欢迎来到通信人在线![用户登录] [免费注册]

3GPP规范的5G系统及新无线(NR)的频谱规划

浏览:17335  来源:通信人在线  日期:2022-03-27

我们知道,3GPP的规范从R15版本开始,是对5G系统的研究成果。R15版本已在20193月冻结。那么5G系统的工作频率的规划与安排也将是从R15版本开始的。

一、5G系统的频段准备

3GPP20186月对3GPP TS 36.101 V15.3.0 《演进的通用地面无线电接入(E-UTRA用户设备(UE)无线电传输和接收》(R15版本)进行了发布。该文件规定了E-UTRA用户设备的最低射频特性和最低性能要求。其中,所述的信道安排是基于当前规范发布中定义的工作频段(频带)和信道带宽,在未来的版本中可能会考虑其他的工作频段和信道带宽。也就是说,它虽然不是正式的5G系统工作频段,但已经为5G系统做了大量的准备。

规范中给出的E-UTRA工作频段与UTRA系统相比,增加了大量的频段。在UTRA系统中,当时的工作频段的编号是到43,而在TS 36.101 V15.3.0规范中已将频段号扩展到85号,最高频段安排到5150 MHz ~5925 MHz(频段号B46)。其中,频段号B33 ~B52安排给TDD双工模式使用;频段号B1 ~B32、频段号B65 ~B76B85安排给FDD模式使用。另外编号B53~B64号为保留,但暂未规划;B77~B84未使用。要详细了解3GPP TS 36.101 V15.3.0关于频谱频段安排的详见下附件1

附件13GPP TS 36.101 V15.3.0关于E-UTRA工作频段的安排

欲详细了解3GPP 关于4GLTE)系统工作频段的规划的请进入

二、5G系统NR的频率规划

依据3GPP的频率规划,5G系统在不影响4GE-UTRA)系统的频率使用时,也可使用TS 36.101 V15.3.0中规范的频率。同时又规划了5G新无线(NRNew Radio,或译为新空口)的工作频率。

1、频率范围的定义

3GPP R16版本规范中,把5G新无线(NR)的频率范围(FRFrequency Ranges)划分为两个频段,即FR1FR2。在许多情况下,整个射频规范的要求是针对不同的频率范围(FR)分别定义的,因此,目前3GPP规范的版本,NR可以运行的频率范围如下表2-1所示。可知,它原则上是依6 GHz频率为界,FR1称为中低频段(低于6 GHz,用Sub-6GHz表示),FR2称为高频段(高于6 GHz)。事实上,FR1的频率范围已超出了6GHz;所谓高频段主要是指毫米波(mmW)频段。

2-1:频率范围(FR)的定义

2、工作频段(频带)

对于NRFR1 FR23GPP又定义了各自的不同工作频段,具体可参见下附件2。该附件2是摘自于3GPP202112月发布的TS 38.104 V17.4.0NR :基站无线发射与接收(R17)》。注意,在E-UTRA的工作频段号是以“B”开头(band),而NR的工作频段号是以“n”开头(NR)。由附件可知,此规范中,FR1的工作频段编号已从n1~n99(其中有些编号未启用);FR2的工作频段编号是从n259n2626个频段,均用于TDD双工模式。需要指出的是,在定义的FR1内的工作频段,除用于FDDTDD双工模式外,与E-UTRA相比,NR又多了一种用于“SUL”工作模式的频段,译为补充上行(Supplementary Uplink)。

附件23GPP TS 38.104 V17.4.0关于NR工作频段的安排

欲详细了解NRSUL工作模式介绍的请进入

三、NR的中低频段

对于中低频段,3GPP目前专门规划了3.3 GHz ~4.2 GHz4.4 GHz ~5.0 GHz两个频段,成为了5G NR的主力工作频段。为此,3GPP2018年上半年陆续了发布3GPP TR 38.8133GPP TR 38.815来规范5G新无线(NR)的频率范围和其技术要求。

1、频段号为n77n78的频段3.3 GHz ~4.2 GHz

3GPP20183月,发布了3GPP TR 38.813 V15.3.0New frequency range for NR 3.3~4.2 GHz)》(R15版本)。该技术报告中规定了5G NR的新的工作频段,其频率范围为3.3 GHz ~4.2 GHz。并在3.3GHz~4.2 GHz范围内定义了两个 NR 工作频带,频带编号分别为n77n78。支持n78频段的用户设备(UE)不需要支持n77频段。其频段定义的范围如下图3-1所示;其频段定义的内容如下表3-1-1所示,由表中知,该频段使用于TDD双工模式。UE的信道带宽超集如下表3-1-2所示。

