Большинство операторов запустили сети LTE с использованием одного частотного диапазона, например, в диапазоне b3 (1800 МГц) или b7 (2.5-2.7 ГГц). В настоящее время большинство операторов занялись добавлением второй или даже третьей полосы для использования в сети LTE. Это стимулируется ростом требований к емкости сетей. Кроме того растут требования к средним скоростям в сетях с агрегацией полос частот. По мере продолжения эволюции, которая идет в сторону использования все большего набора полос, усложняется управление трафиком по части его переключения между системами LTE, работающими в разных частотых диапазонах. Основной целью при этом является баланс нагрузки между частотами, а также наилучшее использование низкочастотных диапазонов, что дает более качественное покрытие.
Агрегация частот будет основным решением для упрощения управления трафиком в разных частотных диапазонах. Без агрегации частот, управление трафиком должно осуществляться за счет хендоверов, что является сравнительно медленным процессом, занимая несколько секунд, если считать время, необходимое для соответствующих измерений и длительность самой процедуры хендовера. Управление трафиком также требует грамотной конфигурации параметров режима ожидания (idle mode). Процесс упрощается, если активируется агрегация частот, поскольку балансировка нагрузки в этом случае осуществляется, как часть процесса распределения пакетов (packet scheduler), всего за несколько миллисекунд.
На рис. 5 показаны типовые частотные диапазоны, которые будут доступны операторам мобильной связи Европы в ближайшем будущем. Будут агрегироваться преимущественно частоты от 700 до 2600 МГц с целью ускорить управление трафиком. Кроме того, могут будут задействованы частоты 3.5 ГГц, если шаг размещения сайтов LTE будет соответствовать требованиям к созданию эффективного покрытия систем LTE 3.5 ГГц.
рис. 5
На рис.6 показано преимущества быстрой балансировки нагрузки за счет использования агрегации частот.
рис.6
Пунктирная линия показывает скорость передачи данных, доступную пользователю, как функцию нагруженности системы с использованием полосы 20 МГц. Кривая подразумевает, что балансировка нагрузки осуществляется в начале пакетного "вызова". Голубая линия показывает скорости, которые будут доступны пользователю в случае, если агрегируются полосы 20+20 МГц и все абонентские устройства поддерживаются этот функционал. Скорости, доступные пользователю существенно выше, примерно на 80%, даже при высокой загрузке. В качестве альтернативы, можно поддерживать ту же доступную среднюю скорость для пользователей, но обслуживать одновременно больше пользователей. В этому примере, можно ожидать выигрыша на 40% в нагрузочной способности, при обеспечении им тех же средних скоростей.
В сетях LTE можно будет наблюдать микс новых устройств, поддерживающих CA и устаревающих устройств без поддержки CA, что следует учитывать при оценке выигрыша от внедрения CA. Нам придется выделять достаточно ресурсов для устройств, не поддерживающих CA, особенно в низкочастотных диапазонах, которые отличаются лучшим покрытием и в типовом случае представлены более узкой полосой частот, доступной оператору. Nokia Smart Scheduler позволяет оператору выделять больше ресурсов для устройств без поддержки агрегации при их перемещениях от соты к соте, поскольку устройства с поддержкой CA смогут получать ресурсы от обеих сот. Например, как показано на рис.7, устройство без поддержки CA получает вдвое больше ресурсов от первичной соты (PCell), тогда как устройство с CA получает также ресурс от вторичной соты (SCell). В результате скорости, доступные конечному пользователю распределяютя более справедливо между различными устройствами. Правила распределения ресурсов в Smart Scheduler могут конфигурироваться оператором.
рис.7. Усовершенствованное распределение ресурсов между абонентскими устройствами LTE с поддержкой CA и без поддержки CA.
Зона покрытия Scell может отличаться от зоны покрытия Pcell в реальных сетях, особенно если применяются различные антенны или антенны по-разному размещены. Такие сетевые конфигруции требуют гибкой конфигурации Scell. На рис.8 показан пример, когда в зоне соты PCell сформировано несколько сот Scell. По мере движения пользователя с абонентским устройством, осуществляется динамическая переконфигурация Scell. Прежде всего, агрегация частот активируется, согласно объему данных (1). Scell реконфигурируется в результате мобильности абонента (2) и затем (3). Агрегация частот деактивируется в результате отсутствия активности в (4).
