Диапазоны LTE (band): что означают номера B1, B3, B7, B20

Радиочастоты для сотовой связи разделены на участки, каждому из которых стандарт 3GPP присвоил номер. Так появились обозначения B1, B3, B7, B20 и другие. Band 3, например, соответствует области около 1800 МГц, band 7 — 2600 МГц, band 20 — 800 МГц. Смысл номера один и тот же по всему миру, но какие диапазоны использует конкретный оператор, определяется лицензиями в каждой стране.

Телефон при выборе сети сканирует диапазоны, которые поддерживает его радиомодуль, и подключается к тому, что доступно.

Стандарт 3GPP по мере развития добавлял новые номера, поэтому у современных моделей списки диапазонов длиннее, чем у устройств прошлых лет.

Физика радиоволн определяет поведение диапазонов. Низкие частоты, вроде 800 МГц, проходят сквозь стены, огибают препятствия и покрывают большое расстояние, но полоса у них узкая, поэтому скорость меньше. Высокие, как 2600 МГц, обеспечивают большую ёмкость и скорость, но хуже проникают в здания и покрывают меньшую площадь.

Поэтому операторы комбинируют: в городе используют высокие диапазоны для скорости, а в сельской местности и внутри зданий опираются на низкие. Устройства объединяют несколько диапазонов по технологии агрегации несущих.

Дополнительный фактор — загрузка. Диапазон с большой полосой быстро заполняется в вечерние часы, и тогда сеть перенаправляет часть абонентов на менее нагруженные частоты, даже если скорость там ниже.

Диапазоны делятся на два типа по способу разделения приёма и передачи. В FDD для приёма и передачи используются разные частоты: одна на скачивание, другая на отправку. В TDD частота одна, а направления чередуются во времени. Диапазоны FDD имеют номера с первых позиций, у TDD номера начинаются примерно с тридцатых.

Соотношение между временем приёма и передачи в TDD настраивается оператором, что влияет на симметричность канала. Эта тема разобрана на странице про симметричный и асимметричный канал.

Например, диапазоны TDD удобны там, где нужно гибко менять баланс скачивания и отправки, а FDD лучше подходит для постоянной симметричной нагрузки вроде голоса.

Если у телефона или модема нет нужного band, он не увидит соответствующую частоту. В лучшем случае интернет будет работать на другом диапазоне медленнее, в худшем сеть не появится совсем. Поэтому при покупке устройства за границей или для USB-модема нужно проверять список диапазонов в спецификации.

Заблуждение: если телефон показывает LTE, значит используются все диапазоны. Нет, соединение идёт по одному или нескольким, а тип сети на экране ничего не говорит о том, какие именно.

Обратите внимание на оговорку: физическая поддержка частоты в железе и её включение программно — не одно и то же, и у региональных версий прошивок набор может различаться.

Активный band показывает сервисное меню телефона, приложение для мониторинга сотовой сети или веб-интерфейс модема. Обычно в строке отображается название вроде B3 или EARFCN, из которого можно вычислить диапазон. Расшифровка EARFCN в частоту делается по таблице стандарта.

Для проверки поддержки в модели ищите слова LTE FDD и LTE TDD с перечнем номеров. Сопоставляйте их с информацией оператора о частотах в вашем регионе. Уровни сигнала на выбранном диапазоне помогает оценить страница про RSRP, RSRQ и SINR.

Для оценки пригодного модема составьте короткий список: диапазоны оператора в вашем регионе, диапазоны устройства и их пересечение. Чем полнее пересечение, тем больше шансов на устойчивую скорость.

Один диапазон даёт ограниченную полосу, поэтому в LTE-Advanced ввели агрегацию несущих: телефон одновременно использует несколько частот и складывает их пропускную способность. Например, сочетание диапазонов 3 и 7 нередко даёт заметный прирост скорости по сравнению с каждым из них по отдельности. Комбинации ограничены как возможностями оператора, так и чипа устройства.

Выбор соты и диапазона делает сеть на основе приоритетов и нагрузки. Обычно устройство сначала присоединяется к диапазону с лучшим покрытием, а затем сеть добавляет более скоростные вспомогательные частоты. Поэтому в мониторинге можно видеть основной и дополнительные диапазоны.

Для 5G используются аналогичные идеи, но с добавлением новых диапазонов, обозначаемых буквой n, такими как n78.