NR-U

NR-U (New Radio Unlicensed) — это технология беспроводной связи стандарта 5G, предназначенная для работы в нелицензируемых (unlicensed) диапазонах частот, в первую очередь в диапазоне 5 ГГц и 6 ГГц. NR-U является расширением стандарта 5G NR (New Radio), разработанного консорциумом 3GPP (3rd Generation Partnership Project), и позволяет операторам мобильной связи и другим поставщикам услуг использовать общедоступные частоты для увеличения пропускной способности сети, снижения нагрузки на лицензируемые диапазоны и развёртывания сетей в местах, где получение лицензии на частоты затруднено или невозможно. Технология базируется на принципах когнитивного радио и механизмах «прослушивания перед передачей» (Listen Before Talk, LBT), обеспечивающих честное совместное использование спектра с другими устройствами, работающими в тех же диапазонах, включая Wi-Fi и Bluetooth.

История развития

Предпосылки и стандартизация

Рост трафика мобильных данных, вызванный распространением смартфонов, интернета вещей (IoT) и потокового видео, привёл к дефициту лицензируемого спектра. В 2010-х годах операторы начали активно использовать технологию LAA (Licensed Assisted Access) в стандарте 4G LTE, которая позволяла агрегировать нелицензируемые частоты с лицензируемыми. NR-U стала эволюционным развитием этой концепции в рамках 5G.

Работа над NR-U началась в 3GPP в рамках релиза 16 (Release 16), завершённого в 2020 году. В этом релизе были определены основные сценарии использования: режим с привязкой к лицензируемому ядру (Licensed-Assisted Access, LAA) и автономный режим (Standalone, SA). Позднее, в релизе 17 (Release 17, 2022 год), были добавлены улучшения для работы в диапазоне 6 ГГц и поддержка более широких каналов (до 320 МГц).

Отличие от LAA

Основное отличие NR-U от LAA заключается в более гибкой архитектуре 5G NR. Если LAA требовала обязательного наличия лицензируемой несущей для управления, то NR-U может работать полностью автономно, что открывает возможности для создания частных сетей и точек доступа без привязки к операторской инфраструктуре. Кроме того, NR-U использует более эффективные схемы модуляции и кодирования, что повышает спектральную эффективность.

Принципы работы и технические характеристики

Диапазоны частот

NR-U работает в нелицензируемых диапазонах, которые различаются по странам:

Диапазон 5 ГГц (5150–5925 МГц): наиболее распространённый, используется Wi-Fi (стандарты 802.11a/n/ac/ax). В России этот диапазон частично доступен для RLAN (Radio Local Area Networks) с ограничениями по мощности и обязательным использованием LBT.
Диапазон 6 ГГц (5925–7125 МГц): в США и ряде других стран выделен для нелицензируемого использования (Wi-Fi 6E и NR-U). В России этот диапазон пока не открыт для широкого нелицензируемого доступа.
Диапазон 60 ГГц (57–66 ГГц): используется для миллиметровых волн (mmWave) в стандарте IEEE 802.11ad/ay, но для NR-U пока не стандартизирован.

Механизмы доступа к среде

Для обеспечения совместимости с другими устройствами NR-U использует следующие механизмы:

Listen Before Talk (LBT): перед началом передачи устройство прослушивает канал в течение определённого времени (например, 25 мкс для категории 4 LBT). Если канал свободен, передача начинается; если занят — устройство ждёт случайное время.
Channel Access Priority Classes (CAPC): приоритетные классы, определяющие максимальное время занятия канала (от 2 до 10 мс). Это позволяет адаптировать передачу под разные типы трафика (голос, видео, данные).
Dynamic Frequency Selection (DFS): обязательный механизм для работы в диапазоне 5 ГГц, позволяющий избегать помех с радиолокационными системами. Устройство должно сканировать спектр и при обнаружении радара переключаться на другой канал.
Transmit Power Control (TPC): регулировка мощности передачи для снижения помех и соблюдения нормативов.

Архитектура сети

NR-U поддерживает два основных режима развёртывания:

Режим с привязкой (LAA): NR-U работает как дополнительная несущая (secondary cell, SCell) в агрегации с лицензируемой несущей (primary cell, PCell). Управляющие сигналы (например, информация о синхронизации и планировании) передаются по лицензируемому каналу, что повышает надёжность.
Автономный режим (Standalone): NR-U работает как самостоятельная сота без привязки к лицензируемому спектру. В этом режиме все управляющие и пользовательские данные передаются по нелицензируемым частотам. Это требует более сложных механизмов синхронизации и управления помехами.

Технические параметры

Ширина канала: от 20 МГц до 160 МГц (в релизе 16) и до 320 МГц (в релизе 17) с использованием агрегации несущих.
Модуляция: QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM (до 1024QAM в перспективе).
Скорость передачи: до 4,5 Гбит/с в пике (при 160 МГц и 256QAM) в автономном режиме; при агрегации с лицензируемыми частотами — выше.
Задержка: от 1–2 мс в режиме LAA до 5–10 мс в автономном режиме из-за LBT.
Количество пространственных потоков: до 4 (MIMO 4x4) для диапазона 5 ГГц.

