« Особенности использования радиочастотного спектра в сетях мобильной связи технологий LTE и LTE Advanced » Заместитель Генерального директора по инновационным технологиям ОАО «ГИПРОСВЯЗЬ», Председатель отделения ИТТ РАЕН д.э.н., профессор Тихвинский В.О.

Рассматриваемые вопросы Внедрение и строительство сетей LTE Использование спектра сетями LTE в России Предпосылки создания LTE в России Создание опытных зон LTE Стандартизация технологий LTE и LTE Advanced Влияние на развитие сетей 3G

Задачи Центра инновационных технологий и услуг Информационно-аналитические задачи мониторинга инновационных технологий (решений) и технико-экономический анализ результатов их внедрения в компаниях группы ОАО «Связьинвест»; Разработка предложений по технологической стратегии и единой технической политике развития компаний группы ОАО «Связьинвест»; Информационно-техническая поддержка федеральных проектов, направленных на развитие сетевой инфраструктуры компаний группы ОАО «Связьинвест» в рамках реализации единой технической политики, а также внедрение услуг и сервисных платформ федеральном уровне сетей компаний; Организация и проведение консультаций и обучения персонала компаний группы ОАО «Связьинвест» особенностям внедряемых инновационных технологий в сфере телекоммуникаций. О Центре компетенции ОАО «Связьинвест» (ЦИТУ ОАО «ГИПРОСВЯЗЬ»)

Состояние рынка услуг мобильного БШД LTE в мире Первые LTE операторы, появившиеся в 2009 г. и в 2010 г.: Verizon Wireless, CenturyTel, MetroPCS (США) (полосы частот: МГц/ МГц, МГц/ МГц, МГц/ МГц); TeliaSonera (Швеция ) – 2,6 ГГц (Осло, Стокгольм) (2х20 МГц в полосах частот МГц/ МГц) и 1800 МГц(БС - Huawei, модемы – Samsung, скорости - 50 МБит/с) ; SmarTone-Vodafone (Гонг-Конг) – 900/1800 МГц (2х20 МГц в полосах частот МГц/ МГц) и 1800 МГц(БС - Huawei, модемы – Samsung, скорости - 50 МБит/с); China Mobile ( Шанхай- выставка ЭКСПО-2010) – МГц. Основная услуга – высокоскоростная широкополосная передача данных со скоростями мБит/с. До настоящего времени в сетях не использется роуминг из-за различия в частотных диапазонах и отсутствия многомодовых абонентских устройств

Потребности в дополнительном спектре для LTE (IMT-Advanced) Успехи 3GPP и ETSI в разработке и стандартизации UMTS, завершивших работы в рамках Release 8 (LTE - Long Term Evolution); Развитие мобильного WiMAX (IEEE e) как альтернативной технологии и возможности его конвергенции; Исследования, проведенные Сектором радиосвязи МСЭ- Р (отчет ITU-R Report M.2078 (IMT.ESTIMATE)), показали, что общая потребность в радиочастотном спектре к 2020 году может составить : 1280 МГц (низкий спрос рынка) и 1720 МГц (высокий спрос рынка), включая, уже использующиеся полосы для мобильных сетей.

Диапазоны частот LTE Полосы FDD(17) Полосы TDD(8) Источник: 3GPP TS GPP TS ДиапазонЧастоты,МГц МГц –1920 МГц МГц –2025 МГц МГц –1910 МГц МГц –1990 МГц МГц –1930 МГц МГц –2620 МГц МГц –1920 МГц МГц –2400 МГц, диа- пазона Частоты UL/DL,МГц, диа- пазона Частоты UL/DL,МГц / / / / / / / / / Зарезервирован / Зарезервирован / – 716/ / – 830/ ,9-1784,9/1844, , – 845/ /

Диапазоны частот LTE Advanced, диа- пазона Частоты UL/DL,МГц Диа- пазон Частоты UL/DL,МГц / / / / / / / / / – 716/ / – 830/ / – 845/ / / ,9-1784,9/1844, , / / / Полосы FDD(22) Полосы TDD(9) Источник: 3GPP TS GPP TS ДиапазонЧастоты,МГц –1920 МГц –2025 МГц –1910 МГц –1990 МГц –1930 МГц –2620 МГц –1920 МГц –2400 МГц МГц

Особенности использования диапазона 700 МГц для сетей LTE Полосы частот диапазона 700 МГц: МГц/ МГц (полоса 12); МГц/ МГц (полоса 13); МГц/ МГц (полоса 14) МГц/ МГц (полоса 17). Полосы предназначены для использования в Районе 2; Полосы используются при создании сетей LTE в США, а полоса 17 не задействована для развития. Полосы 12-14, 17 поддерживают только режим FDD.

