). В отличие от обычного OFDMA, SC-FDMA лучше подходит для восходящей линии связи, поскольку он имеет лучшее отношение пиковой мощности к средней мощности по сравнению с OFDMA для восходящей линии связи. Устройства с поддержкой LTE, чтобы продлить срок службы батареи, обычно не имеют сильного и мощного сигнала, возвращающегося к вышке, поэтому многие преимущества обычного OFDMA будут потеряны при слабом сигнале. Несмотря на название, SC-FDMA по-прежнему является системой MIMO. LTE использует конфигурацию SC-FDMA 1×2, что означает, что на каждую антенну на передающем устройстве приходится две антенны на базовой станции для приема.

Основное различие между сигналом OFDMA для нисходящей линии связи и сигналом SC-FDMA для восходящей линии связи состоит в том, что он использует функцию дискретного преобразования Фурье для данных, чтобы преобразовать их в форму, которая может использоваться для передачи. Функции дискретного преобразования Фурье часто используются для преобразования цифровых данных в аналоговые сигналы для декодирования аудио и видео, но их также можно использовать для вывода соответствующих радиочастот. Однако LTE-Advanced использует конфигурации MIMO более высокого порядка для нисходящей и восходящей линии связи.

Сама технология LTE также бывает двух видов: вариант FDD (дуплекс с частотным разделением) и вариант TDD (дуплекс с временным разделением). Чаще всего используется вариант FDD. Вариант FDD использует отдельные частоты для нисходящего и восходящего каналов в форме пары диапазонов. Это означает, что для каждого диапазона, который поддерживает телефон, он фактически использует два частотных диапазона. Они известны как парные полосы частот. Например, сеть Verizon 10 МГц находится в режиме FDD, поэтому полоса пропускания выделяется для восходящей и нисходящей линии связи.Обычно это обозначается как конфигурация 2×10 МГц или 10 + 10 МГц. Некоторые также называют это 10×10 МГц, но это математически неверно, но они означают 10 + 10 МГц. Некоторые также называют это сетью 20 МГц, но это может быть неоднозначным. Вариант TDD использует один единственный диапазон частот в частотном диапазоне, но этот диапазон сегментирован для поддержки передачи и приема сигналов в одном частотном диапазоне.

Например, сеть LTE TDD, развернутая в диапазоне 20 МГц, использует весь фрагмент как один большой блок для целей распределения частот.С точки зрения пропускной способности сети, спектр сети LTE TDD может быть дополнительно разделен для оптимизации для типа сетевого трафика (половина вверх и половина вниз, в основном вниз и немного вверх, в основном вверх и немного вниз и т. Д.).

В США Sprint — единственный сетевой оператор, развертывающий LTE в варианте TDD. Все остальные развертываются в варианте FDD. Вариант TDD становится все более важным в Азии, поскольку China Mobile (крупнейший сетевой оператор в мире по количеству абонентов) использует частоты TDD для своей сети LTE.SoftBank, материнская компания Sprint, также использует LTE TDD на своем внутреннем рынке в Японии. К счастью, устройства LTE можно легко настроить для поддержки обоих вариантов на устройстве без особых проблем.

Хватит спецификаций — как насчет времени автономной работы?

Теперь мы переходим к тому, что волнует большинство людей: как это влияет на срок службы батареи. Сами по себе устройства LTE должны прослужить примерно столько же, сколько и их эквиваленты HSPA +, из-за оптимизированных радиомодулей для операций как по нисходящей, так и по восходящей линии связи. Причина, по которой устройства LTE прямо сейчас едят батареи на завтрак, заключается в том, что операторы сети заставляют многие из этих устройств работать в активном двухрежимном режиме.

Для Verizon Wireless это означает, что большинство их устройств LTE подключаются как к CDMA2000, так и к LTE одновременно, и остаются подключенными к обоим. Это означает, что вы потребляете вдвое больше батареи за каждую минуту подключения, чем если бы вы были подключены только к CDMA2000 или LTE. Кроме того, когда вы звоните на телефоны Verizon Wireless LTE, радиомодуль CDMA2000 потребляет больше энергии, потому что вы говорите. Отправка и получение текстовых сообщений вызывает импульсы активности CDMA2000, что еще больше сокращает срок службы батареи.Возможно, постоянное изменение состояния радио может быть хуже для срока службы батареи, чем переключение в один режим на определенный период времени и переключение обратно, поэтому текстовые сообщения могут фактически быстрее разрядить батареи.

Затем идет передача. Передача — это операция, при которой устройство переключается с одной сети на другую или с одной вышки на другую. Передача обслуживания — критический компонент, который делает возможной любую сотовую беспроводную сеть. Без передачи обслуживания пользователю пришлось бы вручную выбирать новую вышку каждый раз, когда пользователь покидает зону действия вышки.(Wi-Fi является примером технологии беспроводной сети, которая по своей сути не поддерживает передачу обслуживания.) Когда пользователь выходит за пределы зоны действия сети Wi-Fi, радиомодуль Wi-Fi просто разрывает соединение. Для сотовых сетей это еще более важно, потому что радиус действия вышки не очень предсказуем из-за факторов, не зависящих от кого-либо (например, погоды и т. Д.). LTE поддерживает хэндовер, как и все другие сотовые беспроводные сети, но он улучшает его, делая его намного быстрее при переключении на поддерживаемый тип сети или соты.