3-15G NR 3.3 GHz ~4.2 GHz的频段范围示意

3-1-15G NR 3.3 GHz ~4.2 GHz的频段内容要求

3-1-2UE的信道带宽设置

2、频段号为n79的段4.4GHz ~5.0 GHz

3GPP20186月,发布了3GPP TR 38.814 V15.0.0New frequency range for NR 4.4-5.0 GHz)》(R15版本)。该技术报告中规定了5G NR的另一段新频段,其频率范围为4.4 GHz ~5.0GHz。该频率范围主要是考虑到中国和日本国关于5G频谱战略和路线图,如下图3-2-1所示。

3-2-1:中国和日本国关于4.4GHz ~5.0 GHz频谱规划

鉴于此,3GPP TR 38.814 V15.0.04.4 GHz ~5.0GHz频段编号定义为n79。其频段定义的范围如下图3-2-2所示;其频段定义的内容如下表3-2-1所示,由表中知,该频段也使用于TDD双工模式。n79的可用信道带宽概述详见下表3-2-2

3-2-25G NR 4.4GHz ~5.0 GHz的频段范围示意

3-2-15G NR 4.4GHz ~5.0 GHz的频段内容要求

3-2-2n79频段的信道带宽

四、NR的毫米波段:24.25-29.5 GHz

1、背景

鉴于ITU-T5G系统建议的主要适于的应用场景,如增强型移动宽带(eMBB),海量机器类通信(mMTC)和超可靠和低延迟通信(URLLC),这就需要比当前可用的更大的连续频谱块带宽来实现这些应用。而更重要的是要注意,较高频带的特性,例如较短的波长,将更好地使用先进的天线系统,包括多输入多输出(MIMO)和波束成形技术,以支持增强的宽带。通过适当的监管规定以及改进的技术,充分和及时地提供频谱对于支持IMT的未来发展至关重要,为了促进全球漫游和规模经济的好处,非常需要为这些系统协调全球频段和协调的频率安排。

为此,3GPP20186月,发布了3GPP TR 38.815 V15.0.0New frequency range for NR24.5-29.5 GHz)》(R15版本)。之所以把毫米波mmW)频规划在24.5~29.5 GHz,是因为美国、欧洲、韩国、日本和我国等许多国家和地区已宣布其“5G”频谱策略和路线图,频率范围是在24.25~29.5 GHz之间,作为部署NR商用系统的关键频段,其各国的具体频段规划详见下图4-1所示。

4-124.25~29.5 GHz频率段在相关国家的5G系统规划

2、频段定义

频率范围为24.25 GHz ~ 29.5 GHz的频段图示意如下图4-2所示。在该范围内定义了两个频段,一个用于26.5 GHz ~29.5 GHz,定义的频段号为n 257,另一个用于 24. 25 GHz ~27.5 GHz,定义的频段号为n258,它们明显重叠 1 GHz,可以考虑实现规模经济和早期设备可用性。NR作为一种技术将随着时间的推移而发展并利用各种频谱范围,但这两个频段在 FR2 中得到广泛支持。其24.25 GHz ~ 29.5 GHz的频段定义的内容如下表4-2所示,由表中知,该频段也使用于TDD双工模式。

4-25G NR 2 4.25 GHz ~ 29.5 GHz频率范围示意

4-25G NR 24.25 GHz ~ 29.5 GHz频段内的要求

3、信道编号和信道带宽

适用于24.25 GHz ~ 29.5 GHz频率范围的 NR-ARFCN详见下表4-3-1。频率范围为24.25 GHz ~ 29.5 GHz的同步栅格如下表4-3-2所示,其适用的全球同步信道号(GSCN)条目之间的距离由表中给出的<步长>给出,步长间隔为17.28MHz

4-3-124.25 GHz ~ 29.5 GHz频率范围的 NR-ARFCN

4-3-224.25 GHz ~ 29.5 GHz频率范围内的SS栅格条目

基站(BS)和用户设备(UE)信道带宽和带宽组合集的定义分别见于TR 38.817- 02TR 38.817-01。通过使用 R15中的不同数据子载波间隔(SCS),捕获它们以支持至少50MHz 作为最小信道带宽并且高达400MHz作为FR2中的最大信道带宽。为了将n257258波段的相同要求应用于TS 38.101-2中的表5.3.5 -1,表4-3-3在下表的摘录中突出显示。

4-3-324.25 GHz ~ 29.5 GHz频率范围的 NR信道带宽

3GPP在国际上已率先定义了上述5G新无线(NR)的三段新频率频带,为5G系统的推进和试验起到了极大的作用,也为ITU在制定5G系统的频率适于范围及要求提供了借鉴。我国有关5G系统的频率范围规划是与3GPP保持着密切的合作。

欲更多了解ITU-R有关IMT频谱安排的请进入

欲进一步了解我国有关5G系统频谱安排的请进入

附录
本文的附表2022-03-26
© 2004-2024 通信人在线 版权所有 备案号:粤ICP备06113876号 网站技术:做网站