Использование полос «цифрового дивиденда» для сетей UMTS/LTE Особенности использования полосы «цифрового дивиденда» Мгц и частотного плана определены Решением ECC/DEC/(09)03 : инверсный FDD (обратные полосы передачи и приема) для снижения влияния абонентских терминалов (АТ) на РЭС цифрового ТВ не должны быть смешаны FDD и TDD в одном частотном плане; необходимость определения размера частотных блоков для LTE; необходимость определения шага сетки частот в Плане (1 МГц или 2 МГц); защитная полоса FDD (между дуплексными полосами) – более 10 МГц (лучше 12 МГц); требуются дополнительные фильтры для развязки каналов DL-UL (устранение перетекания мощности из-за близости дуплексных полос) Защитн ая полоса 1МГц Линия вниз Дуплексный интервал Линия вверх 30 МГц (6 блоков по 5 МГц)11 МГц30 МГц (6 блоков по 5 МГц)

Ширина канала BW Channel [МГц] Конфигурация передающих каналов – число ресурсных блоков N RB системы LTE Частотные каналы LTE Полоса передачи [RB] Центр поднесущей (соответствует DC в базовом диапазоне) Использующиеся ресурсные блоки при формировании сигнала Resource block Конфигурация полосы определяемая ресурсными блоками [RB]

Ширина канала, МГц Пиковая скорость передачи данных, Мбит/с (без MIMO) QPSK16QAM64QAM 1,41,834,95,5 359,1713,76 57,615,322,9 1015,330,645,9 1522,945,968,8 2030,661,291,7 Пиковые скорости передачи данных в LTE при разной ширине канала

Сценарии использования частотных каналов LTE Advanced Ширина полосы передатчика Число и особенности использования компонентных несущих (СС) Диапазон Вид дуплекса 1 UL: 40 МГц DL: 80 МГц UL: Прилегающие 2х20 МГц СС DL: Прилегающие 4х20 МГц СС Диапазон 3,5 ГГцFDD МГц Прилегающие 5х20 МГц СС Диапазон 40(2,3 ГГц) TDD МГц Прилегающие 5х20 МГц СС Диапазон 3,5 ГГц TDD 4 UL: 40 МГц DL: 80 МГц UL: Не прилегающие МГц DL: Не прилегающие 2х х 20 МГц Диапазон 3,5 ГГцFDD 5 UL: 10 МГц DL: 10 МГц UL / DL: Не прилегающие МГц Диапазон 8 (900 МГц) FDD МГц Не прилегающие 2х х 20 МГц Диапазон 38(2,6 ГГц) TDD

Возможности различных диапазонов частот для внедрения сетей LTE в России Диапазон 900 МГц – доступный ресурс 35 МГц, используется как правило 2-4 операторами с полосами менее 10 МГц. Типовой сценарий возможного использования – каналы LTE с шириной 1,4 - 5 МГц. Диапазон 1800 МГц – доступный ресурс 75 МГц, используется как правило 2-4 операторами «второй волны GSM» с полосами более 10 МГц. Типовой сценарий возможного использования – каналы LTE с шириной МГц. Диапазон 2100 МГц – доступный ресурс 60 МГц, используется как правило операторами UMTS с полосами более 10 МГц. Типовой сценарий возможного использования – каналы LTE с шириной МГц. Диапазон 2600 МГц – доступный ресурс для режима FDD -70 МГц, определен как диапазон WAPECS и допускает использование других технологий. Типовой сценарий возможного использования – каналы LTE /FDD с шириной 5, 10, 15 МГц.

Создание опытных зон LTE в мире СтранаОператор АргентинаTelefonica АвстралияOptus БельгияTelenet БразилияTelefonica ВенгрияPannon ВенгрияT-Mobile Hungary Велико- британия O2(Telefonica) ГерманияO2(Telefonica) ИспанияTelefonica ИндонезияTelkomsel СтранаОператор ИспанияTelefonica КазахстанВымпелКом СловакияQ2(Telefonica) СингапурSingTei УкраинаМТС ФилиппиныGlobe Telecom ФилиппиныSmart ФранцияBouygues Telecom ЧехияQ2(Telefonica) ЧилиMovistar ЧилиEntel PCS

Создание опытных зон LTE в России Решением ГКРЧ от 19 февраля 2010 г. определены: Субъекты РФ для развертывания опытных зон (Ростовская, Свердловская, Костромская области, Приморский край); Полосы радиочастот для опытных зон: МГц ( / / МГц); МГц; МГц; МГц.