Однако Verizon и Sprint выполняют передачу обслуживания от LTE к EV-DO и обратно, подключая соединение к расширенной версии ядра сети передачи данных EV-DO, называемой eHRPD. Это ни в коем случае не лучшее решение.

Хрупкое соединение между EV-DO и LTE приводит к тому, что хэндовер происходит намного чаще, чем предполагалось, что еще больше расходует время автономной работы. С AT&T и T-Mobile, использующими сеть HSPA + вместе с LTE вместо CDMA2000, операция передачи обслуживания становится намного более плавной.Что касается времени автономной работы, то он должен быть немного лучше, чем у телефонов Verizon и Sprint LTE, поскольку LTE поддерживает быстрое переключение между UMTS и LTE. Телефоны AT&T LTE обычно не переводятся в активный двухрежимный режим, поскольку HSPA + позволяет одновременно использовать данные и разговаривать. Как следствие, у AT&T нет необходимости переводить устройство в активный двухрежимный режим. Однако время автономной работы по-прежнему будет довольно низким, потому что сигналы LTE по-прежнему очень слабые в большинстве зон LTE AT&T, а устройства AT&T LTE по умолчанию подключаются к сигналам LTE, когда это возможно.

C Spire Wireless, сотовая связь в США и другие операторы CDMA / LTE имеют ту же проблему, что и Verizon Wireless, с временем автономной работы LTE, потому что они делают то же самое, что и Verizon Wireless, и заставляют активную двухрежимную работу с большинством своих устройств. В результате отключение LTE значительно продлит время автономной работы, поскольку телефон снова переключается в одномодовый режим. Или, в случае телефонов AT&T, пассивная двухрежимная работа (для передачи обслуживания GSM / HSPA +), поскольку они обычно находятся в пассивной трехрежимной работе для передачи обслуживания GSM / HSPA + / LTE.Пассивная многорежимная работа означает, что устройство не подключено постоянно к нескольким сетям, но установит соединение и передаст его, если сигнал в текущей сети будет слишком слабым или прерывистым. Это идеально подходит для многорежимной работы, и Sprint перешла на это в прошлом году, чтобы контролировать расходы на новые устройства, поддерживающие трехдиапазонную сеть LTE, которую он называет «Sprint Spark». С запуском Verizon VoLTE в прошлом году Verizon также все чаще предлагает устройства с пассивной многорежимной работой.Это означает, что эти новые устройства теперь обладают многими преимуществами энергосбережения, которые всегда были в устройствах GSM / UMTS / LTE.

LTE — Мобильная панацея?

Конечной целью сетевых операторов, развертывающих LTE, является замена всего остального, что у них есть. Это означает, что необходимо обеспечить возможность обработки голосовых вызовов, текстовых сообщений, сетевых предупреждений и т. Д. По сети передачи данных. Однако никто не разрабатывал спецификацию LTE с учетом голосовых и текстовых сообщений.Он был разработан только как сеть передачи данных. Итак, как они решают проблему? Разрабатывая решение VoIP, соответствующее их потребностям. Появились два основных стандарта: VoLGA (передача голоса через LTE через общий доступ) и VoLTE-IMS (передача голоса через LTE через IMS). VoLGA была основана на GAN (Generic Access Network), которая также известна как UMA (Unlicensed Mobile Access). Deutsche Telekom был единственным сетевым оператором, который захотел использовать этот метод, поскольку дизайн VoLGA в значительной степени был заимствован из реализации UMA компанией T-Mobile USA для функции звонков по Wi-Fi.Никто другой, желающий развернуть LTE, не хотел использовать его в качестве окончательного или промежуточного решения, поскольку для этой цели это означало бы использовать устаревшую базовую сеть GSM.

Все остальные поддерживали VoLTE-IMS (теперь именуемую VoLTE), что позволило им полностью отказаться от старых сетей и упростить их структуру по мере вывода из эксплуатации устаревших сетей. Однако IMS намного дороже и сложнее в развертывании, чем VoLGA, по крайней мере, для операторов сетей GSM. Но IMS также обещала большую гибкость.IMS можно использовать для видеозвонков в реальном времени со всевозможными дополнительными функциями. Итак, Deutsche Telekom отказался от VoLGA и присоединился ко всем остальным в поддержке VoLTE.

VoLTE использует расширенный вариант протокола SIP (Session Initiation Protocol) для обработки голосовых вызовов и текстовых сообщений. Для голосовых вызовов VoLTE использует кодек AMR (Adaptive Multi-Rate) с широкополосной версией, если она поддерживается в сети и на устройстве. Кодек AMR давно используется в качестве стандартного кодека для голосовых вызовов GSM и UMTS.Широкополосная версия поддерживает более качественное кодирование речи, что обеспечивает более четкие голосовые вызовы. Текстовые сообщения поддерживаются с помощью запросов SIP MESSAGE. Для видеозвонков используется H.264 CBP (ограниченный базовый профиль) с аудиокодеком AMR-WB через RTP (транспортный протокол реального времени) с VBR (переменная скорость передачи данных). При этом видеозвонки через IMS должны быть очень высокого качества, независимо от качества соединения для передачи данных. С VBR вызов может адаптироваться к изменяющимся уровням перегрузки сети передачи данных для поддержания качества видеозвонка.

