Агрегация несущих (CA) — это технология, которая увеличивает полосу пропускания за счёт объединения нескольких независимых несущих каналов для повышения скорости передачи данных и ёмкости сети. Когдауличный 4G CPE-маршрутизаториспользует технологию агрегации несущих, наиболее заметный и ключевой эффект заключается в том, что скорость уличного 4G CPE-роутера возрастает в разы или даже в несколько раз. Однако, поскольку она не использует такую прорывную и скачкообразную новую технологию, как 5G, скорость сети которой достигает 100G/S, отрасль называет ускоренную сеть 4G сетью 4G+ или 4Gplus на английском.

Агрегация несущих — это важная новая технология, обладающая базовыми возможностями объединения беспроводных каналов в пределах одного или нескольких диапазонов частот для увеличения скорости передачи данных и снижения задержек. Хотя современные LTE-терминалы могут поддерживать несколько LTE RF-каналов, они могут загружать данные только через один канал одновременно; агрегация несущих LTE позволяет загружать данные одновременно через два или более LTE RF-каналов, что помогает полностью использовать номинальную скорость передачи данных LTE, заложенную в чипсете. Технология CA может объединять от 2 до 5 компонентных несущих LTE (Component Carriers, CC) для достижения максимальной полосы пропускания 100 МГц, эффективно повышая скорость передачи в восходящем и нисходящем каналах. Терминал сам определяет, сколько несущих одновременно использовать для восходящей и нисходящей передачи, в зависимости от собственных возможностей.

3GPP (3rd Generation Partnership Project) определяет пять основных сценариев применения агрегации несущих для оптимизации производительности сети в различных условиях.

1. Две несущие CC1 и CC2 в одинаковых или соседних диапазонах частот, с одинаковыми конфигурациями антенн и зонами покрытия; этот сценарий подходит для плотной городской застройки и позволяет эффективно повысить уровень сигнала и ёмкость сети.

2. Две несущие относятся к разным диапазонам частот: высокочастотная несущая имеет меньшую зону покрытия, однако низкочастотная несущая может покрыть её самостоятельно на краю соты, а в центральной зоне они перекрываются, увеличивая общую пропускную способность. Это подходит для пригородных зон или районов с явным затуханием сигнала.

3. Использование антенн, направленных в разные стороны, например, наложение центральной зоны CC2 на край CC1, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных в краевой зоне и улучшить производительность на границе соты.

4. Совместное использование удалённых радиомодулей (RRH) с макро-базовыми станциями, применение большего количества несущих в зонах повышенного спроса (hotspot) для увеличения пропускной способности. Соединение RRH и eNodeB оптоволокном для совместной работы позволяет добиться агрегации спектра в макросотах и зонах hotspot и повысить эффективность сети.

5. Основываясь на сценарии 2, расширение зоны покрытия несущей CC2 на краю соты с помощью репитеров может эффективно улучшить покрытие сигнала, особенно в условиях сильной частотной избирательности. При реализации агрегации несущих система LTE-A поддерживает два основных метода: агрегацию на уровне MAC и агрегацию на физическом уровне. Агрегация на уровне MAC объединяет потоки данных в протоколах более высокого уровня, а агрегация на физическом уровне обрабатывается на уровне аппаратного обеспечения, например, гибридный автоматический запрос повторной передачи HARQ и подтверждение/отрицательное подтверждение ACK/NACK. Эти два метода обеспечивают эффективную передачу данных по нескольким несущим и улучшают общую производительность сети.

Пять сценариев применения агрегации несущих, определённых 3GPP, охватывают множество различных ситуаций развёртывания сети.

1. Агрегация несущих в одинаковых или похожих диапазонах частот: все компонентные несущие имеют одинаковую конфигурацию антенн и обеспечивают одинаковое покрытие.

2. Агрегация несущих разных частот: зона покрытия высокочастотной несущей мала, но две несущие в центральной зоне соты перекрываются, увеличивая пропускную способность.

3. Перекрытие секторов за счёт разных углов наклона антенн улучшает пропускную способность в краевых зонах.

4. Использование удалённых передающих модулей (RRH) для улучшения покрытия в зонах hotspot и реализация агрегации спектра макросот и RRH-сот.

5. Использование частотно-избирательных репитеров для расширения зоны покрытия высокочастотных несущих. Технические средства реализации агрегации несущих в основном включают агрегацию на уровне MAC и агрегацию на физическом уровне. Агрегация на уровне MAC заключается в объединении пакетов данных, а агрегация на физическом уровне — в объединении потоков данных на физическом уровне. Каждая компонентная несущая имеет свой независимый транспортный блок, который отвечает за передачу данных, и отдельный процесс гибридного автоматического запроса повторной передачи (HARQ) для обнаружения и исправления ошибок. Кроме того, каждая несущая имеет соответствующий механизм обратной связи ACK/NACK, обеспечивающий точность и эффективность передачи данных. Технология агрегации несущих LTE-A обеспечивает более эффективное и гибкое использование спектра за счёт гибкого комбинирования различных ресурсов несущих, значительно улучшая производительность сети, особенно при обработке больших объёмов данных и удовлетворении потребностей скоростных мобильных пользователей.

