5G Spektrumu

Arka plan

5G, spektrum tahsisi ve kullanımı açısından resmi önemli ölçüde değiştirecek ve bu makalede, 5G çağına doğru ilerlerken spektrumun lisanslanması, standardizasyonu/uyumlaştırılması ve kullanımına ilişkin birçok konuya daha fazla netlik sağlamayı amaçlıyoruz.

Spectrum, öncelikle operatörün ağdaki kapasiteyi verimli bir şekilde artırmasına olanak tanıdığı için oldukça rağbet görüyor. İhtiyaç duyulan yeni baz istasyonlarının sayısını azaltacak şekilde mevcut baz istasyonlarına ilave spektrum eklenebilir. Bu, spektrumu oldukça değerli kılmaktadır, dolayısıyla düzenleyiciler lisanslı spektrum için ücret talep edecektir. Spektrum maliyeti değişiklik gösterir ancak lisanslanan belirli frekanslara bağlı olarak oldukça önemli olabilir.

Spektrumun değerini belirlemek için sıklıkla bir açık artırma mekanizması kullanılır. Bu sadece düzenleyici/hükümet için gelir sağlamakla kalmaz, aynı zamanda piyasa güçleri aracılığıyla spektrumun uygun şekilde ve amaçlandığı şekilde kullanılmasını da sağlar. Düşük frekans spektrumunun önemli bölümleri, sunduğu daha iyi kapsama alanı nedeniyle genellikle aynı miktardaki yüksek frekans spektrumuna göre daha yüksek ücretler çekecektir.

5G Spektrum – Büyük Resim

5G'nin kullanıma sunulmasıyla birlikte çok daha geniş bir frekans spektrumu aralığı endüstrinin kullanımına sunulabilecek. Daha geleneksel hücresel frekansların yanı sıra (genellikle 450MHz ila 2600MHz), ~3 ila 7 GHz arasındaki spektrum ve çok daha yüksek mmWave bantlarındaki (başlangıçta 24,25 GHz'in üzerinde) kullanılabilir. Bu yüksek frekanslardaki radyo yayılımı, spektrum tahsisinin çok daha esnek olabileceği (hücre kapsama alanının yalıtılmış yapısı ve minimum düzeydeki parazit nedeniyle) ve lisanssız, paylaşılan veya yerel bantların daha uygun olabileceği anlamına gelir. 5G'nin 4G ile çalışma şekli aynı zamanda daha fazla esneklik de sağlıyor; kısacası 5G, spektrum tahsisi açısından resmi önemli ölçüde değiştirecek. Aşağıdaki şekil genel prensibi göstermektedir.

3GPP Standart Frekans Bantları

5G'nin ilk 3GPP Sürümlerinde (Sürüm 15-17) herhangi bir ülkede gerçekte neyin lisanslanabileceği konusunda spesifik olmak gerekirse, 5G Yeni Radyonun iki frekans aralığında çalışacak şekilde belirtildi.

• Frekans aralığı 1 (FR1) 410 ila 7125 MHz arasındadır, dolayısıyla LTE'nin frekans aralığını kapsar ve genişletir.
• Frekans aralığı 2 (FR2), başlangıçta 24250 ile 52600 MHz arasındaki milimetre dalgalarını kapsar.

3GPP, iki frekans aralığını (FR) tanımlamıştır çünkü FR1 ve FR2'deki 5G analog radyonun gereksinimleri ve test koşulları biraz farklıdır. Bu makalenin altındaki tabloda gösterildiği gibi (Kaynak: 3GPP TS 38.104 Sürüm 17), 5G Yeni Radyoyu destekleyen her aralıktaki bantlar belirtilmiştir ve her bant için çalışma modu, FDD (ayrı uplink ve downlink frekanslarının olduğu Frekans Bölmeli Dubleks) veya TDD (hem uplink hem de downlink için aynı frekansların kullanıldığı Zaman Bölmeli Dubleks) olarak tanımlanır. Her bant “n” önekiyle (Yeni Radyo için) numaralandırılır.

FR1, daha önce LTE için kullanılan bazı bantların yanı sıra bazı yeni bantları da içerir. Birkaç önemli istisna dışında, 3000 MHz'in altındaki bantlar esas olarak Frekans Bölmeli Çift Yönlü (FDD) modunu kullanacak şekilde belirlenmiştir ve 3000 MHz'in üzerindeki bantlar Zaman Bölmeli Çift Yönlü (TDD) modunu kullanacak şekilde belirtilmiştir. FR2 yalnızca TDD'yi destekler ve n257'den itibaren bant numaralarını kullanır.