По иронии судьбы, T-Mobile USA стала первой сетью в мире, которая на коммерческой основе развернула голосовые вызовы и текстовые сообщения на основе IMS, используя их для улучшенного решения для вызовов WiFi. Обновление для T-Mobile Samsung Galaxy S II и обновление для T-Mobile HTC Amaze 4G включали в себя новое решение для звонков по Wi-Fi.

MetroPCS была одним из первых операторов в мире, развернувших VoLTE, второй — SK Telecom в Южной Корее. В то время как SK Telecom запустила VoLTE на национальном уровне, MetroPCS запустила VoLTE только в Далласе, штат Техас.Первоначальные реализации VoLTE явно показали гораздо меньшее время автономной работы, но теперь это в значительной степени решено. После приобретения MetroPCS компания T-Mobile изменила конфигурацию своих двух сетей для широкого развертывания службы LTE и отключения службы CDMA, унаследованной от MetroPCS. В конце лета 2014 года компания T-Mobile запустила VoLTE и сделала ее доступной по всей стране вскоре после запуска. Поскольку он основан на их решении для звонков по Wi-Fi, он может поддерживать беспрепятственный переход от WiFi к LTE и обратно для голосовых вызовов, чего еще никто не делал.

Что касается Verizon, AT&T и Sprint, развертывающих VoLTE? Что ж, Verizon развернул VoLTE в августе 2014 года на национальном уровне. AT&T запустила VoLTE в некоторых частях Среднего Запада в мае 2014 года и с тех пор постепенно расширяет его. Sprint пока официально ничего об этом не сказал.

На этом этапе основная проблема с VoLTE заключается в том, что для этого требуется прошивка, настроенная для оператора связи. Настройка устройства для использования VoLTE требует большой настройки, больше, чем может предоставить SIM-карта.Следовательно, на данный момент VoLTE будут поддерживать только устройства под брендом оператора. В некоторые небрендированные устройства в конечном итоге может быть предварительно загружена информация о конфигурации VoLTE от выбранного оператора, но это останется скорее исключением, чем правилом. Надеюсь, эта конкретная проблема будет решена в ближайшее время, потому что она усложняет любой план по перемещению устройств от одного оператора к другому.

Беспорядочное будущее 4G

Мы коснулись лишь поверхности того, что такое LTE, но эта статья включает в себя почти все, что волнует абонентов LTE.Некоторые из других аспектов LTE включают возможности SON (самоорганизующейся сети), которые позволяют гибко распределять емкость по частям сотовой сети по мере необходимости путем перераспределения соединений до оптимальной конфигурации в любой момент времени. Передача на Wi-Fi — еще одна интересная функция. Однако большинство функций, подобных первой, в значительной степени видны только со стороны оператора сети, а такие вещи, как последняя, ​​могут никогда не быть реализованы.

LTE — это значительный скачок в оптимизированной технологии сотовой беспроводной связи.Если вы хотите получить подробные технические подробности о LTE и его постоянно развивающихся спецификациях, ознакомьтесь с серией спецификаций 3GPP для LTE. Спецификации eHRPD и соответствующие спецификации CDMA2000 доступны на веб-сайте 3GPP2. Спецификации VoLGA доступны на сайте Форума VoLGA. 3GPP размещает спецификации IMS, а GSM Association размещает IMS Profile for Voice и SMS на своем веб-сайте. Мы рассмотрели основные моменты в этой статье, так как ее слишком много.Как указано в технических характеристиках, на каждом уровне сотовой сети было внесено множество улучшений, результатом которых стала высокопроизводительная оптимизированная сеть.

Еще неизвестно, станет ли LTE историей успеха мобильной индустрии. Сетевые операторы по всему миру только сейчас развертывают его, и уже это превращается в беспорядок. 3GPP уже одобрил почти 45 полос частот для LTE. Более 30 из них предназначены для LTE FDD, а остальные — для LTE TDD. Роуминг в LTE будет очень сложным.Только для Северной Америки существует десять диапазонов FDD и один диапазон TDD для LTE. Для Европы и Африки есть четыре диапазона для FDD LTE и два диапазона для TDD LTE. Для Азии и Океании есть те же четыре диапазона FDD для Европы, еще три диапазона частот для FDD и еще два диапазона TDD. Остальные полосы еще предстоит использовать, но они будут использоваться. Кому-то придется придумать, как разместить больше диапазонов на устройстве LTE, не жертвуя при этом портативностью. К счастью, некоторые диапазоны являются надмножествами / подмножествами других диапазонов, поэтому некоторые из них легче поддерживать, чем другие.

