Frequenties voor mobiele breedband communicatie

Om een efficiënt netwerk voor mobiele breedband communicatie op te zetten, zijn er verschillende frequentiebanden nodig. Dit komt door de karakteristieke (natuurkundige) eigenschappen van frequenties. Ruwweg kan worden gesteld dat het bereik van een frequentie toeneemt naarmate een frequentie zich lager in het spectrum bevindt. Daarnaast dringen lagere frequenties ook beter door in gebouwen (beter voor dekking binnenshuis).

De consequentie hiervan is dat lagere frequenties beter geschikt zijn om dekking te bieden, vooral in dunner bevolkte en daarmee minder rendabele gebieden, omdat er minder basisstations nodig zijn om een gebied te dekken. Op hogere frequenties zijn door de beperkte reikwijdte meer basisstations nodig om in een gebied dekking te realiseren. Dit maakt de uitrol van een (landelijk) dekkend netwerk met hoge frequenties veel duurder. Daar staat tegenover dat op hogere frequenties dezelfde frequentie over een kortere afstand opnieuw kan worden gebruikt, waardoor er meer capaciteit beschikbaar is. Hogere frequenties kunnen dan ook goed worden gebruikt in stedelijk gebieden waar in een beperkt gebied veel capaciteit moet worden geleverd.

Dit is grafisch weergegeven in onderstaande figuur. In deze figuur is het gebied aangegeven dat door een basisstation wordt bereikt ten opzichte van een basisstation dat werkt in de 2,6 GHz band. In de figuur is duidelijk te zien dat hoe lager de frequentie is, hoe groter het gebied is dat door één basisstation wordt bedekt.

Het relatieve celoppervlak van een mobiel basisstation als functie van de frequentie.

In de figuur is duidelijk het verschil te zien tussen de lage frequenties enerzijds (800 en 900 MHz) en de hoge frequenties (1800, 2000 en 2600 MHz). Om mobiele breedbanddiensten te faciliteren is in de praktijk dan ook een mix aan hoge en lage frequenties nodig. Laag spectrum wordt hierbij door de ITU gedefinieerd als spectrum beneden de 1 GHz.

In de aanloop naar de WRC 2007 was de hoeveelheid laag spectrum in ITU Regio 1 (Europa en Afrika) beperkt tot de 900 MHz GSM band. Er was dan ook met name (maar niet uitsluitend) een toenemende behoefte aan lage frequenties. Dit heeft ertoe geleid dat tijdens de Wereld Radio Conferentie van 2007 (WRC-07) het bovenste deel van de UHF TV omroepband voor mobiele communicatie te bestemmen; de 800 MHz band (790 - 862 MHz; zie digitaal dividend) is geïdentificeerd voor de 3e en 4e generatie mobiele communicatie. Daarnaast is tijdens de WRC van 2012 besloten om het mogelijk te maken om ook de 700 MHz band voor mobiele communicatie te gebruiken.

Niet alle banden kunnen zo maar voor de nieuwste generatie technologie (LTE) worden gebruikt. Er moet rekening worden gehouden met de bestaande dienstverlening. De 900 MHz wordt op dit moment gebruikt voor GSM. De verwachting is dat in deze band heel geleidelijk LTE zal worden geïntroduceerd. In de GSM1800 band geldt waarschijnlijk hetzelfde. Omdat er in de GSM1800-band veel meer 5 MHz kanalen beschikbaar zijn, zou de band ook kunnen worden gebruikt voor mobiel breedband op basis van UMTS/HSPA. De verwachting is dat de 2 GHz band de komende tijd in gebruik blijft voor mobiele breedbandcommunicatie op basis van UMTS/HSPA.

Een overzicht van de banden en de technologie die daar waarschijnlijk in zal worden gebruikt staat in onderstaande figuur.