2.4. Агрегация частотных полос

.Агрегация (присоединение) частотных полос является наряду с пространственным мультиплексированием основным способом увеличения скорости передачи данных. В LTE Rel. 8/9 максимальная ширина частотного канала 20 МГц. Дальнейшее расширение канала технологически затруднено, так как сложно обеспечить необходимую точность синхронизации при когерентном приеме сигналов на поднесущих с большими номерами.

Для увеличения ширины полосы в Rel. 10 предложена технология агрегация полос. Это означает, что одновременно с передачей в базовой полосе частот появляется возможность вести одновременно передачу еще в нескольких полосах. При этом в каждой новой полосе формируют индивидуальный сигнал OFDM, где поднесущие номеруют от 1 до максимальной. Это означает, что передают несколько независимых сигналов, которые могут принимать как один так и группа терминалов. Повторную передачу непринятых пакетов также осуществляют независимо в каждой полосе.

Агрегировать можно полосы разной ширины (5, 10, 20 МГц), причем число присоединенных полос вниз и вверх может быть разным (асимметричный трафик), но число полос вверх не может быть больше их числа вниз. Общее число агрегируемых полос вниз может достигать 5. Оператор может выбирать полосы из одного диапазона (подряд или с промежутками) или из разных диапазонов (рис. 2.23). Частотные диапазоны, выделенные для сетей LTE с частотным дуплексом, приведены в табл. 2.5, c временным дуплексом в табл.2.6.

Рис.2.23. Варианты выделения полос при агрегации

Мобильные терминалы, начиная с Rel.10, должны поддерживать такие режимы.

Таблица 2.5

Номер диапазона	Частоты передачи вверх () UE → eNB (МГц)	Частоты передачи вниз () eNB → UE (МГц)	Разнос частот между каналами вверх и вниз (МГц)
	Fмин – Fмакс	Fмин – Fмакс	F – F
1	1920 – 1980	2110 – 2170	190
2	1850 – 1910	1930 – 1990	80
3	1710 – 1785	1805 – 1880	95
4	1710 – 1755	2110 – 2155	400
5	824 – 849	869 – 894	45
7	2500 – 2570	2620 – 2690	120
8	880 – 915	925 – 960	45
9	1749.9 – 1784.9	1844.9 – 1879.9	95
10	1710 – 1770	2110 – 2170	400
11	1427,9 – 1452,9	1475,9 – 1500,9	48
12	698 – 716	728 – 746	30
13	777 – 787	746 – 756	-31
14	788 – 798	758 – 768	-30
17	704 – 726	734 – 746	30
18	815 – 830	860 – 875	45
19	830 – 845	875 – 890	45
20	832 – 862	791 – 821	-41
21	1447,9 – 1462,9	1495,9 – 1510,9	48
23	2000 – 2020	2180 – 2200	180
24	1626,5 – 1660,5	1525 – 1559	- 101,5
25	1850 – 1915	1930 – 1995	80
26	814 - 849	859 - 894	45
27	807 - 824	852 – 869	45
28	703 - 748	758 – 803	55
30	2305 - 2315	2350 - 2360–	45
31	452.5 – 457,5	462,5 – 467,5	10

Таблица 2.6

Номер диапазона	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44
Частоты передачи (МГц)	1900 - 1920	2010 - 2025	1850 - 1910	1930 - 1990	1910 - 1930	2570 - 2620	1880 - 1920	2300 - 2400	2496 - 2690	3400 - 3600	3600 - 3800	703 – 803

Приведем статистику сетей LTE на 06 мая 2014г.

В мире действуют 288 коммерческих сетей LTE, обслуживающие более 200 млн абонентов.

36 сети работают с LTE-TDD в странах: Оман, Россия, Бразилия, Польша, Швеция, Индия, Бангладеш, Япония, США, Канада, Испания, Австралия, Великобритания, Саудовская Аравия, ЮАР, Нигерия, Шри-Ланка и др.

По данным ассоциации GSA (The Global mobile Suppliers Association) наиболее востребованным диапазоном для развертывания сетей E-UTRA-FDD является диапазон 3 (1800 МГц). В нем работают 43% процента операторов LTE-FDD. Затем следуют полосы в районе 2600 МГц и 700 МГц. Распределение сетей LTE-FDD в зависимости от используемого частотного диапазона представлено ниже.

В Российской Федерации по итогам конкурса в 2013г. лицензии на развертывание сетей стандарта LTE были распределены между пятью операторами сотовой связи: «Yota» (Скартел), «Мегафон», «МТС», «Билайн» и «Ростелеком». Всего между операторами распределялись три диапазона.

Лицензии на диапазон 7 (2500-2570 МГц для восходящего канала, 2620-2690 для нисходящего) выдавались как федеральные, их распределение отображено на рис. Д.1.

Рис. Д.1 – Распределение частот в диапазоне 7

В качестве виртуального оператора (MVNO - Mobile Virtual Network Operator) на основе сети Yota работают сети Мегафона и МТС.

Далее, по итогам конкурса было совершено распределение спектра частот 20 для сети LTE в диапазоне 800 МГц и выданы соответствующие федеральные лицензии (рис. Д.2).

Рис. Д.2. Распределение частот в диапазоне 20

Кроме того, всем 4 операторам предоставлены полосы в неспеци- фицированном 3GPP диапазоне (720 – 750)/(761 – 791) МГц, по 7,5 МГц каждому.

Также был распределен спектр диапазона 38 между операторами «Мегафон» и «МТС» для развертывания сети LTE-TDD в Москве и Московской области, включающий в себя частоты 2570-2620 МГц.

В Российской Федерации впервые сеть LTE была введена в коммерческую эксплуатацию в Новосибирске в декабре 2011г, а на ноябрь 2013 года сетью LTE покрыты 36 городов России. По условиям предоставления государством частот операторам связи связь 4G должна предоставляться по всей России в городах с населением не менее 50 тысяч человек.

Согласно базовому прогнозу компании J’son&Partners Consulting, ведущей мониторинг мирового рынка стандартов 4-го поколения, число абонентов LTE и LTE-A в России должно составить 15 миллионов к 2018 году

1Фактически при передаче используют дискретное быстрое обратное преобразование Фурье, а при приеме дискретное быстрое прямое преобразование Фурье.

2 ECM – EPS (Evolved Packet System) Connection Management

3Подробные сведения о каналах на радиоинтерфейсе приведены в [1, гл.3].

41