新频谱
3GPP 38101-2为 NR 主要定义了两个频率范围:
FR1:sub6G,也就是目前的低频频段,是5G的核心频段;其中3GHz以下的频率称为sub3G,其余频段称为C-band
FR2:毫米波,高频频段,为5G的扩展频段,频谱资源丰富。
▋新频谱-FR1
图片源自:鲜枣学堂
FR1是5G的主频段,其最小带宽可以达到100MHz。
5G的双工模式支持FDD和TDD,同时引入了SDL和SUL,用于支持5G上下行解耦的功能。SDL全下行;SUL全上行。
▋新频谱-FR2
当前版本毫米波定义的频段只有3个,全部为TDD模式,最大小区带宽支持400MHz。
▋5G小区带宽
相比于LTE的1.4、3、5、10、15、20MHz 小区带宽,5G取消了5M以下的小带宽.
其中:sub-6GHz支持带宽:5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、90、100MHz。
毫米波:mmWave:50、100、200、400M。
20M以下带宽定义主要是满足既有频谱演进需求。
例如移动某局点现网小区带宽以60MHz和100MHz为主。
联通某局点现网小区带宽以80MHz和100MHz为主。
▋5GNR带宽
信道带宽:ChanneBW,协议里面能常见的描述,如5MHz,100MHz;
最大传输带宽:Maximum transmission bandwidth,一般用RB数描述;最大传输带宽 = RB数 × 子载波数(固定为12) * 子载波带宽(SCS,可配)。
保护带宽:guardbands,每个信道带宽两边各有一个,协议里面一般用KHz为单位;
FR1最大传输带宽:
FR2最大传输带宽:
最小保护带宽:
注:毫米波高达400MHz的工作带宽对于5G热点区域容量提升具有重大意义
5G的最大带宽配置受限于以下几个因素:
1.当前载波最大带宽。
2.子载波带宽(协议约束最大带宽为FR1273个RB,FR2264个RB)。
小区最大带宽和子载波带宽的关系:由于协议对于最大RB数的约束,因此FR1频段必须要在30KHz以上的子载波才能实现100MHz带宽,FR2频段必须要在60KHz以上的子载波带宽才能实现400MHz带宽。
▋5G频点计算--信道栅格channel rastermatch
channel raster信道栅格定义:信道栅格的值是人为规定值,表示各个不同的频点之间的间隔应该满足的条件。
通俗理解:如果把无线频谱比作高速公路,信道栅格就好比每条车道的宽度,假设每两米为一个标准车道,那这个两米即为一个步长或者步进值。
相比于4G的信道栅格,5G的信道栅格大小是可变的,FR1中从n1、n77、n78、n79有15KHz和30KHz两种配置,其余NR频段信道栅格为100KHz,每个频段对应频点的步进不一定是1,比如n1频段,栅格是100K,频点步长是20(即每间隔100Hz,频点相差20)此处频点为NR的绝对频点。
▋5G频点计算--Global Raster全局频点栅格
5G频点栅格-Global Raster:Global Raster是全局的频点栅格,用于计算5G绝对频点号:
5G频点号(NR-ARFCN)计算公式如下:
FREF= FREF-Offs + ΔFGlobal (NREF– NREF-Offs)
FREF为中心频率
FREF-offs查表获得
ΔFGlobal和BAND有关,查表获得
NREF为输入的5G下行绝对频点号
NREF-offs查表获得
实际中,每个5G频段规定的信道栅格并不一定就是全局信道栅格的大小,比如n1频段的信道栅格就是100k,因此n1频段的频点步进就是20。
因此说,信道栅格只是全局频点栅格的一个子集,而且信道栅格一定是全局频点栅格的整倍数。这时就把这个信道栅格记为 ΔFRaster。
▋5G频点栅格----全局同步信道GSCN
GSCN(Global Synchronization Channel Number)用于标记SSB的信道号,每一个GSCN对应一个SSB的频域位置SSREF,GSCN按照频域增序进行编号。
思考:为什么协议已经规定了绝对频点号,还要设置GSCN.
UE在开机时需要搜索SS/PBCH block进行同步,在UE不知道频点的情况下,需要按照一定的步长值盲检UE所支持频段内的所有频点(有点类似于雷达扫描目标);由于NR中小区带宽非常宽,按照信道栅格去盲检,会导致UE接入速度非常慢,为此协议规定了同步栅格( Synchronization raster),所以定义定义了GSCN,GSCN数少于绝对频点数,加快UE同步速度.
▋工作中频带,频点,SSB频点
现网5G工参频点频带、频点、SSB频点、 SsbDescMethod、上下行带宽。频带:例如中国移动的N41、N79.中国联通的N78
频点:例如中国移动的513000、 723334、 513036、 509004;中国联通的633984、 636666、 626724、 630000
SSB频点: 例如中国移动的6312、 723322、 509004;中国联通的7853、 7811、 7853。
SsbDescMethod:绝对频点、全局同步信道号
上下行带宽:100M、60M、80M