А тут беспорядок с 4G. Вопреки распространенному мнению, LTE на нынешнем этапе не всегда считался 4G. Международный союз электросвязи (или ITU) определяет, что можно считать 4G. Первоначально МСЭ заявил, что набор требований, известный как IMT-Advanced, определяет, что будет считаться 4G. LTE не стал исключением (хотя его будущая версия под названием LTE-Advanced сделала). Ни WiMAX, ни HSPA + тоже. Однако коллективное влияние американских и канадских сетевых операторов заставило МСЭ пересмотреть свою спецификацию в отношении того, что такое 4G, чтобы включить в него любую беспроводную технологию, значительно эволюционировавшую из технологий 3G.Большинство технофилов считают, что спецификация IMT-Advanced определяет, что можно считать 4G, в то время как большинство деловых людей предпочитают более новое определение 4G. Для целей этой статьи пересмотренный стандарт считается 4G. Хотя это выходит за рамки данной статьи (и это тоже не очень важно), я изложу это сейчас, чтобы предотвратить любые споры. Это означает, что LTE, HSPA + и WiMAX считаются технологиями 4G, хотя WiMAX по-прежнему официально входит в список технологий 3G.

После кодификации LTE-Advanced Release 10 и доступности оборудования ряд операторов по всему миру начали использовать функции LTE-Advanced. AT&T развернула агрегацию операторов во многих из тех же областей, в которых она запустила VoLTE, а Sprint намеревается запустить агрегацию операторов в тех регионах, где компания развернула свою трехдиапазонную сеть «Spark». T-Mobile USA развертывает и тестирует его с момента начала развертывания услуги LTE, чтобы максимально использовать преимущества оборудования LTE-Advanced в максимально возможном количестве областей.Хотя T-Mobile еще не широко использует агрегацию операторов, у нее, безусловно, есть возможность сделать это в будущем.

Я не знаю, что ждет LTE в будущем, но это, безусловно, будет очень интересно. Это самое захватывающее время в мобильной индустрии с момента перехода с аналогового на цифровое в начале 1990-х годов. LTE представляет собой смену парадигмы от гибридных сетей передачи голоса и данных к сетям только данных. В будущем технология беспроводной сети, вероятно, получит более широкое распространение, поскольку ее станет проще получить, чем услуги проводной связи (кабельные, DSL и т. Д.).). Однако сомнительно, что он полностью заменит услуги проводной передачи данных. Надеюсь, проблемы, с которыми мы сталкиваемся сейчас с LTE, со временем исчезнут.

По мере того, как LTE продолжает совершенствоваться, мы продолжим наблюдать неуклонный переход от старых сетей к LTE, особенно операторов, использующих сети CDMA в качестве устаревшей технологии. Хотя у нас может не быть повсеместного подключения в течение длительного времени из-за огромного количества диапазонов и конфигураций, всегда появляются новые технологии, направленные на улучшение ситуации.

Как определить хорошую мощность сотового сигнала

Как узнать, является ли сигнал LTE, обнаруженный сотовым модемом, содержащим Super SIM, хорошим или плохим?

Это может быть очень сложный вопрос. Поставщики модемов предоставляют простые числовые индикаторы, но расчеты значений сложны, являются результатом значительного числа полевых испытаний и требуют прочного знания физики, теории связи и спецификации LTE для полного понимания.

Кроме того, любое данное измерение сильно зависит от условий радиосвязи в том месте, где были сняты показания: насколько далеко модем находится от окружающих ячеек, местных атмосферных условий, наличия блокаторов сигнала между модемом и ячейкой, например. стены и металлические конструкции, а также является ли модем неподвижным или движущимся внутри транспортного средства.

К счастью, технология сотовой связи была разработана специально с учетом этих факторов.Сотовые модемы — на жаргоне «пользовательское оборудование» (UE) — непрерывно отслеживают сигналы, передаваемые всеми ближайшими вышками сотовой связи, чтобы они всегда могли подключиться к той, с которой сигнал лучше всего. Технология LTE включает опорные сигналы, которые модем использует для оценки состояния соединения с данной вышкой сотовой связи стандартным способом.

модем определяет, какие башни, чтобы подключиться к на основе значения называется RSRP (опорный сигнал Мощность принимаемым). Это измеренная мощность опорных сигналов LTE, распределенных по широкополосной и узкополосной частях спектра.Значения RSRP, представленные в дБм, всегда отрицательны, и чем выше число, т. Е. чем он ближе к нулю, тем выше мощность сигнала.

Спецификация LTE определяет второе значение, RSRQ (качество принятого эталонного сигнала), как отношение мощности несущей к мощности помех: по сути, это отношение сигнал-шум, измеренное с использованием стандартного сигнала. Соединение с высоким RSRQ должно быть хорошим, даже если RSRP низкое: модем может извлекать информацию из слабого сигнала из-за минимального шума.

При значениях RSRP для всех ближайших вышек модем выбирает башню с лучшим RSRP. Если значения RSRP двух вышек слишком близки для вызова, модем использует RSRQ в качестве основы для своего выбора.

