Динамическое использование диапазона повышает эффективности использования полосы частот операторами связи

Диапазон частот – самый ценный ресурс для операторов связи. Сегодня российские операторы связи активно развивают услуги мобильного широкополосного доступа на базе сетей стандарта 3G и 4G, для которых традиционными являются диапазоны Band 1 (2,1 ГГц), Band 7 (2,6 ГГц), Band 20 (800 МГц). В таблице ниже приведены ресурсы частот этих диапазонов четырех крупнейших российских операторов связи.

Для всех российских операторов связи (кроме МегаФона) недостаточность ресурсов радиочастотного спектра является крупнейшей проблемой.

Мобильные операторы решают проблему нехватки ресурсов спектра за счет повторного использования частот 2G (так называемого Refarming), но это неизбежно создает новые проблемы. Пользователи исключительно голосовой связи 2G по-прежнему составляют 27% от общего числа абонентов в России (источник: GSMA), использование частот 2G приводит к снижению пропускной способности сети, в чрезвычайных случаях возможны ситуации, когда даже базовые услуги 2G не смогут быть обеспечены.

Одним из решений этой проблемы может стать инновационная технология разделения частотного диапазона (Dynamic Spectrum Sharing). В качестве примера используем диапазон 900 МГц стандарта GSM:

В настоящее время операторы развертывают в этом спектре стандарты связи GSM и UMTS. Традиционная технология Refarming предполагает использование полосы пропускания 7,4 МГц для одной соты UMTS и 1 соты GSM (UMTS 5 МГц + GSM 2,4 МГц). Технология динамического разделения частот позволяет использовать 1 соту UMTS + 1 соту GSM в полосе пропускания 5 МГц. Это позволяет сэкономить 34% ресурсов спектра.

Ключевым преимуществом этой технологии является использование различных методов для подавления следующих 4 типов помех:

A) Помехи, возникающие при передаче данных терминалом GSM на базовую станцию UMTS NodeB (Upstream)
B) Помехи, возникающие при передаче данных базовой станцией UMTS NodeB на терминал GSM (Downstream)
C) Помехи, возникающие при передаче данных терминалом UMTS на базовую станцию GSM BTS (Upstream)
D) Помехи, возникающие при передаче данных базовой станцией GSM BTS на терминал UMTS (Downstream)

Для обеспечения совместного использования стандартами GSM и UMTS общей полосы пропускания осуществляется следующее: при низком спросе на услуги GSM стандарт UMTS может использовать соответствующие ресурсы спектра, при очень высоком спросе на услуги GSM может задействоваться частотный спектр UMTS.

В России существует два сценария использования Dynamic Spectrum Sharing:

1) В местах с недостаточными ресурсами частот 900 МГц/1800 МГц можно применить технологию разделения спектра GU/GL, что одновременно обеспечивает работу базовых услуг GSM и реализацию стандартов UMTS 900 и LTE 1800.
2) В ключевых городах, где есть ресурсы низкого частотного спектра 900 МГц (в Москве и Санкт-Петербурге), уже реализована технология совместного использования спектра стандартами 2G/3G, за счет этого происходит экономия ресурсов радиочастот, что упрощает развертывание сетей стандарта 4G, закладывает основу для будущего внедрения услуг VoLTE и NB-IoT.

Применение разделения спектра имеет много преимуществ не только на данном этапе, но и может быть эффективно использовано в будущем при развертывании сетей 5G, где может быть применено совместное использование частотного спектра стандартами GSM/UMTS/LTE/5G.

C учетом того, что технологии GSM и UMTS будут активно использоваться достаточно долгое время, а операторам необходимо обеспечить быстрое развитие и достаточную пропускную способность сетей, максимальную стабильность предоставления услуг, а также минимизировать риски, технология разделения диапазона представляется оптимальным решением проблемы недостаточности частного спектра.