Какви са бъдещите тенденции в използването на спектъра на клетъчната мрежа?

Здравейте! Като доставчик на спектър, следя отблизо бъдещите тенденции в използването на спектъра на клетъчната мрежа. Това е супер вълнуваща област, която непрекъснато се развива и аз се радвам да споделя мислите си с вас.

Първо, нека поговорим за нарастващото търсене на повече спектър. С експлозията на мобилните устройства и нарастващата популярност на жадните за данни приложения като стрийминг на видео, онлайн игри и облачни услуги, нуждата от допълнителен спектър е изключително висока. Потребителите искат по-високи скорости и по-надеждни връзки, а операторите на клетъчни мрежи са под натиск да ги доставят.

Една от основните тенденции е преминаването към по-високи честотни ленти. Традиционно клетъчните мрежи разчитат на по-ниски честотни ленти (под 3 GHz), тъй като те предлагат по-добри характеристики на разпространение, което означава, че сигналите могат да пътуват на по-големи разстояния и да проникват по-лесно в сградите. Тези по-ниски честотни ленти обаче стават претъпкани. И така, операторите започват да търсят по-високи честотни ленти, като например честоти на милиметрови вълни (mmWave) (над 24 GHz).

Честотите MmWave предлагат огромно количество наличен спектър, който може да поддържа изключително високи скорости на данни. Например 5G мрежите започват да използват mmWave ленти, за да осигурят гигабитови връзки. Но има и предизвикателства. MmWave сигналите имат по-къс обхват и се блокират по-лесно от препятствия като сгради и дървета. За да преодолеят тези предизвикателства, мрежовите оператори внедряват голям брой малки клетки. Тези малки клетки са базови станции с ниска мощност, които могат да бъдат поставени по-близо до потребителите, помагайки за увеличаване на силата на сигнала и покритието в зони с честоти mmWave.

Друга тенденция е концепцията за споделяне на спектъра. Вместо ексклузивно използване на определена честотна лента, споделянето позволява на множество оператори или услуги да използват един и същ спектър по различно време или в различни географски области. Това може да направи по-ефективно използване на ограничените ресурси на спектъра. Например услугата Citizens Broadband Radio Service (CBRS) в Съединените щати позволява споделено използване на честотната лента от 3,5 GHz. Това включва търговски доставчици на безжични услуги, както и правителствени и нестопански организации. Споделянето на спектър може също да намали разходите за придобиване на спектър за операторите, тъй като те не трябва да наддават за изключителни права върху голяма част от спектъра.

Динамичният достъп до спектъра (DSA) е усъвършенствана форма на споделяне на спектъра. С DSA устройствата могат автоматично да откриват и използват наличния спектър в реално време. Това означава, че ако дадена лента не се използва от нейния първичен потребител, вторичните потребители могат да се включат и да я използват. DSA може значително да подобри ефективността на използване на спектъра и се очаква да играе голяма роля в бъдещите клетъчни мрежи.

Сега нека поговорим за значението на спектралния анализ във всичко това. Като доставчик на спектър, аз разчитам на висококачествени спектрални анализатори за наблюдение и управление на спектъра. Например, наN9340A Ръчен RF спектрален анализатор на Agilent, 3 GHzе страхотен инструмент. Той е ръчен, което означава, че мога да го занеса на различни места, за да анализирам спектъра на място. Той има честотен диапазон до 3 GHz, което е полезно за анализиране на традиционните по-ниски честотни ленти, които все още се използват широко в клетъчните мрежи.

TheFSP7 Rohde & Schwarz спектрален анализатор, 9 KHz - 7 GHzе друг отличен вариант. С честотен диапазон от 9 KHz до 7 GHz, той може да покрие широк диапазон от честоти, включително някои от нововъзникващите средночестотни честоти, които се използват в 5G мрежи. Този анализатор предоставя точни и подробни измервания на спектъра, които са от решаващо значение за разбирането как се използва спектърът и за откриване на всякакви проблеми с интерференцията.

The8560EC Agilent Портативен спектрален анализатор, 30 Hz до 2,9 GHzсъщо е ценен актив. Преносим е, така че мога лесно да го местя. Честотният диапазон от 30 Hz до 2,9 GHz е идеален за анализиране на нискочестотните ленти, които все още са важни за покритието на клетъчната мрежа в много области.

Гледайки напред, можем да очакваме да видим повече интеграция на различни видове безжични технологии. Например комбинацията от Wi - Fi и клетъчни мрежи. Wi-Fi може да разтовари значително количество трафик на данни от клетъчни мрежи, особено в закрити помещения, където Wi-Fi сигналите могат да бъдат силни. Операторите работят върху технологии като Wi - Fi Calling и LTE - Wi - Fi Aggregation (LWA), за да направят прехода между Wi - Fi и клетъчни мрежи безпроблемен за потребителите.

В допълнение, Интернет на нещата (IoT) ще окаже голямо влияние върху използването на спектъра на клетъчната мрежа. IoT устройствата, като интелигентни измервателни уреди, носими устройства и свързани автомобили, се очаква да наброяват милиарди през следващите години. Тези устройства ще изискват свързаност, а клетъчните мрежи са в добра позиция да я осигурят. Въпреки това IoT устройствата често имат различни изисквания в сравнение с традиционните мобилни устройства. Те може да се нуждаят от свързаност с ниска мощност и голям обхват, поради което се разработват технологии като теснолентов интернет на нещата (NB - IoT) и широкообхватна широкообхватна мрежа (LoRaWAN). Тези технологии са проектирани да работят в специфични честотни ленти и могат да поддържат голям брой IoT устройства с минимална консумация на енергия.

Като доставчик на спектър, наистина се вълнувам от тези бъдещи тенденции. Те представляват както предизвикателства, така и възможности. От една страна, нарастващото търсене на спектър и необходимостта от управление на сложни сценарии за споделяне на спектъра изискват от нас да бъдем по-иновативни и ефективни. От друга страна, новите технологии и приложения отварят нови пазари и потоци от приходи.

Ако се занимавате с операции на клетъчни мрежи, разработка на интернет на нещата или друга област, която разчита на спектъра, ще се радвам да поговорим с вас. Независимо дали имате нужда от помощ за придобиване на спектър, управление на спектъра или просто искате да научите повече за най-новите тенденции, аз съм тук, за да ви помогна. Свържете се с мен и можем да започнем разговор за това как можем да работим заедно, за да се възползваме максимално от бъдещето на използването на спектъра на клетъчната мрежа.

Референции

• Andrews, JG, Buzzi, S., Choi, W., Hanly, SV, Lozano, A., Soong, ACK, & Zhang, JC (2014). Какво ще бъде 5G? IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 32(6), 1065 - 1082.
• Rappaport, TS, Sun, S., Mayzus, R., Zhao, H., Azar, Y., Wang, K., … & Qiao, G. (2013). Мобилни комуникации с милиметрови вълни за 5G клетъчна мрежа: Ще работи! IEEE Access, 1, 335 - 349.
• Akyildiz, IF, & Lee, WY (2010). Проучване за управление на спектъра в когнитивни радио мрежи. IEEE Communications Magazine, 48 (4), 234 - 240.