Агрегация несущих 5G является ключевой технологией в LTE-A. Чтобы удовлетворить требования к пиковой скорости одного пользователя и повышению ёмкости системы, один из самых прямых способов — увеличить полосу пропускания системы, поэтому система LTE-Advanced вводит технологию увеличения полосы пропускания — CA. Технология CA может объединять от 2 до 5 компонентных несущих LTE для достижения максимальной полосы пропускания 100 МГц, эффективно повышая скорость передачи в восходящем и нисходящем каналах.уличный 5G CPE маршрутизаторТехнология агрегации несущих 5G использует определённые частотные радиоволны для передачи сигналов; её функция — увеличить скорость интернета; она является дальнейшей оптимизацией и развитием технологии агрегации несущих 4G. По сравнению с 4G, 5G имеет более высокие частоты, большую полосу пропускания и меньшую задержку. Это даёт уличному 5G CPE-роутеру значительные преимущества с точки зрения скорости передачи, количества подключений и работы в реальном времени. Поэтому применение технологии агрегации несущих 5G приведёт к революционным изменениям в беспроводной связи.

Итак, как реализуется технология агрегации несущих 5G? В сетях 5G операторы могут использовать преимущества различных частотных диапазонов для агрегации низкочастотных и высокочастотных несущих, что позволяет не только повысить скорость передачи данных в сети, но и добиться лучшего покрытия. Кроме того, технология агрегации несущих 5G может также обеспечивать агрегацию несущих между разными операторами, позволяя пользователям получать более качественные услуги у разных операторов.

Применение технологии агрегации несущих 5G принесёт много удобств в нашу жизнь. Прежде всего, сети 5G могут обеспечить более высокую скорость передачи данных, объединяя несколько несущих, чтобы удовлетворить потребности пользователей в высокоскоростных сетях. При просмотре видео высокой чёткости, игре или удалённой работе пользователи могут наслаждаться плавным взаимодействием.

Во-вторых, технология агрегации несущих 5G позволяет добиться лучшего покрытия сигнала. Объединяя низкочастотные и высокочастотные несущие, операторы могут расширять зону покрытия сети, сохраняя при этом скорость передачи, чтобы пользователи могли получать качественные сетевые услуги в разных регионах.

Наконец, технология агрегации несущих 5G позволяет снизить задержку в сети и повысить оперативность передачи данных. Это имеет большое значение для таких областей, как автономное вождение и телемедицина. Например, в беспилотных автомобилях автомобиль может в режиме реального времени получать информацию об окружающей среде с помощью технологии агрегации несущих 5G, что обеспечивает более безопасное и интеллектуальное вождение.

Одним словом, являясь одним из важных новшеств сетей 5G, технология агрегации несущих 5G принесёт революционные изменения в наши беспроводные коммуникации. Объединяя несколько несущих, сети 5G могут достичь более высокой скорости передачи, лучшего покрытия и меньшей задержки, обеспечивая пользователям более удобный и эффективный опыт связи. В будущем мы уверены, что технология агрегации несущих 5G станет важной визитной карточкой в области беспроводной связи.

Сценарии применения технологии агрегации несущих 5G

1. Телемедицина: агрегация несущих 5G может поддерживать развитие телемедицины, реализовывать такие функции, как дистанционные операции, дистанционная диагностика и мониторинг, повышая доступность и качество медицинских услуг.

2. Умный город: с помощью технологии агрегации несущих 5G можно сделать интеллектуальными все аспекты городской жизни, включая управление дорожным движением, общественную безопасность, экологический мониторинг и т. д.

3. Интернет вещей (IoT): агрегация несущих 5G может поддерживать подключение большего количества устройств IoT, например устройств в умных домах, умных городах, умном сельском хозяйстве и других сферах. Агрегация несущих 5G способствует реализации различных приложений IoT, обеспечивая более надёжные и эффективные сетевые подключения.

4. Улучшенный мобильный широкополосный доступ (eMBB): агрегация несущих 5G может обеспечивать пользователям более высокую и стабильную скорость загрузки и выгрузки за счёт увеличения скорости и ёмкости сети, удовлетворяя требования пользователей к потоковому видео высокой чёткости, массовым многопользовательским онлайн-играм, а также к передаче аудио и видео в реальном времени для приложений с высокой пропускной способностью.