Итоги конкурса на использование полосы радиочастот МГц Конкурс был проведен на основании Решения ГКРЧ от 19 августа 2009 г : Для создания сетей мобильного беспроводного доступа в полосе радиочастот МГц было выделено 30 МГц для одного оператора связи; На конкурс было выставлено 40 лотов по 40 субъектам РФ; Создание сети мобильного беспроводного доступа должно проводиться с использованием оборудования отечественного производства с режимом TDD; Победители конкурса ОАО «Вайнах Телеком» (Чеченская республика), ОАО «Сибирь Телеком» (Кемеровская область) и ОАО «Ростелеком» (38 суъектов РФ)

Локализация оборудования LTE ведущих вендеров в России Требования к Национальному (отечественному) производителю радиоэлектронной аппаратуры. Уровень локализации производства продукции не менее 40%. Перечень позиций предлагаемых к локализации при производстве продукции приведен в приложении 1. Требования к уровню локализации с течением времени должны увеличиваться. Уровень локализации продукции предлагается рассчитывать по следующей формуле: Ул = (1-И/С)*100%, при этом 0 < И < С где: Ул - уровень локализации продукции; И - валютная стоимость импортируемого сырья, материалов и комплектующих; С - производственная себестоимость единицы продукции. Не менее 80% всего объема выпускаемой продукции, выраженного в рублях, должно приходиться на продукцию 85 группы кодов ТНВЭД.

Последствия внедрения оборудования LTE на сетях мобильной связи Необходимость модернизации транспортной сети ( от n x Е1 на БС к Ethernet over PDH (Fast Ethernet) для увеличения пропускной способности до Мбит/с в интерфейсе S1 (eNB- MME) Выделение частотного ресурса 20 МГц х 3 = 60 МГц Трудности миграции от 3G: Полная замена сети радиодоступа LTE и базовой сети SAE (EPC)

Что внедрять ? - LTE TDD vs. LTE FDD LTE FDD: – простота передачи речи; – легче реформировать традиционные диапазоны; – более низкая задержка в сети; – сложность в применении MIMO 4x4 и 4x8. LTE TDD: – экономия спектра и платы за его использование; – легче адаптировать к несимметричному трафику; – более высока задержка в сети;

Взаимоувязанное развитие 3G и LTE

Основные производители и поставщики оборудования LTE Анонсировано в ходе конгресса MWC строительство 59 сетей: Компания Alсatel-Lucent – 40 контрактов на создание сетей LTE в мире; Компания Ericsson – 5 контрактов на создание сетей AT&T (США), Verizon (США), TeliaSonera (Норвегия и Швеция), MetroPCS (США) и DoCoMo (Япония). Компания Motorola – выпустила базовую станцию WBR 700 для диапазонов 700 и 2600 МГц. Компания NEC – выпустила самую маленькую базовую станциюLTE.

Абонентские терминалы LTE Анонсировано в ходе конгресса MWC несколько моделей: Компания Samsung – первый в мире LTE ноутбук серии N150 с экраном 25 см; Модем, работающий в сетях LTE/FDD в Осло и Стокгольме в диапазоне 2.6 ГГц. Компания HUAWEY – заявила о выпуске в марте трехмодового LTE модема E398(чип-сет Qualcomm), позволяющего работу в сетях EDGE/HSPA/LTE Компания Sequance – планирует в мае выпустить модем для оператора China Mobile для сети LTE/TDD диапазона 2,3 ГГц. ST-Ericsson – планирует в второй половине года выпустить модем LTE/HSPA для оператора China Mobile

Новая книга ЦИТУ ОАО «ГИПРОСВЯЗЬ» Рассмотрен опыт международного регулирования использования радиочастотного спектра для сетей LTE/UMTS с учетом гибкого подхода к управлению использованием спектра в Европе и политика технологической нейтральности ЕС WAPECS для беспроводных сетей связи. Изложены особенности построения радиоинтерфейса LTE и основные требования к функционированию радиоинтерфейса LTE, а также рассмотрена структура радиоинтерфейса E-UTRA при использовании технологий множественного доступа OFDMA и SC-FDMA. Показаны особенности построения архитектуры базовой сети SAE и входящих в нее функциональных элементов сети LTE, раскрыты вопросы управления радиоресурсами в сети LTE, адресации, идентификации и нумерации. Проанализированы возможности технологии MIMO, изложены основы использования пространственно- временного кодирования для технологии MIMO и принципы построения систем связи с антеннами MIMO. Рассмотрены вопросы взаимодействия сетей LTE c различными сетями мобильной связи GSM/UMTS/CDMA-2000, варианты присоединения и использования интерфейсов SAE/LTE. Изложены принципы нумерации и маршрутизации вызовов при установлении соединений в сети UMTS/IMS.

Заключение В России созданы предпосылки для развертывания сетей LTE, однако необходимо дальнейшее совершенствование нормативно-правовой базы отрасли. Основными диапазонами первого этапа развития LTE в России станут диапазоны: МГц ( Со стратегией использования непарной полосы TDD шириной 30 МГц); МГц ( Со стратегией парной полосы FDD- UL: ГГц/ DL: ГГц). Диапазоны и 900/1800 МГц будут использоваться как дополнительные с приоритетом диапазона 900 МГц с позиций регуляторов и вендоров. Приоритеты инвестиционной активности операторов в развитии 3G и 4G будут определяться технологическими успехами вендеров в реализации услуг и формировании спроса на эти услуги.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ www. giprosvyaz.ru www. raenitt.ru GSM тел