Uplink ve Downlink Optimizasyonu

TDD'nin, gelişmiş anten şemalarının kullanıldığı yüksek frekanslarda FDD'ye göre önemli verimlilik avantajları vardır. Bu yüksek frekanslarda girişim daha az önemlidir ve bu da FDD'nin düşük frekanslardaki (girişim kontrolüyle ilgili) bazı avantajlarını ortadan kaldırır - dolayısıyla hücresel iletişim için spektrumun daha yüksek kısımlarını benimserken TDD'ye geçiş. Ancak önceki nesillere veya lisanssız kullanıma tahsis edilmiş önemli eski bantlar da mevcut ve bunlar, tabloyu büyük ölçüde karmaşık hale getiriyor. Esasen, FR1'de çok uzun bir bant listesine ve 5G'nin tanıtımıyla (eski bantların komplikasyonu olmadan) yeni tahsis edilen FR2'de çok kısa bir listeye sahip olmamızın nedeni budur.

Tablolarda SDL, Tamamlayıcı Downlink anlamına gelir. Bu, Taşıyıcı Toplama için kullanılan ikincil bir hücrenin yalnızca aşağı bağlantı olabildiği LTE'den miras alınan bir özelliktir. Benzer şekilde SUL, Tamamlayıcı Yukarı Bağlantı anlamına gelir. Bu, UE'nin, her ikisi de aynı hücrenin tek bir aşağı bağlantısına karşılık gelen iki yukarı bağlantı taşıyıcısı (baz istasyonu tarafından yönlendirildiği şekilde teker teker iletim yapan) ile yapılandırıldığı yeni bir 5G özelliğidir. Ek yukarı bağlantı genellikle normal yukarı bağlantıdan daha düşük bir frekanstadır ve hücre kenarına yakın mobil cihazlar için yukarı bağlantı kapsamını geliştirir.

Hangi Gruplara Lisans Verilecek?

Genel spektrum planlamalarının bir parçası olarak, farklı düzenleyiciler (teoride) 3GPP standart bantlarından herhangi birini lisanslamayı seçebilirler. Ancak 5G'nin belirli bir pazarda uygun maliyetli dağıtımı, belirli seçenekler için daha geniş endüstri desteğine bağlıdır. Bu bakımdan resim daha da netleşiyor.

Bunun iyi bir örneği, n28 (703 - 748 UL, 758 - 803 DL), n78 (3300 - 3800) ve n258 (24250 - 27500) Bantlarının Avrupa'daki 5G operatörleri için özellikle önemli olmasıdır. Bunlar CEPT (Avrupa Posta ve Telekomünikasyon İdareleri Konferansı) tarafından uyumlaştırılan düşük, orta ve mmWave bantlarıdır. 5G spektrum tahsisine yönelik bu yaklaşım, operatörler ve daha geniş anlamda gelişen ekosistem için çok ihtiyaç duyulan esnekliği sağlıyor. Bantların lisanslanmasının ardından tüm temel mevcut veya yeni kullanım senaryosu gereksinimlerinin, en azından spektrum açısından verimli bir şekilde karşılanabilmesini sağlar. Buna kapsama alanı, kapasite, gecikme, küçük hücre dağıtımı, (daha geniş alan) IoT desteği veya lisanssız/paylaşılan bantlarda 5G (diğer birçok hususun yanı sıra) dahildir. Diğer birçok ülke lisanslama konusunda benzer yaklaşımları benimsiyor.

Diğer önemli bantlar arasında GSM, WCDMA ve LTE'den miras alınan n1, n3, n7, n8, n20 ve n38 yer alır. Zamanla ve doğru türde yeterli sayıda cep telefonu çeşitli farklı pazarlarda (dünya genelinde farklı zamanlarda) satışa sunulduğunda ve düzenleyiciler tarafından izin verildiği takdirde, ağ verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için bu bantların 4G ve 5G'ye doğru bir kayma görmesi gerekir. GSM/GPRS bantlarından uzaklaşma (hala birçok ağda Makine Tipi İletişim (MTC) için yaygın olarak kullanılmaktadır) radyo performansıyla ilgili nedenlerden dolayı biraz daha uzun sürebilir.

4G ve 5G Spektrumu

4G ve 5G radyo arayüzleri aynı temel teknolojiyi paylaşıyor ve ağ içindeki genel bağlantıyı sağlamak için sorunsuz bir şekilde birlikte çalışabiliyor. Cihazlar, her iki arayüz tipini aynı anda çalıştırmak için Çift Bağlantı adı verilen bir tekniği kullanacak şekilde tasarlanmıştır; bu, bir cihazın birleşik bir 4G/5G ağında (aynı zamanda önceki nesillerle birlikte çalışmasına) sorunsuz bir şekilde çalışmasına olanak tanır.