Существуют и другие значения, которые часто обсуждаются в контексте уровня сотового сигнала, включая RSSI и SINR, но они формально не определены в спецификации LTE и поэтому не сопоставимы между модемами от разных производителей. RSRP и RSRQ — единственные значения, которые вы должны использовать для сравнения характеристик обработки сигналов модемов от разных поставщиков, потому что только они являются частью спецификации LTE и определяются с использованием сигналов, отправляемых каждой вышкой сотовой связи.

Теперь, поскольку значения RSRP и RSRQ постоянно определяются модемом, они могут быть считаны приложением. Для Quectel BG96 сотовый модем, поддерживаемый модулем imp006, можно использовать AT-команду QCSQ (сокращение от Query and Report Signal Strength):

Это вернет строку вроде:

 + QCSQ: «CAT-M1», - 52, -81,195, -10
 

Первое поле в ответе — текущий режим LTE; последние значения RSRP и RSRQ находятся в полях 3 и 5 соответственно.Значения остальных полей нестандартные, поэтому здесь не описываются.

Важно отметить, что модемам обычно требуется немного времени для сбора данных и генерации значений RSRP и RSRQ. Если вы прочитаете номера RSRP и RSRQ сразу после загрузки, вы, вероятно, получите значения по умолчанию.

AT-команда BG96 для считывания стандартных значений мощности сигнала уникальна для модема. Другие устройства имеют другие команды. Например, модемы u-blox предлагают AT-команды VZWRSRP и VZWRSRQ для получения этих значений.

В качестве приблизительного ориентира Quectel определяет следующую метрику качества для качества соединения между BG96 и вышкой сотовой связи:

РФ Качество RSRP (дБм) RSRQ (дБ)
Отлично > = -80 > = -10
Хорошо от -80 до -90 от -10 до -15
Средняя ячейка от -90 до -100 от -15 до -20
‘Cell Edge’ <-100 <-20

У других поставщиков будут разные значения качества для заданных диапазонов RSRP и RSRQ. Эти значения качества будут зависеть от конкретных возможностей модема: в основном от того, насколько хорошо он может извлекать сигнал.

Как приложение может использовать эти значения? Используя приведенную выше таблицу — и, конечно, при условии, что вы работаете с модемом Quectel BG96 — вы можете считывать значения RSRP и RSRQ после того, как модем был запущен в течение короткого времени, и использовать их для представления «качества соединения». индикатор для конечных пользователей, такой как линейка светодиодов, один многоцветный светодиод или значок на дисплее.Вы можете преобразовать эти значения в четырехстрочный индикатор, как на мобильных телефонах.

Значения

Quectel не являются полностью качественными: они также указывают на то, как мощность и качество сигнала снижаются по мере того, как модем перемещается от вышки к краю своей соты. Точно так же пользовательский интерфейс вашего устройства может сигнализировать конечному пользователю, что он может пожелать переместить устройство ближе к ячейке. Растущие значения RSRP и RSRQ показывают, что они движутся в правильном направлении.

Однако, как мы видели, важно помнить, что эти значения не являются абсолютными: они могут изменяться при переходе модема от одной вышки сотовой связи к другой или из-за временных явлений, влияющих на радиосигнал, таких как погодные условия или добавление больших физических объектов между устройством и вышкой сотовой связи.Значения сигналов, указывающие на «отличное» соединение, не могут предотвратить внезапную, но кратковременную потерю связи.

Хорошая новость о LTE заключается в том, что даже при кажущейся слабой силе сигнала, т.е. Значения «края ячейки» или того хуже, модем останется подключенным, не считая временных проблем. А с Super SIM у вас есть возможность управлять тем, к каким сетям может подключаться устройство в данном регионе, чтобы обеспечить надежную связь.

Полосы частот LTE для вышек сотовой связи

Обновлено 5 марта 2021 г.

Полосы сотовой связи

Спектр сотовой связи разделен на различных диапазона частот.Национальные правительства контролируют распределение этих полос и то, как они используются. В Соединенных Штатах Федеральная комиссия по связи (FCC) лицензирует определенные диапазоны для операторов сотовой связи, и операторы имеют исключительное право на использование этих диапазонов в определенных регионах страны.

Каждая полоса сотовой связи состоит из нескольких каналов (или блоков ). Каждый сотовый канал разделен на часть восходящей линии связи, , которая передает от сотовых телефонов к вышке, и часть нисходящей линии связи , которая передает от вышки сотовой связи к телефонам.Разделение восходящей и нисходящей линий связи в канале обеспечивает одновременную (и более быструю) двустороннюю передачу голоса и данных.

В начале: сотовая связь 2G / 3G и PCS

На заре сотовых телефонов полоса 5 800 МГц использовалась для передачи голоса. В диапазоне 800 МГц всего два канала: A и B .

По мере роста использования сотовых телефонов требовалось увеличение пропускной способности. Полоса 2 1900 МГц была предоставлена ​​операторам связи и названа Personal Communications Service ( PCS ).Диапазон 2 имеет шесть каналов, от A до F . (Полоса 25 PCS была добавлена ​​позже для перекрытия полосы 2 с дополнительным каналом G .)

