Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
Сотовая связь наизнанку

Сотовые сети перестают быть сотовыми: beamforming наступает

Наименьшей единицей покрытия в сотовых сетях является сота. Именно она определяет зону обслуживания в одном направлении от базовой станции в конкретном стандарте и диапазоне. Собственно, от соты и возникло само название этой беспроводной мобильной системы - "сотовые сети связи". Но появление новых технологий размывает эту основу. Возмутителем спокойствия стал beamforming - от англ. "beam" - луч и "forming" - формирование. Идея в том, что в одном азимуте от антенны на базовой станции сигнал распространяется не в одном, как прежде, а в двух направлениях. То есть сота как бы делиться на 2. И в каждой из них абонентам доступен весь ресурс отдельной соты. Это позволяет удвоить ёмкость сети, улучшить покрытие и поднять скорости передачи данных. Первоначально beamforming появился ещё в сетях 3G. Это был самый простой вариант, когда в каждом секторе устанавливалась антенна с двумя основными лепестками направленности, каждый из которых образовывалась новая сота. Это можно назвать статический b

Наименьшей единицей покрытия в сотовых сетях является сота. Именно она определяет зону обслуживания в одном направлении от базовой станции в конкретном стандарте и диапазоне. Собственно, от соты и возникло само название этой беспроводной мобильной системы - "сотовые сети связи". Но появление новых технологий размывает эту основу.

Возмутителем спокойствия стал beamforming - от англ. "beam" - луч и "forming" - формирование. Идея в том, что в одном азимуте от антенны на базовой станции сигнал распространяется не в одном, как прежде, а в двух направлениях. То есть сота как бы делиться на 2. И в каждой из них абонентам доступен весь ресурс отдельной соты.

Это позволяет удвоить ёмкость сети, улучшить покрытие и поднять скорости передачи данных.

Первоначально beamforming появился ещё в сетях 3G. Это был самый простой вариант, когда в каждом секторе устанавливалась антенна с двумя основными лепестками направленности, каждый из которых образовывалась новая сота. Это можно назвать статический beamforming:

-2

В сетях 4G появились более изощрённые вариации когда в каждом секторе работали не два, а четыре и более лучей. Причём каждый из них может изменяться по мощности. Следующий вариант beamforming предполагает работу лучей не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости.

Наконец, самые продвинутые схемы beamforming в 5G предполагают одновременную работу множества лучей с изменяющимися параметрами: ширина, длинна, форма, направление. То есть покрытие от базовой станции подстраивается под текущее расположение абонентов, что во много раз повышает эффективность работы сети.

-3

Но возникает логичный вопрос: а где же те самые соты, давшие название самой системе? Получается, что наименьшей единицей покрытия становится луч и сети нужно называть не сотовыми, а лучёвыми. С одной стороны это действительно так.

Тем не менее, лучи используются в первую очередь для передачи данных между базовой станцией и абонентом. Но покрытие - это территория где абонент может получить доступ в конкретную соту. А эта зона остаётся статической и её вполне можно условно очертить линиями на границах между станциями.

Те же сотовые сети 3G, появившиеся более 10 лет уже тогда умели изменять свою зону покрытия, причём в несколько раз. Это называется "дыхание соты". В 4G есть технологии обслуживания абонентов сразу с нескольких сотовых вышек одновременно - CoMP. Понятие сота в этом случае вообще могло стать чем-то бессмысленным.

Как beamforming расширяет возможности 4G? Рассказывает радиоинженер
Сотовая связь наизнанку22 апреля 2020

Несмотря на постоянное появление новых технологий, сотовые сети остаются сотовыми. Единственное что сота теперь - это не место где абонент обслуживается станцией, а где он начинает это обслуживание, то есть устанавливается соединение. А как он будет перемещаться по сети дальше - это дано на откуп того стандарта и технологии, в которые он попадёт.

Оставайтесь с каналом и ставьте 👍