Operatörler er ya da geç 5G alımı hızlandığında 4G spektrumunu bile 5G'ye geçirmek isteyebilir. Bu, Dinamik Spektrum Paylaşımı adı verilen bir özellik aracılığıyla çok verimli bir şekilde gerçekleştirilebilir (aşağıya bakınız). Bu özellik, aynı bant içindeki spektrumun 4G ile 5G arasında dinamik olarak tahsis edilmesine veya paylaşılmasına olanak tanır. Bu nedenle zamanla, 5G özellikli telefon veya cihaz sayısı arttıkça veya tedarik edildikçe ağ, 4G'den daha fazla kaynağı 5G'ye ayıracaktır.

Çözüm

Genel olarak, 5G için spektrum kullanımı, bazıları teknik, bazıları düzenleyici ve birçoğu çeşitli kullanım durumları ve dağıtım seçenekleriyle ilişkili olmak üzere pek çok hususu içeren oldukça karmaşıktır. Buna ek olarak, pazarlar eski spektrum lisanslaması açısından çok farklı konumlara sahiptir ve elbette rekabetçi 5G ortamı açısından (en azından zaman çizelgeleri, iletişim hizmeti sağlayıcılarının sayısı ve hükümetin katılımı açısından) farklı yörüngelerdedir. 5G ile spektrum kullanımına ilişkin konuların net bir şekilde görülebilmesi, telekomünikasyon kuruluşlarına stratejik karar almalarında avantaj sağlayacaktır. Bu kısa makalenin resmi netleştirmeye yardımcı olduğunu umuyoruz!

FR1'deki NR çalışma bantları
(Kaynak: 3GPP TS 38.104 Sürüm 17)