Полоса 2 (800 МГц сотовая связь) и полоса 5 (1900 МГц PCS) были основными полосами частот сотовой связи в течение нескольких лет.

Рост сотовых данных 4G: AWS и 700 МГц

(Нажмите, чтобы увеличить)

Появление смартфона в 2008 году изменило сотовый ландшафт: сотовые телефоны превратились из устройств для передачи голоса и текста с низкой пропускной способностью в пользователей интернет-данных с высокой пропускной способностью.Просмотр веб-страниц, электронная почта, социальные сети, а также потоковое аудио и видео заняли мобильное пространство. Пользовательская нагрузка на вышки сотовой связи резко возросла. С тех пор к смартфонам присоединились планшеты, ноутбуки и умные часы с поддержкой сотовой связи. Как показывает диаграмма справа вверху, количество сотовых устройств на человека за последнее десятилетие росло экспоненциально.

В 2006 году полоса 4 1700/2100 МГц, названная Advanced Wireless Services ( AWS ), дебютировала для предоставления высокоскоростных сотовых данных в той же области частот, что обслуживается PCS.(Расширенная полоса 66 AWS была добавлена ​​позже к перекрывающейся полосе 4 с дополнительными каналами от G до J .)

Четыре года спустя сотовая связь открылась в нижних диапазонах 700 МГц 12 и 17 и в верхнем диапазоне 700 МГц 13 . Эти более дальние частоты в диапазоне семисот МГц ( SMH ) обеспечивают покрытие сотовой связи в сельских и отдаленных районах в рамках плана 4G Long Term Evolution ( LTE ).

Будущее уже наступило: сети 5G

Перевозчиков в U.С. и Канада сейчас активно строят сотовые сети 5G. Постоянно подключенные устройства и устройства — Internet of Things ( IoT ) — наводняют рынок, и для беспилотных транспортных средств потребуются мгновенные данные для управления и контроля. Эти новые достижения потребуют более быстрой передачи данных 5G в большем количестве мест.

Операторы сотовой связи начали расширять свои низкополосные сети до полосы 71 600 МГц и полосы 30 2300 МГц. 5G будет использовать все вышеперечисленные и даже более высокие частоты — вплоть до 48 ГГц — для обеспечения сотовой связи для большего числа устройства с более высокими требованиями к пропускной способности.

Узнайте больше о технологии и частотах 5G.

Как улучшить сотовый сигнал

Усилители сотового сигнала

обеспечивают сотовый прием там, где современные сети недоступны: внутри зданий из бетона, металла и низкоэмиссионного стекла; сельские и удаленные районы; низменные участки и другие места, где сигнал блокируется естественными и искусственными препятствиями.

Низкополосные сотовые частоты

Современные усилители сигнала сотовой связи охватывают множество распространенных низкочастотных частот, используемых в сетях 4G и 5G.Поскольку сотовые технологии стремительно развиваются и расширяются, производители бустеров добиваются полного одобрения FCC для покрытия дополнительных частот.

Операторы

США предлагают услуги сотовой связи в следующих диапазонах в пределах США. Не все диапазоны доступны во всех регионах; некоторые диапазоны имеют ограниченное распространение в городских районах или на определенных тестовых рынках.

Примечание: После того, как T-Mobile приобрела Sprint в 2020 году, телефоны Sprint стали перемещаться в сети T-Mobile.

71

Цифровой дивиденд

663–698

617–652

36

12

Нижний 700 МГц

699–716

729–746

18

Есть

17

Нижний 700 МГц

704–716

734–746

13

Есть

13

Верхний 700 МГц

777–787

746–756

11

Есть

14

FirstNet

788–798

758–768

11

Есть *

5

Сотовая связь

824–849

869–894

26

Есть

26

Расширенная сотовая связь

814–849

859–894

36

4

AWS

1710–1755

2110–2155

46

Есть

66

Расширенный AWS

1710–1780

2110–2200

91/71

Есть **

2

шт.

1850–1910

1930–1990

61

Есть

25

Расширенная PCS

1850–1915

1930–1995

66

Есть

30

WCS

2305–2315

2350–2360

11

41

BRS / EBS

2496–2690

2496–2690

195

48

CBRS

3550–3700

3550–3700

151

Запрос диапазона

| Ссылка на Elasticsearch [6.

8]

Сопоставляет документы с полями, в которых есть условия в определенном диапазоне.
Тип запроса Lucene зависит от типа поля, для строка
полей TermRangeQuery , а для полей числа / даты запрос
NumericRangeQuery . В следующем примере возвращаются все документы, в которых
возраст находится между 10 и 20 :

 ПОЛУЧИТЬ _search
{
    "запрос": {
        "классифицировать" : {
            "возраст" : {
                «gte»: 10,
                «lte»: 20,
                «буст»: 2.0
            }
        }
    }
} 

Запрос диапазона принимает следующие параметры:

gte

Больше или равно

GT

Лучше чем

LTE

Меньше или равно

л

Меньше, чем

повышение

Устанавливает значение ускорения запроса, по умолчанию 1.0

Диапазоны в полях датыправить

При выполнении запросов диапазона к полям типа дата диапазоны могут быть
указано с помощью Date Math:

 ПОЛУЧИТЬ _search
{
    "запрос": {
        "классифицировать" : {
            "Дата" : {
                "gte": "сейчас-1д / д",
                "lt": "сейчас / д"
            }
        }
    }
} 
Математика даты и округление

При использовании математики дат для округления дат до ближайшего дня, месяца,
час и т. д., округленные даты зависят от того, являются ли концы диапазонов
включительно или эксклюзивно.

