4G/5G频段及四大运营商频段划分

频率范围划分


频段

   5G频谱分为FR1和FR2,两个频率范围。

    协议在规范这两种频率范围时分成了两部分,其中38.101-1主要介绍FR1,38.101-2介绍FR2。

    从下面的图上可以看到,FR1的频谱是非常窄的,但由于波长的优势,FR1初期的商用性更好。


工作带宽

    工作带宽是指在NR中有编号的、实际规定了上下频率边界的一段频带。在FR1和FR2频段范围内的具体工作带宽如下面两图所示(38.101-1 Table 5.2-1 及 38.101-2 Table 5.2-1)。

    FR1的频率范围是450MHz到6GHz,也叫Sub6G,意思是低于6 GHz。也是目前主频段。

    下图就是FR1的Operating bands,协议38.101-1 5.2 Operating bands


FR2的频率范围是24GHz到52GHz,波长毫米级别,叫毫米波mmWave(严格来说大于30GHz才叫毫米波)。FR2的Operating bands,协议38.101-2 5.2 Operating bands

信道带宽

信道带宽包括传输带宽保护频带,三者之间的关系如下图所示


其中传输带宽两边的保护频带大小可不一致。最小保护带的计算方法为

(BWChannelx 1000 (kHz) - NRBx SCS x 12) / 2 - SCS/2

具体在FR1和FR2频段内的最小保护带宽如下表所示


    信道带宽中除保护频带后剩余的带宽称为传输带宽,在FR1和FR2频段内,不同SCS情况下的传输带宽RB数如下表所示。在任何信道带宽中配置的RBs数量应确保满足协议中规定的最小保护频带

    从Table 5.3.2.1可以看出,在SCS=15kHz时,最大支持的传输带宽为50M,对应RB数为270RB;在SCS=30kHz时,最大支持的传输带宽为100M,对应RB数为273RB。


Figure 5.3.3-2: UE PRB utilization

    所有在终端信道带宽范围内,不覆盖最小保护频带的PRB,都可以使用。

    以SCS为15kHz,5Mhz带宽为例:(5*1000-25*15*12)/2-15/2 = 242.5(kHz)

    计算最小保护带的公式可以理解为,最大带宽减去最大传输带宽,然后除以2,再减去半个SCS。


    另外协议还定义了多个(numerology)复用于同一个符号时,最小保护带怎么计算:


Figure 5.3.3-3 Guard band definition when transmitting multiple numerologies

    如果多个(numerology)复用于同一个符号,而这个符号用来传输SSB,那么载波两边的保护带,和相邻的信道带宽一样。

    对于FR1,多个(numerology)复用于同一个符号,带宽>50M,那么邻接15kHz SCS的最小保护带应该和给30kHz SCS定义的的最小保护带一样。

    对于FR2,多个(numerology)复用于同一个符号,带宽>200M,那么邻接60kHz SCS的最小保护带应该和给120kHz SCS定义的最小保护带一样。


从网络侧看,在相同的频谱内,支持不同的UE信道带宽,用于发送和接收。可以支持信道带宽内将多个载波传输到相同的UE (即CA)或不同的UE。

从UE的角度看,UE配置了一个或多个BWP/载波,每一个BWP/载波都有它自己的UE信道带宽。UE不需要知道基站的信道带宽,也不需要知道基站如何分配带宽给不同的UE。

UE信道带宽的配置是灵活的,但是只能完全在基站的信道带宽内。

中国5G主力频段

中国目前主要是n28,n41,n78,n79,目前国内终端以n41,n78,n79为主。

广电的n28频段是5G NR的一个FDD频段,早已在欧洲和日本已经得到应用,例如德国和日本都为移动运营商分配了n28的频率资源,比如Vodafone是723~733MHz,DoCoMo是728~738MHz,而Softbank是738~748MHz(《5G技术与标准》)。

在中国,n28频段对应的频率原来是用于广播电视的,属于广电的在用资源,这次转为广电的5G网络来使用,代表使用权的延续。

但是n28频段也有一个问题,就是在其他国家,n28这个频段是多个运营商切割使用的,每个运营商分到的带宽比较少,一般是上下行各10MHz。但是在中国,出于对前续使用权的尊重,n28由广电独家使用,上下行带宽可达各40MHz。

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