3GPP NTN標(biāo)準(zhǔn)的頻率和帶寬技術(shù)要求

先來看一則NTN的新聞：

中興通訊與中國電信浙江公司、中國電信衛(wèi)星通信有限公司、中國電信研發(fā)院、SpaceIoT合作，在浙江舟山完成了業(yè)界首個海洋應(yīng)用的5G非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）部署。該系統(tǒng)采用我國自主研發(fā)的 "天通 "移動通信衛(wèi)星，以及NTN 5G 基站和終端，符合3GPP R17中規(guī)定的NTN國際標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了海洋和無人島場景下的星地互動和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，包括海洋水質(zhì)監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測、無人島應(yīng)急救援等實(shí)時、多終端、多場景的服務(wù)能力。

? ? ? ? ??今天我們接著學(xué)習(xí)NTN標(biāo)準(zhǔn)的頻率和帶寬的技術(shù)要求。

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NTN衛(wèi)星頻段

無論是IoT NTN還是NR NTN，在3GPP中針對SAN（衛(wèi)星接入節(jié)點(diǎn)）或者UE，劃分的衛(wèi)星使用頻段目前都是一致的，即：

頻段256：
??????上行：1980 MHz ?–? 2010 MHz；
??????下行：2170 MHz ?–? 2200 MHz；
頻段255：
??????上行：1626.5 MHz ?–? 1660.5 MHz；
??????下行：1525 MHz ?–? 1559 MHz；

當(dāng)前3GPP NTN中規(guī)定的衛(wèi)星接入系統(tǒng)所使用頻段范圍均屬于L（255）和S（256）波段，準(zhǔn)確地說是衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)所使用的L和S波段的子集。衛(wèi)星波段頻段號都是從256 開始按降序編號，目前是256和255兩個band，未來還可能會有254。注意在LTE中band號是256和255，如下表：

在NR中，band號為n256和n255，那么從n257往上，就是5G毫米波FR2的頻段號了。

我們再來看一下上行和下行頻率的間隔TX – RX carrier centre frequency separation，這里比較有趣的是，在256頻段，下行（DL）的頻率是要比上行（UL）高的，這符合我們在FDD地面蜂窩基站和終端頻率分配的普遍認(rèn)知，由于終端設(shè)備需要電池供電，所以省電是第一要務(wù)，因此大多數(shù)情況下，會把損耗較低的低段頻率分給上行。但在衛(wèi)星通信中，大多數(shù)情況并非如此，衛(wèi)星接入節(jié)點(diǎn)或者說空間站由于脫離了地面穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，省電同樣變得重要，并且衛(wèi)星終端如果是地面站的形式往往具備供電條件，所以反而上行（地對空）相比于下行（空對地）適合使用更高的頻率。我們可以參看一下FCC衛(wèi)星通信頻率劃分-Part25.202。那么在3GPP 255頻段，下行（DL）的頻率是要比上行（UL）低了101.5MHz。

band 256：下行-上行 = 190 MHz；
band 255：下行-上行 = -101.5MHz；

其中在IoT NTN中UE又分為以下兩類：

UE category M1：Cat-M1可以半雙工HD-FDD模式和全雙工FD-FDD模式運(yùn)行；
UE category NB1 & NB2：以半雙工HD-FDD模式運(yùn)行；

名詞解釋：

HD-FDD：half duplex FDD，半雙工的FDD，實(shí)際上最初的LTE為全雙工設(shè)計，即FD（full duplex）FDD，因?yàn)樵谌p工模式下更容易操作。但隨著物聯(lián)網(wǎng)類設(shè)備IoT/M2M/MTC over LTE成為熱門話題，F(xiàn)DD 半雙工又浮出水面。這類應(yīng)用不需要高吞吐量，但需要非常高效的低能耗。使用半雙工技術(shù)，終端設(shè)備可以在不使用時關(guān)閉發(fā)射機(jī)或接收機(jī)，從而降低能耗。

02

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帶寬

帶寬的定義與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定義是相同的，參考下圖為Channel Bandwidth與transmissionbandwidth configuration以及RB的關(guān)系：

Channel Bandwidth：是包含了保護(hù)間隔Guardband的信道邊緣channel edge在內(nèi)的帶寬；
transmission bandwidth configuration：是以RB為基礎(chǔ)的最大可配置帶寬；

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對于上述IoT NTN category M1的衛(wèi)星終端和衛(wèi)星接入節(jié)點(diǎn)，帶寬和NRB的配置數(shù)為：

Channel bandwidth BWChannel = 1.4 MHz；
Transmission bandwidth configuration NRB = 6；

對于IoT NTN?category NB1 &?NB2的衛(wèi)星終端和衛(wèi)星接入節(jié)點(diǎn)，帶寬和NRB的配置數(shù)為：

Channel bandwidth BWChannel = 200 kHz；
Transmission bandwidth configuration NRB = 1；
Transmission bandwidth configuration Ntone 15 kHz = 12；
Transmission bandwidth configuration Ntone 3.75 kHz = 48；

其中Ntone可以為15kHz或者更小的3.75kHz資源單元，如下圖：

對于NR NTN的SAN及UE的在不同band和SCS下的Channel bandwidth如下表所示：

在不同的信道帶寬以及SCS下的最大transmission bandwidth configuration以及最小Guardband如下兩張表所示：

編輯：黃飛

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