Округление до последней миллисекунды области округления и округление
до первой миллисекунды области округления. Например:

GT

Больше, чем округленная дата: 18.11.2014 || / M становится
2014-11-30T23: 59: 59.999 , то есть без учета всего месяца.

gte

Больше или равно дате округления в меньшую сторону: 18.11.2014 || / M становится
01.11.2014 , т.е. включая весь месяц.

л

Меньше округленной в меньшую сторону даты: 2014-11-18 || / M становится 2014-11-01 , т.е.
исключая весь месяц.

LTE

Меньше или равно округленной дате: 18.11.2014 || / M становится
2014-11-30T23: 59: 59.999 , т.е. включая весь месяц.

Формат даты в запросах диапазонаправить

Отформатированные даты будут проанализированы с использованием формата
указано в поле даты по умолчанию , но его можно переопределить
передача параметра формата в диапазон запрос :

 ПОЛУЧИТЬ _search
{
    "запрос": {
        "классифицировать" : {
            "родившийся" : {
                "gte": "01.01.2012",
                "lte": "2013",
                "формат": "дд / ММ / гггг || гггг"
            }
        }
    }
} 

Обратите внимание, что если в дате отсутствуют некоторые координаты года, месяца и дня,
недостающие части заполняются с начала
unix time, то есть 1 января 1970 года.Это означает, что когда, например, указав dd в качестве формата, значение вроде "gte": 10
переведет на 1970-01-10T00: 00: 00.000Z .

Часовой пояс в диапазоне запросовправить

Даты можно преобразовать из другого часового пояса в UTC, указав
часовой пояс в самом значении даты (если формат
принимает его), или его можно указать как параметр time_zone :

 ПОЛУЧИТЬ _search
{
    "запрос": {
        "классифицировать" : {
            "timestamp": {
                "gte": "2015-01-01T00: 00: 00", 
                "lte": "сейчас", 
                "time_zone": "+01: 00"
            }
        }
    }
} 

Эта дата будет преобразована в 2014-12-31T23: 00: 00 UTC .

сейчас не зависит от параметра time_zone , это всегда текущее системное время (в UTC).
Однако при использовании математического округления даты (например, до ближайшего дня с использованием now / d ),
будет учитываться предоставленный time_zone .

Поля диапазона запросаправить

диапазон запросов могут использоваться для полей типа диапазон , что позволяет
сопоставить диапазон, указанный в запросе, со значением поля диапазона в документе.Отношение Параметр определяет соответствие этих двух диапазонов:

ВНУТРИ

Соответствует документам, поле диапазона которых полностью находится в пределах диапазона запроса.

СОДЕРЖИТ

Соответствует документам, поле диапазона которых полностью содержит диапазон запроса.

ПЕРЕСЕЧЕНИЕ

Соответствует документам, поле диапазона которых пересекает диапазон запроса.Это значение по умолчанию при запросе полей диапазона.

Для примеров см. Тип сопоставления диапазон .

Описание диапазонов частот

LTE | Операторы связи в США и Канаде

Провайдеры беспроводных сетей по всему миру используют полосы частот сотовой связи для предоставления услуг передачи голоса и данных 4G LTE своим клиентам. Поскольку ваше мобильное устройство совместимо с полосами частот вашего оператора связи, эта технология позволяет совершать телефонные звонки, отправлять и получать текстовые сообщения и выходить в Интернет.

В этой статье мы сгруппировали данные частотных диапазонов LTE по операторам связи, чтобы помочь вам понять, какие диапазоны используются конкретными поставщиками для услуг 4G LTE.

Примечание: это не исчерпывающий список. Некоторые региональные операторы мобильной связи Северной Америки не указаны в приведенных ниже таблицах частот диапазона LTE. Однако мы включили сети США и Канады, которые охватывают большинство пользователей мобильных телефонов. Чтобы уточнить, мы перечислили только диапазоны частот 4G LTE и не включили диапазоны частот 3G или 5G.

Объяснение диапазонов LTE

Частота радиоволн, несущих мобильную связь, обычно выражается одним числом, измеряемым в мегагерцах (МГц). Однако использование одного числа для обозначения частоты может ввести в заблуждение, поскольку на самом деле оно включает в себя ряд чисел. Например, 700 МГц представляет собой полосу частот от 699 до 798 МГц.

Что такое агрегация несущих LTE?

Полосы, используемые операторами мобильной связи, пронумерованы последовательно и представляют собой «блоки» частотного диапазона.Полоса частот может совместно использоваться несколькими операторами связи или может быть назначена исключительно одному оператору сотовой связи.