NR çalışma bandı	Uplink (UL) çalışma bandı BS alma / UE aktarma F UL,düşük – F UL,yüksek	Downlink (DL) çalışma bandı BS iletimi / UE alımı F DL,düşük – F DL,yüksek	Çift yönlü mod
n1	1920 MHz – 1980 MHz	2110 MHz – 2170 MHz	FDD
n2	1850 MHz – 1910 MHz	1930 MHz – 1990 MHz	FDD
n3	1710 MHz – 1785 MHz	1805 MHz – 1880 MHz	FDD
n5	824 MHz – 849 MHz	869 MHz – 894 MHz	FDD
n7	2500 MHz – 2570 MHz	2620 MHz – 2690 MHz	FDD
n8	880 MHz – 915 MHz	925 MHz – 960 MHz	FDD
n12	699 MHz – 716 MHz	729 MHz – 746 MHz	FDD
n13	777 MHz – 787 MHz	746 MHz – 756 MHz	FDD
n14	788 MHz – 798 MHz	758 MHz – 768 MHz	FDD
n18	815 MHz – 830 MHz	860 MHz – 875 MHz	FDD
n20	832 MHz – 862 MHz	791 MHz – 821 MHz	FDD
n24 7	1626,5 MHz – 1660,5 MHz	1525 MHz – 1559 MHz	FDD
n25	1850 MHz – 1915 MHz	1930 MHz – 1995 MHz	FDD
n26	814 MHz – 849 MHz	859 MHz – 894 MHz	FDD
n28	703 MHz – 748 MHz	758 MHz – 803 MHz	FDD
n29	Yok	717 MHz – 728 MHz	SDL
n30	2305 MHz – 2315 MHz	2350 MHz – 2360 MHz	FDD
n34	2010 MHz – 2025 MHz	2010 MHz – 2025 MHz	TDD
n38	2570 MHz – 2620 MHz	2570 MHz – 2620 MHz	TDD
n39	1880 MHz – 1920 MHz	1880 MHz – 1920 MHz	TDD
n40	2300 MHz – 2400 MHz	2300 MHz – 2400 MHz	TDD
n41	2496 MHz – 2690 MHz	2496 MHz – 2690 MHz	TDD
n46	5150 MHz – 5925 MHz	5150 MHz – 5925 MHz	TDD 3
n48	3550 MHz – 3700 MHz	3550 MHz – 3700 MHz	TDD
n50	1432 MHz – 1517 MHz	1432 MHz – 1517 MHz	TDD
n51	1427 MHz – 1432 MHz	1427 MHz – 1432 MHz	TDD
n53	2483,5 MHz – 2495 MHz	2483,5 MHz – 2495 MHz	TDD
n65	1920 MHz – 2010 MHz	2110 MHz – 2200 MHz	FDD
n66	1710 MHz – 1780 MHz	2110 MHz – 2200 MHz	FDD
n67	Yok	738 MHz – 758 MHz	SDL
n70	1695 MHz – 1710 MHz	1995 MHz – 2020 MHz	FDD
n71	663 MHz – 698 MHz	617 MHz – 652 MHz	FDD
n74	1427 MHz – 1470 MHz	1475 MHz – 1518 MHz	FDD
n75	Yok	1432 MHz – 1517 MHz	SDL
n76	Yok	1427 MHz – 1432 MHz	SDL
n77	3300 MHz – 4200 MHz	3300 MHz – 4200 MHz	TDD
n78	3300 MHz – 3800 MHz	3300 MHz – 3800 MHz	TDD
n79	4400 MHz – 5000 MHz	4400 MHz – 5000 MHz	TDD
n80	1710 MHz – 1785 MHz	Yok	SUL
n81	880 MHz – 915 MHz	Yok	SUL
n82	832 MHz – 862 MHz	Yok	SUL
n83	703 MHz – 748 MHz	Yok	SUL
n84	1920 MHz – 1980 MHz	Yok	SUL
n85	698 MHz – 716 MHz	728 MHz – 746 MHz	FDD
n86	1710 MHz – 1780 MHz	Yok	SUL
n89	824 MHz – 849 MHz	Yok	SUL
n90	2496 MHz – 2690 MHz	2496 MHz – 2690 MHz	TDD
n91	832 MHz – 862 MHz	1427 MHz – 1432 MHz	FDD2
n92	832 MHz – 862 MHz	1432 MHz – 1517 MHz	FDD2
n93	880 MHz – 915 MHz	1427 MHz – 1432 MHz	FDD2
n94	880 MHz – 915 MHz	1432 MHz – 1517 MHz	FDD2
n95 1	2010 MHz – 2025 MHz	Yok	SUL
n96 4	5925 MHz – 7125 MHz	5925 MHz – 7125 MHz	TDD 3
n97 5	2300 MHz – 2400 MHz	Yok	SUL
n98 5	1880 MHz – 1920 MHz	Yok	SUL
n99 6	1626,5 MHz -1660,5 MHz	Yok	SUL
NOT 1: Bu bant yalnızca Çin'de geçerlidir. NOT 2: Değişken çift yönlü çalışma, ağ tarafından dinamik değişken çift yönlü yapılandırmayı etkinleştirmez ve bant için herhangi bir geçerli frekans aralığında DL ve UL frekans aralıklarının bağımsız olarak desteklenmesini sağlayacak şekilde kullanılır. NOT 3 Bu bant, [20]'de tanımlandığı gibi paylaşımlı spektrum kanal erişimiyle çalışmayla sınırlıdır. NOT 4: Bu bant yalnızca ABD'de FCC Raporu ve Siparişine [FCC 20-51] tabi olarak geçerlidir. NOT 5: Bu banda ilişkin gereklilikler, yalnızca aynı coğrafi alanda bu bandın frekans aralığı içerisinde başka hiçbir NR veya E-UTRA TDD işletim bandının/bantlarının kullanılmadığı durumlarda geçerlidir. Aynı coğrafi alanda bu bandın frekans aralığı içinde diğer NR veya E-UTRA TDD işletim bantlarının kullanıldığı senaryolar için, 3GPP spesifikasyonlarının kapsamadığı özel bir arada bulunma gereklilikleri geçerli olabilir. NOT 6: UL çalışması, FCC Sipariş DA 20-48'e göre 1627,5 – 1637,5 MHz ve 1646,5 – 1656,5 MHz ile sınırlıdır. NOT 7: DL çalışması 1526-1536 MHz frekans aralığıyla sınırlıdır. UL işlemi, FCC Siparişi DA 20-48'e göre 1627,5 – 1637,5 MHz ve 1646,5 – 1656,5 MHz ile sınırlıdır.

FR2'de NR çalışma bantları
(Kaynak: 3GPP TS 38.104 Sürüm 17

NR çalışma bandı	Uplink (UL) ve Downlink (DL) çalışma bandı BS gönderme/alma UE gönderme/alma F UL,düşük – F UL,yüksek F DL,düşük – F DL,yüksek	Çift yönlü mod
n257	26500 MHz – 29500 MHz	TDD
n258	24250 MHz – 27500 MHz	TDD
n259	39500 MHz – 43500 MHz	TDD
n260	37000 MHz – 40000 MHz	TDD
n261	27500 MHz – 28350 MHz	TDD
n262	47200 MHz – 48200 MHz	TDD

5G Eğitim Teknolojisi Eğitim Kurslarımızı buradan keşfedin