Применение

Увеличение пропускной способности операторских сетей

Операторы мобильной связи используют NR-U для разгрузки лицензируемых частот в местах с высокой плотностью пользователей: стадионы, торговые центры, вокзалы, аэропорты. Технология позволяет агрегировать нелицензируемые каналы с лицензируемыми, увеличивая ёмкость сети без дополнительных затрат на спектр.

Частные сети и промышленный интернет вещей (IIoT)

NR-U в автономном режиме востребована для создания частных сетей на предприятиях, в логистических центрах, на шахтах и заводах. В отличие от Wi-Fi, NR-U обеспечивает более низкую задержку, лучшую поддержку мобильности и возможность использования одного стандарта для связи с мобильными устройствами и датчиками. Например, на складах NR-U может использоваться для управления роботизированными тележками (AGV) и системами видеонаблюдения.

Фиксированный беспроводной доступ (FWA)

NR-U применяется для предоставления широкополосного доступа в интернет в сельской местности или районах, где прокладка оптоволокна экономически нецелесообразна. Базовые станции NR-U с направленными антеннами могут обслуживать десятки домохозяйств на расстоянии до 1–3 км в диапазоне 5 ГГц.

Сети на мероприятиях и временные сети

NR-U позволяет быстро разворачивать временные сети на концертах, спортивных соревнованиях, выставках без необходимости получения лицензий. Это особенно актуально для стран с длительными процедурами выделения частот.

Преимущества и ограничения

Преимущества

Экономия спектра: использование общедоступных частот снижает затраты на лицензирование.
Гибкость развёртывания: возможность работы в автономном режиме без привязки к оператору.
Совместимость с Wi-Fi: механизмы LBT и DFS обеспечивают честное совместное использование спектра.
Высокая пропускная способность: агрегация каналов до 320 МГц позволяет достигать скоростей, сопоставимых с лицензируемыми сетями.

Ограничения

Помехи от других устройств: в нелицензируемых диапазонах работают Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, что может снижать качество связи.
Задержка из-за LBT: механизм прослушивания канала увеличивает задержку, что критично для некоторых приложений (например, тактильный интернет).
Регуляторные ограничения: в разных странах правила использования нелицензируемых диапазонов различаются. В России, например, диапазон 6 ГГц пока не открыт, а в диапазоне 5 ГГц действуют ограничения по мощности и обязательное использование DFS.
Ограниченная дальность: из-за более высоких частот и меньшей мощности передачи дальность NR-U обычно меньше, чем у лицензируемых сетей (до 1–3 км в городских условиях).

Регулирование в России

В Российской Федерации использование нелицензируемых диапазонов для NR-U регулируется решениями Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ). На 2025 год:

Диапазон 5 ГГц (5150–5350 МГц и 5650–5850 МГц) разрешён для RLAN (включая NR-U) с ограничениями: мощность передачи не более 100 мВт (EIRP) для внутреннего использования и 200 мВт для наружного, обязательное использование LBT и DFS.
Диапазон 6 ГГц (5925–6425 МГц) пока не выделен для нелицензируемого использования. В 2023 году ГКРЧ рассматривала возможность его открытия, но окончательное решение не принято.
Диапазон 60 ГГц не используется для NR-U в России из-за отсутствия стандартизации и нормативной базы.

Операторы «большой четвёрки» (МТС, «Билайн», «МегаФон», Tele2) проявляют интерес к NR-U, но массовое внедрение сдерживается неопределённостью с диапазоном 6 ГГц и конкуренцией с Wi-Fi 6/6E. В тестовых зонах NR-U используется в основном в режиме LAA для разгрузки сетей в центрах Москвы и Санкт-Петербурга.

Перспективы развития

Дальнейшее развитие NR-U связано с релизом 18 (5G-Advanced, 2024–2025 годы), который предусматривает:

Улучшенные механизмы LBT для снижения задержки.
Поддержку агрегации с лицензируемыми диапазонами миллиметрового диапазона (mmWave).
Интеграцию с сетями Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) через единые интерфейсы управления.
Использование искусственного интеллекта для динамического распределения спектра.

В перспективе NR-U может стать основой для гибридных сетей, где операторы будут комбинировать лицензируемые и нелицензируемые частоты в зависимости от нагрузки и требований приложений. Однако широкое внедрение сдерживается регуляторными барьерами и необходимостью модернизации оборудования.

Источники

3GPP TS 38.101-2: «NR; User Equipment (UE) radio transmission and reception; Part 2: Range 2 Standalone» (Release 16, 17).
3GPP TR 38.889: «Study on NR-based access to unlicensed spectrum» (Release 16).
Решение ГКРЧ от 15 июля 2022 года № 22-57-01 «О выделении полос радиочастот для RLAN в диапазоне 5 ГГц».
«NR-U: A New Radio for Unlicensed Spectrum» — IEEE Communications Magazine, 2021.
«5G NR-U: Technology and Deployment Scenarios» — Qualcomm White Paper, 2020.
«Unlicensed Spectrum in 5G: Opportunities and Challenges» — Ericsson Technology Review, 2022.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →