Sieci piątej generacji pracujące w samodzielnej architekturze 5G SA (Standalone) przyniosą nie tylko redukcję opóźnień, ale również zapewnią szybsze pobieranie i zwiększony zasięg pasm pojemnościowych. Możliwe będzie to dzięki agregacji kilku pasm 5G. Ericsson i Qualcomm przetestowali już takie rozwiązanie. Jednocześnie Ericsson zapowiedział, że operatorzy będą mogli wdrożyć je w swoich sieciach już na początku przyszłego roku.
Agregacja różnych pasm częstotliwości kojarzy nam się przede wszystkim ze zwiększeniem prędkości pobierania danych. W końcu funkcjonalność ta pozwala stacji bazowej na przypisanie pojedynczemu urządzeniu większej ilości zasobów radiowych, niż wynikałoby to z możliwości bloku z pojedynczego pasma. Jednak okazuje się, że nie jest to jedyna zaleta rozwiązania. Oprócz tego agregacja częstotliwości pozwala na zwiększenie zasięgu warstw radiowych, z których korzystają pasma pojemnościowe. Zależność ta nie jest intuicyjna, ponieważ wynika ona z dość specyficznego ograniczenia systemów radiokomunikacyjnych, które korzystają z wysokich częstotliwości. Okazuje się, że w tym przypadku zasięg stacji bazowej nie wynika z ograniczeń mocowych jej nadajnika, a silnego tłumienia sygnału pochodzącego z terminala użytkownika.
Zwiększenie zasięgu stacji bazowej za pomocą agregacji pasm, to “prosty trik”
Od strony technicznej zasięg stacji bazowej definiuje się na podstawie analizy budżetu mocy łącza dla dwóch kierunków transmisji: downlink (od stacji bazowej do terminala) oraz uplink (od terminala do stacji bazowej). Ze względu na to, że urządzenia abonenckie (tj. smartfony) pracują z niską mocą nadawania (około 0,1 W lub 0,5 W), przy wyższych częstotliwościach zasięg stacji bazowej definiuje wartość tłumienia sygnału radiowego w uplinku. Jednak po włączeniu agregacji pasm możliwe jest dość proste ominięcie tej niedogodności.
Operatorzy mogą agregować pasma pojemnościowe z częstotliwościami zasięgowymi, dzięki czemu komunikacja w łączu w górę (czyli w uplinku) odbywa się na niższej częstotliwości. W ten sposób zasięg warstw radiowych pracujących na wyższych częstotliwościach ograniczony jest jedynie tłumieniem sygnału w łączu w dół (czyli downlinku). Ericsson zapewnia, że zagregowanie pasma pojemnościowego TDD 2,5 GHz (n41) z pasmem zasięgowym FDD 700 MHz (n71) potrafi ponad dwukrotnie zwiększyć zasięg tego pierwszego. Oprócz tego operator powinien zyskać około 27% na pojemności stacji bazowej.
To jednak nie wszystko. Okazuje się, że im wyższa częstotliwość, tym agregacja pasm daje więcej korzyści. Dobrym przykładem są tutaj częstotliwości mmWave, które charakteryzują się niedużymi zasięgami. Jednak agregacja pasma z zakresu od 24 GHz do 40 GHz z dowolnym pasmem pojemnościowym może czterokrotnie zwiększyć zasięg takiego rozwiązania.
Agregacja pasm w praktyce
Teoria stojąca za agregacją pasm częstotliwości jest dość prosta. Jest to po prostu technika, która pozwala pojedynczemu użytkownikowi na korzystaniu z kilku pasm częstotliwości jednocześnie. Dzięki temu może on dysponować większych porcji zasobów radiowych oraz, jak się teraz okazuje, lepszego zasięgu usług szerokopasmowych. Jednak, żeby było to możliwe, nie wystarczy, że operator poczyni inwestycje ze strony sieci. Użytkownicy muszą również zacząć korzystać z odpowiednich smartfonów. Urządzenia, które są dziś dostępne na rynku, nie oferują agregacji kilku pasm 5G. Sytuację zmienią modele wyposażone w nowy modem Qualcomm Snapdragon X60. Jednak będą one dostępne dopiero na początku przyszłego roku.
Przy czym producenci stacji bazowych już dziś testują nowe modemy i sprawdzają możliwości przyszłych rozwiązań. Ericsson we współpracy z Qualcommem zagregował dwa bloki z pasma 2,5 GHz (TDD) w konfiguracji 100 MHz + 60 MHz. Przy konfiguracji przeznaczającej 70% ramek na downlink uzyskano prędkość pobierania danych na poziomie 2,5 Gbit/s. Oprócz tego udało się zagregować blok o szerokości 20 MHz z pasma 600 MHz (FDD) z blokiem 100 MHz z pasma 2,5 GHz (TDD). Jednak firmy nie podały do informacji publicznej wyników testów prędkości takiego łącza.
Tego typu testy zapowiadają dość dobry scenariusz rozwoju sieci 5G. W Polsce zastosowanie znajdzie agregacja pasma C (od 3,4 GHz do 3,8 GHz) z dowolnym pasmem FDD (może być to 800 MHz, czy nawet 2100 MHz). Oprócz tego Polkomtel może być zainteresowany agregacją dwóch pasm TDD (obecnego 2600 MHz z nowym blokiem z pasma C). Przy czym nie wiadomo, jak operatorzy podejdą do tego typu nowości. Problem polega na tym, że jakakolwiek wymierna korzyść z takiej inwestycji zależy od naturalnego procesu wymiany smartfonów na nowsze modele.