  • Например, T-Mobile владеет большей частью полосы 71 LTE в США.
  • T-Mobile и Dish владеют большей частью полосы B71.
  • Примером одного оператора на одном диапазоне является Verizon, которому принадлежит почти весь канал B13 по всей стране.

Кроме того, частотный диапазон может состоять из нескольких полос; например, 700 МГц включает полосы LTE 12, 13, 17 (и более), используемые в U.С. и Канада.

По мере того, как вы узнаете больше о полосах частот, вы также можете задаться вопросом: Какие бывают полосы LTE и почему у каждой несущей их больше одной?

Чтобы адекватно удовлетворить различные потребности клиентов, операторы сотовой связи имеют несколько диапазонов от высоких до низких частот. Например, AT&T предлагает диапазон частот от 2300 МГц, который предназначен для густонаселенных городских районов; до 700 МГц, что лучше на больших расстояниях в сельской местности.

Необходимо множество частот и диапазонов, чтобы каждый оператор мог обеспечить наилучшее покрытие сотовой связи и емкость для всех своих абонентов мобильной связи по всей стране.

Будет ли мой телефон поддерживать диапазоны частот 4G LTE другого оператора связи?

Каждый из четырех основных операторов связи, Verizon, AT&T, T-Mobile и Sprint, используют разные полосы частот для своих сетей. Ваш мобильный телефон должен быть совместим по крайней мере с одним диапазоном, чтобы он работал в этой конкретной сети 4G LTE.В идеале, если вам нужна надежная сотовая связь, куда бы вы ни пошли, ваше устройство должно поддерживать все полосы частот LTE, назначенные этому оператору связи.

Если вы планируете сменить сотовую связь, но не хотите покупать новое устройство, вы можете сменить оператора связи, если ваш телефон работает в другой сети. Например, если ваш телефон «заблокирован», он содержит программный код вашего оператора, который не позволяет использовать его в сети конкурирующего оператора. Также важно проверить совместимость устройства, которая покажет, есть ли у вас проблемы с обслуживанием или покрытием.

Основные операторы связи предлагают простой инструмент проверки статуса IMEI, чтобы определить, поддерживает ли ваше сотовое устройство их частоты. Сначала найдите уникальный 15-значный номер IMEI своего телефона в настройках телефона. Затем введите его на следующих страницах, посвященных операторам связи, чтобы узнать, можете ли вы подключиться к их сети.

* T-Mobile и Sprint объединились.

. Вы также можете посетить веб-сайт производителя и просмотреть технические характеристики своего устройства, чтобы проверить поддерживаемые телефоном диапазоны частот LTE.Имейте в виду, что новые модели телефонов с большей вероятностью будут совместимы с диапазонами частот всех четырех основных операторов связи.

Следующие диаграммы частот LTE показывают, какие полосы используются основными операторами связи США и Канады:

Полосы частот LTE - US

AT&T LTE BANDS

Диапазон частот

Полосы 700 МГц 12, 14 , 17, 29, B71

Диапазон 850 МГц 5

Диапазон 1700 МГц 4, 66

Диапазон 1900 МГц

Диапазон 2300 МГц 30


SPRINT LTE BANDS

Диапазон частот

Диапазон 850 МГц 26

Диапазон 1900 МГц 25

Диапазон 2500 МГц 41


ПОЛОСЫ T-MOBILE LTE 9 0003

Диапазон частот

Диапазон 600 МГц 71

Диапазон 700 МГц 12

Диапазон 850 МГц 5

Полосы 1700 МГц 4, 66

Диапазон 1900 МГц 2

* Обратите внимание, что T-Mobile и Sprint объединились и скоро будет объединять полосы в спектре 2500 МГц.


ПОЛОСА СОТОВЫХ LTE США

Диапазон частот

Диапазон 700 МГц 12

Диапазон 850 МГц 5

1700/2100 МГц Диапазон 4

1900 МГц Диапазон 2


Диапазон частот VERIZON

LTE

Диапазон 700 МГц 13

Диапазон 850 МГц 5

1700/2100 МГц Полосы 4, 66

Диапазон 1900 МГц 2


BOOST MOBILE LTE BANDS

Диапазон частот МГц

Диапазон частот 8509

1900 МГц Полоса 25

2500 МГц Полоса 41


Полосы частот LTE - Канада

BELL LTE BANDS

Полоса частот

Полосы 700 МГц 13, 17, 29

850 МГц Полоса 5

AWS Band 4

Диапазон 1900 МГц 2

Диапазон 2600 МГц 7


ROGERS WIRELESS LTE BANDS

Диапазон частот

Полосы 700 МГц 12, 13

AWS Band 4

AND 2600MHz

Частота Диапазон

700 МГц Полосы 13, 17, 29

850 МГц Полоса 5

AWS Полоса 4

1900 МГц Полоса 2

2600 МГц Полоса 7


Если вы ищете конкретную несущую, которая не перечисленных выше, посетите страницу диапазонов частот LTE в Википедии, где вы можете найти диапазоны частот большинства операторов связи по всему миру.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *