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为什么C波段频谱对5G很重要?
网络 通信技术
C波段频谱是Frequency Range 1(FR1)的一部分,也称为中间频谱,它在覆盖率和高吞吐量之间提供了一个很好的折衷方案。作为3GPP Release 15的一部分,确定了三个波段n77、n78和n79,用于C波段的5G操作,其潜在服务带宽高达100MHz。

​1.前言

同步是通信系统最关键的功能之一。然而,在5G的环境中,特别是对于上行链路和下行链路传输在同一频率上的时分双工(TDD),干扰的可能性要大得多。因此,我们看到了TDD-LTE和5G-NR对定时和同步的更严格的要求。

2.频谱的利弊权衡

并非所有的无线电频谱都具有相同的性能。比如说1GHz以下提供了最佳的覆盖面,但是,可用的低频段频谱数量有限。频率范围Frequency Range 2(FR2),即大于6GHz提供了大量的频谱,带宽非常宽(高达400MHz),但覆盖范围有限。

事实上,它是一个极好的无线信道,具有千兆吞吐量,但覆盖范围仅限于数百英尺。C波段频谱是Frequency Range 1(FR1)的一部分,也称为中间频谱,它在覆盖率和高吞吐量之间提供了一个很好的折衷方案。作为3GPP Release 15的一部分,确定了三个波段n77、n78和n79,用于C波段的5G操作,其潜在服务带宽高达100MHz。见表1。

表1-C波段频谱

凭借100MHz的带宽,C波段可以真正实现5G的增强移动宽带(eMBB)用例。需要注意的是,C波段只提供时分双工(TDD)。TDD通过半双工通信链路提供全双工通信信道。这意味着发射机和接收机使用相同的频率,但通过使用同步的时间间隔在不同的时间发送和接收业务。数字信号处理和硬件计算速度的进步允许TDD操作,但它确实带来了一些挑战。让我们回顾一下TDD的优点以及一些定时和同步要求,以确保它能够提供与频分双工(FDD)类似的射频服务质量。

从频谱效率的角度来看,TDD更具吸引力的选择,因为它只需要一个不成对的频谱来进行操作,考虑到频率资源的稀缺性,这是有益的。此外,由于信道互易性,依赖于上行链路中的信道状态信息(CSI)测量的物理层特征(例如大规模MIMO、波束形成和预编码),TDD会更加健壮。本文由【通信百科】公众号整理发布

TDD在带来频谱效率的同时,也带来了一个关键的挑战:定时和同步。由于下行(DL)和上行UL共享相同的频谱,因此需要对TDD系统施加严格的定时限制以避免干扰。本文由【通信百科】公众号整理发布

3.TDD时隙格式

与LTE一样,5G无线帧的固定持续时间为10ms,每个无线帧包含10个子帧。它与LTE的不同之处在于,在5G-NR中,时隙和符号持续时间取决于其数量。见图1。

  图1-5G NR时隙与子载波间隔的关系

随着子载波间隔的改变,每个子帧的时隙和符号的数量也随之改变。例如,15KHz有一个持续时间为1ms的子帧,该子帧等于一个带14个符号的时隙。对于30KHz子载波间隔,一个子帧等于2个时隙,每个时隙的持续时间为0.5ms,28个符号,依此类推(对于正常循环前缀)。

对于不同类型的服务,例如,超可靠低延迟通信(URLLC)与eMBB,服务提供商可以决定使用不同的时隙和帧配置。3GPP 38.213的发行15版本定义了56个时隙格式(表2),每个时隙格式都是一个时隙期间Down下行链路/Flexbile/Uplink上行链路符号的预定义模式。下表可提供快速参考。

  表2-普通循环前缀的时隙格式

这些格式允许在5G Node B(gNB)上支持灵活的应用,例如,具有UL部分的DL重流量可以实现Format 28。

  图2-具有非同步时隙格式的两个网络

当然如果两个提供不同类型服务的网络相邻,这也会带来挑战。即使它们在时间上是同步的,但是它们的时隙格式不同步,也会产生干扰。

责任编辑:未丽燕 来源: IT168
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