在一定条件下,无线电波的波束等于光速。光速依赖于无线电波的传输介质。通常情况下,在真空和空气中,光速为3×108m/s;在光纤中,光速近似为2×108m/s。
英文名词解释:Frequency、Very、Ultra、High、Low、Super、Extremely
5G频谱分为两个区域:FR1和FR2,FR的含义是FrequencyRange,即频率范围。基于3GPPR16版本规范,FR1和FR2表示的频率范围如下表所示,其中FR2称为毫米波。
注:频率范围并不确定,会随着演进不断更新。
FR1部分对应频段:
基站接收/UE发送
FUL_low~FUL_high
基站发送/UE接收
FDL_low~FDL_high
FR2对应频段:
提问:在FDD双工方式中,为什么下行工作频段总是高于上行工作频段?答:下行是基站发到手机。上行是手机发到基站。频段越低穿透损耗越小。基站是插着电的,手机是电池。基站天线体积不敏感,可以做大功放多天线提高增益,手机不行。所以麻烦的请基站做,下行频段高;简单一点的请手机做,上行频段低。
FR1和FR2的最大传输带宽配置与SCS有关,在不同的信道带宽下,其可配置的最大RB数(NRB)分别如下表所示。SCS(kHz)5MHz10MHz15MHz20MHz25MHz30MHz40MHz50MHz60MHz70MHz80MHz90MHz100MHz15255279106133160216270N/AN/AN/AN/AN/A3011243851657810613316218921724527360N/A111824313851657993107121135
SCS(kHz)1530605MHz2511N/A10MHz52241115MHz79381820MHz106512425MHz133653130MHz160783840MHz2161065150MHz2701336560MHzN/A1627970MHzN/A1899380MHzN/A21710790MHzN/A245121100MHzN/A273135
SCS(kHz)50MHz100MHz200MHz400MHz6066132264N/A1203266132264
SCS(kHz)6012050MHz6632100MHz13266200MHz264132400MHzN/A264
FR1和FR2的最小保护带宽与SCS有关,在不同的信道带宽下,其可配置的最小保护带宽如下表所示。单位:kHz。可参考上面FR1和FR2最大传输带宽配置。SCS(kHz)5MHz10MHz15MHz20MHz25MHz30MHz40MHz50MHz60MHz70MHz80MHz90MHz100MHz15242.5312.5382.5452.5522.5592.5552.5692.5N/AN/AN/AN/AN/A30505665645805785945905104582596592588584560N/A10109901330131012901610157015301490145014101370
SCS(kHz)1530605MHz242.5505N/A10MHz312.5665101015MHz382.564599020MHz452.5805133025MHz522.5785131030MHz592.5945129040MHz552.5905161050MHz692.51045157060MHzN/A825153070MHzN/A965149080MHzN/A925145090MHzN/A8851410100MHzN/A8451370
SCS(kHz)50MHz100MHz200MHz400MHz60121024504930N/A12019002420490098602403800772015560
SCS(kHz)6012024050MHz12101900100MHz245024203800200MHz493049007720400MHzN/A986015560
注:
最小保护带宽计算公式:最小保护带宽=信道带宽(M)×1000(kHz)RB数×SCS×122SCS2(kHz)最小保护带宽=\frac{信道带宽(M)×1000(kHz)RB数×SCS×12}{2}-\frac{SCS}{2}(kHz)最小保护带宽=2信道带宽(M)×1000(kHz)RB数×SCS×122SCS(kHz)举例:对于FR1表中的845,计算为(100*1000-273*30*12)/2-30/2=845kHz
FR1:NR工作频段SCS(kHz)5MHz10MHz15MHz20MHz25MHz30MHz40MHz50MHz60MHz70MHz80MHz90MHz100MHzn4115√√√√√√n4130√√√√√√√√√√n4160√√√√√√√√√√n7715√√√√√√√n7730√√√√√√√√√√√√n7760√√√√√√√√√√√√n7815√√√√√√√n7830√√√√√√√√√√√√n7860√√√√√√√√√√√√n7915√√n7930√√√√√n7960√√√√√
NR工作频段n41n41n41n77n77n77n78n78n78n79n79n79SCS(kHz)1530601530601530601530605MHz10MHz√√√√√√√√√15MHz√√√√√√√√√20MHz√√√√√√√√√25MHz√√√√√√30MHz√√√√√√√√√40MHz√√√√√√√√√√√√50MHz√√√√√√√√√√√√60MHz√√√√√√√√70MHz√√√√80MHz√√√√√√√√90MHz√√√√√√100MHz√√√√√√√√
FR2:NR工作频段SCS(kHz)50MHz100MHz200MHz400MHzn25760√√√n257120√√√√n25860√√√n258120√√√√n25960√√√n259120√√√√n26060√√√n260120√√√√n26160√√√n261120√√√√
NR工作频段n257n257n258n258n259n259n260n260n261n261SCS(kHz)601206012060120601206012050MHz√√√√√√√√√√100MHz√√√√√√√√√√200MHz√√√√√√√√√√400MHz√√√√√
目前,全球优先部署的5G频段为n77、n78、n79、n257、n258和n260,范围是3.3GHz~4.2GHz、4.4GHz~5.0GHz和毫米波频段26GHz/28GHz/39GHz。n78是全球主用频段,目前很多国家的5G试点均采用n78的3.5GHz频段。
下表为欧洲、北美、日本、韩国和中国的频率使用情况,其中“不可用”表示频段已经被其他系统占用;“干扰”表示基本可用但是部分频段存在干扰;“可用”表示频段可用,推荐使用。
这是全球频谱的一个概况,但是5G的FR1频段是从400多MHz开始的,还有部分600MHz的频段并没有在表上,可能是2G/3G/4G的原有频段,准备更换到5G。
FR2范围主要是高频,也就是我们通常说的毫米波,穿透能力较弱,但带宽十分充足,且没有什么干扰源,频谱干净,未来的应用将十分广泛。
下面是为5G的FR2新分配的频段。
2016年7月14日,美国联邦通信委员会投票决定通过分配24GHz以上5G频段,美国成为世界上第一个为5G网络分配可用频段的国家。北美5G频段划分情况如下表所示。
欧盟委员会无线频谱政策组(RSPG)于2016年6月制定5G频段划分战略草案,并在欧盟范围内公开征求意见。2016年11月9日,RSPG发布欧盟5G频谱战略。欧洲5G频段划分情况如下表所示。
2010年,APT(亚太电信组织)就同意将700MHz用于发展移动通信,通常称为APT700。这段频谱对应FDDBand28(703~748MHz/758~803MHz)和TDDBand44(698~806MHz),被称为“数字红利”频段。
2016年,APT同意了对698~806MHz频段进行整理的建议,该频段也许会用于未来的5G网络。
2018年,APT将470~698MHz,1427~1518MHz,3300~3400MHz,4800~4990MHz和大于24GHz频段列入WRC-15的列表中(4800~4990MHz频段会更新)。
另外,中、韩、日作为5G的先行者,已在3GHz和5GHz频段上开展5G建设。韩国和日本还在25.6~29.5GHz频段上开展5G试验。
沙特阿拉伯完成了适用于5G服务的频谱拍卖,中东地区至少有8个国家和地区开展5G试验工作,坦桑尼亚已经将700MHz频谱划拨用于ICT(信息通信技术)服务,南非则计划进行800MHz频谱拍卖用于IMT服务。
中国联通和中国电信获得3.5GHz的国际主流频段;中国移动获得2.6+4.9GHz组合频谱。
注:中国广电获得了700MHz的5G牌照:698MHz~790MHz
900MHz原有GSM(2G)业务,等用户更替设备之后逐渐减少2G设备,建设5G,重新利用这个频段。
A频段重耕策略:基于D频段重耕后的4G容量需求,结合A频段终端支持率,在密集城区、高校、高铁等场景推进A频段重耕,缓解4G网络压力。(当前A频段是指2010~2025MHz,合计15MHz带宽)。
F频段面临的主要问题为:受中国电信扩频1875~1880MHz影响,1880~1920MHz(F频段)、所有FARRU设备会受到阻塞干扰,影响网络性能。F频段使用整体思路:现网F1、F2频点带宽和频段范围不受影响,继续作为TD基础覆盖或容量层网络。F频段面对干扰问题的解决策略对比分析如下表所示。
F频段的使用和改造注意事项:
中国移动5G分配到160MHz带宽的2.6GHz频谱,为了更好地使用D频段的频谱资源,同时满足向5G演进的要求,目前确定D频段2515~2615MHz的100MHz作为5G频段,2615~2675MHz的60MHz留给4G使用。中国移动2.6GHz频率使用方案,如下图所示。